FLUIDA DINAMIS
Disusun oleh :
Lidia Permata N
Putri Sagita U
M. Yoga Nugraha P
Rofi Abdul M
Junianur M
Fahri Ali S
Iffah Azzah M
Zhafira Khairana
M. Iqbal
Felix Leon
XI MIA 2
 Fluida tidak dapat
dimampatkan
(incompressible), yaitu
volume dan massa jenis
fluida tidak berubah akibat
tekanan yang diberikan
kepadanya.
 Fluida tidak mengalami
gesekan dengan dinding
tempat fluida tersebut
mengalir.
 Kecepatan aliran fluida
bersifat laminer, yaitu
kecepatan aliran fluida
disembarang titik berubah
terhadap waktu sehingga
tidak ada fluida yang
memotong atau mendahului
titik lainnya.
Fluida ideal adalah fluida yang
memiliki ciri-ciri berikut ini:
Debit adalah besaran yang menyatakan volume fluida yang
mengalir melalui suatu penampang tertentu dalamsatuan
waktu tertentu.
dimana :
Q = debit aliran (m3/s)
A = luas penampang (m2)
V = laju aliran fluida (m/s)
t = selang waktu (s) A₁ V₁ = A₂V₂
Suatu pipa mengalirkan air dengan debit
1m3 tiap sekonnya, dan digunakan untuk
mengisi bendungan berukuran ( 100 x 100
x 10 ) m. hitung waktu yang dibutuhkan
untuk mengisi bendungan sampai penuh !
jawab :
t = V / Q
t = 100.000 m³ / 1 m³/ s
t = 100.000 sekon
2
1
2
1
2211
A
A
v
v
vAvA

 Kelajuan aliran fluida tak termampatkan
berbanding terbalik dengan luas
penampang yg dilaluinya
2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
2
2
2
1
2
2
2
1
1
2
2
1
4
4














D
D
r
r
v
v
D
D
r
r
v
v
A
A
v
v




Kelajuan aliran fluida tak termampatkan
berbanding terbalik dengankuadrat jari-
jari penampang atau diameter penampang
Daya listrik
QghP 
Air terjun yang mengaliri air dengan
debit Q dari ketinggian h akan
menghasilkan tenaga dengan daya
ρQgh
P= daya listrik (W)
n=efisiensi generator (%)
ρ = massa jenis (kg/m3)
Q= debit (m3/s)
g=gravitasi (10 m/s2)
h=tinggi (m)
Asas Bernoulli dikemukakan pertama kali oleh Daniel Bernoulli
(1700 – 1782). Dalam kertas kerjanya yang berjudul
"Hydrodynamica", Bernoulli menunjukkan bahwa begitu kecepatan
aliran fluida meningkat maka tekanannya justru menurun.
Bagaimanakah definisi asas Bernoulli ?
Asas Bernoulli adalah tekanan fluida di tempat yang
kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang
kecepatannya lebih rendah .
Jadi semakin besar kecepatan fluida dalam suatu pipa maka
tekanannya makin kecil dan sebaliknya makin kecil kecepatan
fluida dalam suatu pipa maka semakin besar tekanannya.
‘’ bahwajumlahdaritekanan (P), energy
kinetikpersatuan volume (
1
2
⍴v2), dan energy
potensial per satuan volume (⍴gh) memilikinilai
yang
samapadasetiaptitiksepanjangsuatugarisarus. ‘’
P +
1
2
⍴v2 + ⍴gh=konstan
Hukuminidinyatakanoleh Daniel Bernoulli
hukumbernoulliadalahhukumyangberlandaskanpadahukum
kekekalanenergiyangdialamiolehaliranfluida. jikadinyatakan
dalampersamaanmenjadi:
P₁ + ½ρv₁² + ρgh₁ = P₂ + ½ρv₂² + ρgh₂
Dua Kasus Persamaan Bernouli
Untuk fluida tak bergerak, kecepatan v1 = v2 = 0,
sehingga persamaan bernoulinya menjadi :
Persamaan ini adalah bentuk lain dari
persamaan tekanan hidrostatis dalam cairan.
P1 + 𝜌𝑔ℎ1+ 0 = P2 + 𝜌𝑔ℎ2 + 0
P1 - P2 = 𝜌𝑔 (h1 – h2)
Persamaan tersebut menyatakan bahwa jika v2>v1, maka P1>P2. Ini
berarti bahwa ditempat yang kelajuan alirnya besar, tekananya kecil.
Sebaliknya, ditempat yang kelajuan alirnya kecil, tekanannya besar.
Pernyataan ini dikenal sebagai asas Bernouli.
P1 +
1
2
𝜌𝑣1
2 = P2 +
1
2
𝜌𝑣2
2
P1– P2 =
1
2
𝜌 (𝑣2
2 - 𝑣1
2)
P1
1
v1 P2 v2
2
Teorema Torricelli
“jika atas wadah terbuka terhadap atsmosfer dan luas luabang jatoh lebih kecil dari pada
luas penampang”.
  gh
PP
v 2
2 012
2 



