Dokumen ini menjelaskan konsep dasar mekanika fluida, termasuk tekanan, gaya apung menurut prinsip Archimedes, serta aliran fluida yang terdiri dari aliran laminar dan turbulen. Juga dibahas hukum Pascal, persamaan Bernoulli, dan aplikasi aliran fluida dalam konteks sayap pesawat. Terdapat pengukuran tekanan dan perhitungan gaya yang bekerja pada fluida dalam berbagai kondisi.

1. MEKANIKA FLUIDA
LISKA DEWI RAHAYU
4201414033

2. Fluida adalah kumpulan molekul
yang tersusun secara acak dan
melekat bersama-sama akibat
suatu gaya kohesi lemah akibat
gaya-gaya yang dikerjakan oleh
dinding-dinding wadah.

3. 14.1 Tekanan
 gaya yang diberikan oleh fluida statis
pada suatu benda selalu tegak lurus
terhadap permukaan benda
F adalah besarnya gaya yang bekerja pada
piston dan A adalah luas permukaan piston
tekanan P dari benda yang terendam
didefinisikan sebagai rasio gaya terhadap
luas daerah:
𝑃 ≡
𝐹
𝐴

4. Jika tekanan pada suatu luas tidak sama, maka kita
dapat menghitung gaya dF pada setiap elemen
permukaan dengan luas dA sebagai :
𝑑𝐹 = 𝑃 𝑑𝐴
satuan SI untuk tekanan adalah newton per meter
persegi (𝑁/𝑚2
), yang dinamakan pascal (Pa) :
1 𝑃𝑎 ≡ 1 𝑁/𝑚2

5. 14.2 Variasi Tekanan dengan Kedalaman
Tiga gaya eksternal yang bekerja :
o gaya angkat keatas =PA,
o gaya angkat kebawah = P0A.
Massa zat cair adalah
o sehingga berat cairan dalam paket adalah
Mg = Ahg
Asumsikan
 (rho) seragam di seluruh cairan
Tekanan bagian bawah = P,
Tekanan bagian atas =P0.
M = v = Ah

6. 𝐹 = 𝑃𝐴 𝑗 − 𝑃0 𝐴 𝑗 − 𝑀𝑔 𝑗 = 0
𝑃𝐴 − 𝑃0 𝐴 − 𝜌Ahg = 0
𝑃 = 𝑃0 + 𝜌gh
𝑃0 = 1 𝑎𝑡𝑚 = 1,013𝑥105
𝐹 = 0
Tekanan P pada kedalaman h dibawah
suatu titik di dalam cairan yang tekanannya
P0 adalah lebih besar sebanyak gh
Tekanan

7. hukum Pascal: perubahan tekanan yang diterapkan pada
fluida diteruskan tanpa berkurang ke setiap titik fluida dan
dinding bejana.
Sebuah gaya besarnya F1
diterapkan pada piston kecil luas
permukaan A1. Tekanan ini
ditularkan melalui cairan mampat
ke piston lebih besar dari luas
permukaan A2.
𝐹1
𝐴1
=
𝐹2
𝐴2
𝑃1 = 𝑃2

8. 14.3 Pengukuran Tekanan
ℎ =
𝑃0
𝜌 𝐻𝑔 𝑔
=
1.013 × 105
𝑃𝑎
13.6 × 103 𝑘𝑔
𝑚3 (9.80
𝑚
𝑠2)
= 0.760 𝑚
Barometer
Sebuah pipa tabung panjang yang
ditutup disalah satu sisinya diisi
dengan raksa dan dijungkirbalikan
pada sebuah wadah yang berisi
raksa.
𝑃0 = 𝜌 𝐻𝑔 𝑔ℎ
1 atm = 0.760 m (of Hg)

9. Manometer o Sebuah alat untuk menghitung
tekanan dari sebuah gas didalam
kapal laut.
o Salah satu ujung dari pipa U yang
berisi cairan berhubungan
langsung dengan atmosfer
o Ujung lainnya dihubungkan ke
tekanan untuk diukur
o Tekanan di B adalah P = P0+ρgh

10. Tekanan absolut dan tekanan gauge
P = P0 + gh
P  tekanan absolut
P – P0 tekanan gauge

11. 14.4 Gaya Apung dan Prinsip Archimedes
Gaya apung adalah Gaya ke atas yang diberikan oleh fluida
pada setiap objek tenggelam.

12. “Besarnya gaya apung pada
suatu benda selalu sama
dengan berat fluida yang
dipindahkan oleh benda
tersebut.”
Prinsip Archimedes

13. 𝐵 = 𝑃𝑏𝑜𝑡 − 𝑃𝑡𝑜𝑝 𝐴
= 𝜌 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 𝑔ℎ 𝐴
𝐵 = 𝜌 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 𝑔𝑉𝑑𝑖𝑠𝑝
𝑉𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝐴ℎ
𝐵 = 𝑀𝑔
o Tekanan diatas kubus
meyebabkan gaya kebawah yang
besarnya  Ptop A
o Tekanan didasar kubus
meyebabkan gaya angkat keatas
yang besarnya  Pbot A
gaya apung :

14.  Sebuah benda yang seluruhnya tenggelam
mempunyai massa jenis = fluid
 Vdisp =Vobj
 Gaya angkat keatas
B = fluid g V= fluid g Vobject
 Gaya gravitasi kebawah
Fg = Mg = obj g Vobj
 Gaya total
B - Fg = (fluid – obj) g Vobj
Kasus 1: Objek terendam total,