ghv 22 
Keterangan :
v = kecepatan zat cair keluar lubang (m/s)
h = jarak permukaan zat cair terhadap lubang (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu zat cair dari lubang sampai ke lantai (s)
Q = debit (m3/s)
A = luas penampang lubang (m2)
R= jangkauan mendatar semprotan (m)
Y= tinggi dari dasar permukaan wadah sampai lubang pancuran (m)
ghAQAvQ 2
hyR 2
Misalnya untuk tangki air seperti ditunjukan dalam gambar di bawah
ini :
h= 125 – 100 = 25 cm = 0,25 m
y= 100 cm = 1m
Kecepatan semburan air keluar dari lubang
Jarak jangkau horizontal
=2(0,5)=1 m atau 100 cm
   smghv /525,01022 
 125,022  byx
Kelajuan efektif gas
Tekanan gas berhubungan dengan rata-
rata dari kuadrat kelajuan oleh karena
molekul –molekul gas tidak bergerak
seluruhnya dengan kecepatan yang sama .
Dengan:
 





i
ii
N
vN
NNN
vNvNvN
v
2
321
2
33
2
22
2
112
...
...
 iNNNNN ...321
Kelajuan efektif VRMS didefinisikan sebagai akar
Jika sebagai akar dari rata2 kuadrat kelajuan v2
2
vvRMS 
Karburator
adalah alat yang digunakan untuk
menghasilkan campuran
bahan bakar dengan udara.
Venturimeter
yaitu alat yang dipasang dalam
suatu pipa aliran untuk
mengukur kelajuan cairan yang
mengalir .
Keterangan:
v1 = kecepatan aliran penampang pipa lebar (m/s)
A1 = Luas penampang pipa besar (m2)
A2 = Luas penampang pipa kecil (m2)
h = selisih tinggi permukaan fluida pada pipa
pengukur beda tekanan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Tabung pitot ialah alat yang kita gunakan
untuk mengukur kelajuan gas yang
mengalir. Tabung pitot juga memiliki
rumus untuk menghitung laju aliran gas
dalam tabung pitot.

 gh
v
'2

Keterangan:
v = kecepatan aliran gas dalam tabung (m/s)
ρ’ = massa jenis zat cair dalam manometer (Kg/m3)
ρ = massa jenis gas (Kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = selisih tinggi permukaan zat cair dalam
manometer ( m )
Gaya angkat pesawat ialah
gaya angkat yang dialami oleh
pesawat terbang ketika ingin
melakukan take off. Semakin
lebar luas penampang atau sayap
pesawat maka semakin besar
pula gaya angkat yang dialami
pesawat tersebut.
Rumus Gaya Angkat Pesawat :
)(
2
1 2
1
2
221 vvAFF  
Dengan :
F1 – F2 = gaya angkat pesawat terbang (N),
A = luas penampang sayap pesawat (m2),
v1 = kecepatan udara di bagian bawah sayap (m/s),
v2 = kecepatan udara di bagian atas sayap (m/s), dan
ρ = massa jenis fluida (udara).
Kebanyakan ikan memiliki swim
bladder (kantong renang) yang mirip
gelembung dan berisi penuh gas.
Swim bladder bekerja seperti tangki
pemberat pada kapal selam. Ikan
dapat mengubah ukuran swim
bladder dengan cara mengendurkan
atau mengencangkan otot-otonya
sesuai keperluan ikan ; mengapung,
melayang, atau tenggelam.
Sirip ikan hiu
TEORI TORRICELLI
Pada dinding bejana terdapat lubang kebocoran kecil yang berjarak h
dari permukaan zat cair. Zat cair mengalir pada lubang dengan
kecepatan v. Tekanan di titik a pada lubang sama dengan tekanan di
titik b pada permukaan zat cair yaitu sama dengan tekanan udara
luar B. karena lubang kebocoran kecil, permukaan zat cair dalam
bejana turun perlahan-lahan, sehingga v2 dianggap nol.
Zat cair dalam sebuah bejana
TEORI TORRICELLI
Keterangan :
v = kecepatan zat cair keluar lubang (m/s)
h = jarak permukaan zat cair terhadap lubang (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
x = jarak jatuhnya zat cair di lantai terhadap dinding (m)
t = waktu zat cair dari lubang sampai ke lantai (s)
Q = debit (m3/s)
A = luas penampang lubang (m2)
Bab 7 fisika

Bab 7 fisika

  • 1.
    FLUIDA DINAMIS Disusun oleh: Lidia Permata N Putri Sagita U M. Yoga Nugraha P Rofi Abdul M Junianur M Fahri Ali S Iffah Azzah M Zhafira Khairana M. Iqbal Felix Leon XI MIA 2
  • 3.
     Fluida tidakdapat dimampatkan (incompressible), yaitu volume dan massa jenis fluida tidak berubah akibat tekanan yang diberikan kepadanya.  Fluida tidak mengalami gesekan dengan dinding tempat fluida tersebut mengalir.  Kecepatan aliran fluida bersifat laminer, yaitu kecepatan aliran fluida disembarang titik berubah terhadap waktu sehingga tidak ada fluida yang memotong atau mendahului titik lainnya. Fluida ideal adalah fluida yang memiliki ciri-ciri berikut ini:
  • 4.
    Debit adalah besaranyang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalamsatuan waktu tertentu. dimana : Q = debit aliran (m3/s) A = luas penampang (m2) V = laju aliran fluida (m/s) t = selang waktu (s) A₁ V₁ = A₂V₂
  • 5.
    Suatu pipa mengalirkanair dengan debit 1m3 tiap sekonnya, dan digunakan untuk mengisi bendungan berukuran ( 100 x 100 x 10 ) m. hitung waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bendungan sampai penuh ! jawab : t = V / Q t = 100.000 m³ / 1 m³/ s t = 100.000 sekon
  • 6.
    2 1 2 1 2211 A A v v vAvA   Kelajuan aliranfluida tak termampatkan berbanding terbalik dengan luas penampang yg dilaluinya 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 1 2 2 1 4 4               D D r r v v D D r r v v A A v v     Kelajuan aliran fluida tak termampatkan berbanding terbalik dengankuadrat jari- jari penampang atau diameter penampang
  • 7.
    Daya listrik QghP  Airterjun yang mengaliri air dengan debit Q dari ketinggian h akan menghasilkan tenaga dengan daya ρQgh P= daya listrik (W) n=efisiensi generator (%) ρ = massa jenis (kg/m3) Q= debit (m3/s) g=gravitasi (10 m/s2) h=tinggi (m)
  • 8.
    Asas Bernoulli dikemukakanpertama kali oleh Daniel Bernoulli (1700 – 1782). Dalam kertas kerjanya yang berjudul "Hydrodynamica", Bernoulli menunjukkan bahwa begitu kecepatan aliran fluida meningkat maka tekanannya justru menurun. Bagaimanakah definisi asas Bernoulli ? Asas Bernoulli adalah tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah . Jadi semakin besar kecepatan fluida dalam suatu pipa maka tekanannya makin kecil dan sebaliknya makin kecil kecepatan fluida dalam suatu pipa maka semakin besar tekanannya.
  • 10.
    ‘’ bahwajumlahdaritekanan (P),energy kinetikpersatuan volume ( 1 2 ⍴v2), dan energy potensial per satuan volume (⍴gh) memilikinilai yang samapadasetiaptitiksepanjangsuatugarisarus. ‘’ P + 1 2 ⍴v2 + ⍴gh=konstan Hukuminidinyatakanoleh Daniel Bernoulli
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    Untuk fluida takbergerak, kecepatan v1 = v2 = 0, sehingga persamaan bernoulinya menjadi : Persamaan ini adalah bentuk lain dari persamaan tekanan hidrostatis dalam cairan. P1 + 𝜌𝑔ℎ1+ 0 = P2 + 𝜌𝑔ℎ2 + 0 P1 - P2 = 𝜌𝑔 (h1 – h2)
  • 14.
    Persamaan tersebut menyatakanbahwa jika v2>v1, maka P1>P2. Ini berarti bahwa ditempat yang kelajuan alirnya besar, tekananya kecil. Sebaliknya, ditempat yang kelajuan alirnya kecil, tekanannya besar. Pernyataan ini dikenal sebagai asas Bernouli. P1 + 1 2 𝜌𝑣1 2 = P2 + 1 2 𝜌𝑣2 2 P1– P2 = 1 2 𝜌 (𝑣2 2 - 𝑣1 2) P1 1 v1 P2 v2 2
  • 15.