15. Kasus 1: Objek terendam total,
gaya gravitasi yang
arahnya ke bawah lebih
kecil daripada gaya
apungnya, dan benda
bergerak dipercepat
keatas.
gaya apung ke atas menjadi
lebih kecil daripada gaya
gravitasi dan benda akan
tenggelam

16. Kasus 2: Objek mengapung.
o suatu benda dengan volume Vobj dan massa jenis obj < fluid
dalam kesetimbangan statis
o gaya apung ke atas diseimbangkan oleh gaya gravitasi ke
bawah yang bekerja pada benda tersebut.
Vdisp
Vobj
=
obj
fluid
fluid gVdisp = obj gVobj,
B = fluid gVdisp.
Fg = Mg = obj gVobj
Fg = B

17. 14.5 Fluida Dinamis
 Aliran tunal, atau laminar, jika setiap partikel fluida mengikuti
lintasan-lintasan yang mulus sehingga lintasan dari
bermacam-macam partikel yang ada tidak pernah
bertumbukan satu sama lain.
 Aliran turbulen merupakan aliran yang tidak menentu
ditandai dengan daerah pusaran air kecil
Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas)
yang bergerak atau bisa disebut dengan fluida ideal.
Aliran Fuida :

18. Empat asumsi :
1. Fluida tidak kental  gesekan internal diabaikan.
2. Aliran tunak.  kecepatan fluida pada setiap titik
konstan.
3. Fluida tidak dapat ditekan  Massa jenis suatu
fluida konstan.
4. Aliran tak berotasi  fluida tidak memiliki
momentum sudut di titik mana pun.

19. o Lintasan yang diambil oleh partikel fluida di
bawah aliran tunak disebut streamline (garis
alir).
o Kecepatan dari partikel selalu
bersinggungan dengan aliran arus .
o Satu set aliran arus membentuk saluran
aliran.
o Partikel fluida tidak dapat mengalir ke dalam
atau keluar dari sisi tabung ,jika bisa arus
akan bertumbukan satu sama lain.
o streamline (garis alir).

20. m1=A1∆x1 = A1v1 ∆t
m2 = A2 ∆x2 = A2v2 ∆t
m1 = m2
A1v1 ∆t = A2v2 ∆t
A1v1 = A2v2 = konstan
persamaan kontinuitas
 Sebuah fluida berpindah didalam
sebuah pipa yang memiliki diameter
berbeda
Karena aliran fluida tetap dimana 𝑚1 pada
interval ∆𝑡 = 𝑚2 pada interval ∆𝑡, maka:

21. 14.6 Persamaan Bernoulli
𝑊 = 𝑃1 − 𝑃2 𝑉
𝑊1 = 𝐹1∆𝑥1= 𝑃1 𝐴1∆𝑥1= 𝑃1 𝑉
𝑊2 = −𝐹2∆𝑥2= −𝑃2 𝐴2∆𝑥2= −𝑃2 𝑉
Ketika fluida bergerak melewati
sebuah bagian di mana
kelanjuan atau ketinggian di
atas permukaan bumi berubah,
tekanan fluida juga berubah.
Volume A = volume B, maka usaha total:

22. Bagian dari usaha ini merupakan perubahan energi
kinetik dari segmen cairan, dan sebagian perubahan
energi potensial dari sistem
Perubahan energi kinetik dari segmen fluida:
∆K = ( ½ mv2
2 + Kgray) – ( ½ mv1
2 + Kgray)
= ½ mv2
2 – ½ mv1
2
perubahan energi potensial gravitasi dari sistem:
∆U = (mgy2 + Ugray) – (mgy1 + Ugray)
= mgy2 - mgy1

23. usaha yang dilakukan pada suatu benda sama dengan
perubahan energi mekanik benda ΔEM.
W = ∆K + ∆U
P1 − P2 = ½ v2
2 – ½ v1
2 + gy2 − gy1
P1 + ½ v1
2 + gy1 = P2 + ½ v2
2 + gy2
P + ½ v2 + gy = konstan
Persamaan Bernoulli
Ketika fluida itu diam, v1 = v2 = 0
P1 − P2 = g(y2 – y1) = gh
 = m/V(P1 − P2)V = ½ mv2
2 – ½ mv1
2 + mgy2 − mgy1

24. 14.7 Aplikasi Fluida Dinamis
sayap pesawat
o Aliran steamline disekitar sayap
pesawat bergerak
o Lift adalah gaya keatas sayap dari
udara
o Drag adalah komponen horisontal
o Lift tergantung pada kecepatan
pesawat, luas sayap, kelengkungan,
serta sudut antara sayap dan bidang
horisontal

25. Sebuah benda bergerak melalui fluida mengalami
gaya angkat sebagai hasil dari efek yang
menyebabkan fluida mengubah arahnya ketika
mengalir melewati objek. Beberapa
Faktor yang mempengaruhi gaya angkat
a. bentuk objek,
b. orientasi terhadap aliran fluida,
c. gerakan berputar dan
d. tekstur permukaannya.

26. Bola Golf
Menunjukkan udara
mengikuti bola dan
sebagai hasilnya bola
dibelokkan ke bawah

27.  Aliran udara melewati salah satu
ujung tabung terbuka
 Salah satu Ujung ditenggelamkan
dalam cairan
 Udara bergerak mengurangi
tekanan di atas tabung
 cairan naikdan melompat masuk
ke dalam aliran udara
 cairan tersebut tersebar menjadi
tetesan-tetesan yang kita sebut
spray.
Alat Penyemprot

28. TERIMAKASIH