    Teorema Torricelli “jika ataswadah terbuka terhadap atsmosfer dan luas luabang jatoh lebih kecil dari pada luas penampang”.   gh PP v 2 2 012 2     ghv 22  Keterangan : v = kecepatan zat cair keluar lubang (m/s) h = jarak permukaan zat cair terhadap lubang (m) g = percepatan gravitasi (m/s2) t = waktu zat cair dari lubang sampai ke lantai (s) Q = debit (m3/s) A = luas penampang lubang (m2) R= jangkauan mendatar semprotan (m) Y= tinggi dari dasar permukaan wadah sampai lubang pancuran (m) ghAQAvQ 2 hyR 2
  • 16.
    Misalnya untuk tangkiair seperti ditunjukan dalam gambar di bawah ini : h= 125 – 100 = 25 cm = 0,25 m y= 100 cm = 1m Kecepatan semburan air keluar dari lubang Jarak jangkau horizontal =2(0,5)=1 m atau 100 cm    smghv /525,01022   125,022  byx
  • 17.
    Kelajuan efektif gas Tekanangas berhubungan dengan rata- rata dari kuadrat kelajuan oleh karena molekul –molekul gas tidak bergerak seluruhnya dengan kecepatan yang sama . Dengan:        i ii N vN NNN vNvNvN v 2 321 2 33 2 22 2 112 ... ...  iNNNNN ...321 Kelajuan efektif VRMS didefinisikan sebagai akar Jika sebagai akar dari rata2 kuadrat kelajuan v2 2 vvRMS 
  • 18.
    Karburator adalah alat yangdigunakan untuk menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara. Venturimeter yaitu alat yang dipasang dalam suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan cairan yang mengalir . Keterangan: v1 = kecepatan aliran penampang pipa lebar (m/s) A1 = Luas penampang pipa besar (m2) A2 = Luas penampang pipa kecil (m2) h = selisih tinggi permukaan fluida pada pipa pengukur beda tekanan (m) g = percepatan gravitasi (m/s2)
  • 19.
    Tabung pitot ialahalat yang kita gunakan untuk mengukur kelajuan gas yang mengalir. Tabung pitot juga memiliki rumus untuk menghitung laju aliran gas dalam tabung pitot.   gh v '2  Keterangan: v = kecepatan aliran gas dalam tabung (m/s) ρ’ = massa jenis zat cair dalam manometer (Kg/m3) ρ = massa jenis gas (Kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = selisih tinggi permukaan zat cair dalam manometer ( m )
  • 20.
    Gaya angkat pesawatialah gaya angkat yang dialami oleh pesawat terbang ketika ingin melakukan take off. Semakin lebar luas penampang atau sayap pesawat maka semakin besar pula gaya angkat yang dialami pesawat tersebut. Rumus Gaya Angkat Pesawat : )( 2 1 2 1 2 221 vvAFF   Dengan : F1 – F2 = gaya angkat pesawat terbang (N), A = luas penampang sayap pesawat (m2), v1 = kecepatan udara di bagian bawah sayap (m/s), v2 = kecepatan udara di bagian atas sayap (m/s), dan ρ = massa jenis fluida (udara).
  • 21.
    Kebanyakan ikan memilikiswim bladder (kantong renang) yang mirip gelembung dan berisi penuh gas. Swim bladder bekerja seperti tangki pemberat pada kapal selam. Ikan dapat mengubah ukuran swim bladder dengan cara mengendurkan atau mengencangkan otot-otonya sesuai keperluan ikan ; mengapung, melayang, atau tenggelam.
  • 22.
  • 23.
    TEORI TORRICELLI Pada dindingbejana terdapat lubang kebocoran kecil yang berjarak h dari permukaan zat cair. Zat cair mengalir pada lubang dengan kecepatan v. Tekanan di titik a pada lubang sama dengan tekanan di titik b pada permukaan zat cair yaitu sama dengan tekanan udara luar B. karena lubang kebocoran kecil, permukaan zat cair dalam bejana turun perlahan-lahan, sehingga v2 dianggap nol. Zat cair dalam sebuah bejana
  • 24.
    TEORI TORRICELLI Keterangan : v= kecepatan zat cair keluar lubang (m/s) h = jarak permukaan zat cair terhadap lubang (m) g = percepatan gravitasi (m/s2) x = jarak jatuhnya zat cair di lantai terhadap dinding (m) t = waktu zat cair dari lubang sampai ke lantai (s) Q = debit (m3/s) A = luas penampang lubang (m2)