FLUIDA pertemuan pertama membahas fluida statis.pptx

Fluida terdiri dari zat cair dan gas

1. Nurlaila Rajabiah TEKNIK MESIN UM METRO FLUIDA KULIAH 3

2. PENDAHULUAN Zat Padat ( Materi Elastisitas ) Zat Cair Gas Kesamaan sifat zat cair dan gas: Tidak memiliki bentuk yang tetap , mengikuti bentuk wadah , mudah ditembus atau dibagi-bagi . Hal ini disebabkan gaya tarik antar atom atau molekul penyusun zat cair dan gas jauh lebih lemah daripada gaya tarik antar atom penyusun zat padat . Salah satu sifat yang sering kita amati adalah zat cair dan gas dapat mengalir . Zat dengan sifat yang dapat mengalir tersebut kita namakan fluida .

3. FLUIDA

4. Yang akan dipelajari pada Bab Ini : kita akan membahas sejumlah sifat yang dimiliki oleh fluida yang diam (fluida statis) maupun sifat-sifat fluida yang mengalir (fluida dinamis). Sifat-sifat tersebut sangat penting untuk dipahami karena memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan kita, baik dalam bentuk teknologi sederhana maupun teknologi canggih. Jika kita tidak memahami sifat fluida maka tidak mungkin manusia membuat kapal termasuk kapal tanker raksasa, kapal selam, balon udara, pesawat terbang, helikopter, pesawat ulang-alik, dan sebagainya.

5. FLUIDA

6. KERAPATAN MASSA (MASSA JENIS) Kerapatan atau Rapat M a s sa atau massa jenis didefinisikan massa suatu zat yang homogen per satuan volumenya Massa jenis suatu zat gas tergantung pada suhu dan tekanan , namun untuk zat padat dan zat cair hampir tidak tergantung pada suhu dan tekanan.

7. MASSA JENIS didefinisikan sebagai : ρ =   Dimana : ρ = rapat massa (rho) (kg/ m 3 ) m= massa (kg) V = Volume (m 3 )

8. Massa jenis beberapa fluida

9. KERAPATAN BERAT ( BERAT JENIS ) Kerapatan jenis atau Berat jenis adalah rasio berat benda terhadap volumenya . ρ g =  

10. KERAPATAN RELATIF ( SPECIFIC GRAVITY ) Kerapatan relatif atau specific gravity (SG) adalah Bilangan tak berdimensi yang menunjukan perbandingan antara kerapatan suatu zat terhadap kerapatan zat baku Kerapatan zat baku untuk cairan biasanya adalah air pada suhu 4 C = 1000 kg/m 3 = 1 gr/cm 3 = 1 kg/L SG =  

11. Contoh soal 1 : Penyelesaian : Volume bata : 5 x 10 x 20 = 10 -3 m 3 Dari tabel diketahui : ρ = 11,3 x 10 3 kg/m 3 Sehingga massa nya adalah : m = ρ .V = (11,3 x 10 3 kg/m 3 )(10 -3 m 3 ) = 11,3 kg Dan Beratnya : w = m.g = (11,3 kg)(9,81 N/kg) = 111 N Sebuah bata timah hitam berukuran 5 x 10 x 20 cm. Berapakah beratnya ?

12. Contoh soal 2 : Penyelesaian : Karena kerapatan air pada 4 C adalah 1 gr/cm 3 dan 200 mL = 200 cm 3, Maka massa air mula-mula ada didalam botol adalah : m = ρ .V = (1 gr/cm 3 )(200 cm 3 ) = 200 gram Sebuah botol 200 ml diisi air pada 4 C . Bila botol dipanaskan sampai 80 C , 6 gram air tumpah. Berapakah kerapatan air pada 80 C ? (anggap pemuaian botol dapat diabaikan)

13. Karena 6 gram tumpah dari botol pada 80 C, massa air yang tersisa adalah : 200 gram – 6 gram = 194 gram, Massa 194 gram tersisa ini yang sekarang menempati 200 ml, sehingga kerapatan air pada 80 C adalah : ρ =  

14. Massa Jenis Campuran Fluida Jika N buah fluida tersebut dicampur maka massa jenis rata-rata hasil campuran akan bergantung pada volum total hasil pencampuran. Jika fluida tidak mengalami perubahan volum setelah pencampuran maka massa jenis rata-rata adalah Jika beberapa fluida yang memiliki massa jenis berbeda dicampur, maka massa jenis campuran fluida merupakan harga rata-rata massa jenis fluida yang dicampur tersebut. Berapa massa jenis rata-rata tersebut?

15. Air dan alkohol masing-masing dengan volum 100 mL dan 300 dicampur. Jika dianggap tidak ada perubahan volum selama pencapuran, berapa massa jenis rata-rata hasil pencampuran? Jawab : Contoh soal 3 :

16. Modulus Bulk dan Kompressibilitas Modulus bulk mengukur ketahanan fluida terhadap tekanan. Makin kuat fluida mempertahankan volume awal ketika mendapat tekanan maka modulus bulk fluida makin besar.

17. Kompressibilitas Kompressibilitas berlawanan dengan modulus bulk. Kalau modulus bulk mengukur berapa kuat fluida tidak mengalami perubahan volum. Sedangkan kompressibilitas mengukur berapa mudah fluida mengalami perubahan volume. Dari definisi ini maka komressibilitas memenuhi persamaan

18. Modulus bulk dan kompressibilitas sejumlah fluida

19. TEKANAN Kenapa ayam sulit berjalan di tanah yang lembek sedangkan bebek / itik relatif lebih mudah ? kalau tangan kita ditekan oleh ujung pena yang bagian runcingnya terasa lebih sakit daripada oleh ujung yang bagian tumpulnya .

20. TEKANAN

21. TEKANAN ( cont’d ) P = Tekanan (1 N/m 2 = 1 Pa) F = Gaya (N) A = Luas penampang (m 2 )

22. Tekanan Hidrostatis Sifat menarik yang dimiliki zat cair statis adalah adanya tekanan yang dilakukan pada benda yang dicelupkan ke dalam zat cair tersebut. Tekanan tersebut muncul karena benda menahan berat zat cair di atasnya. Makin dalam posisi benda maka makin tebal zat cair di atas benda tersebut yang harus ditahan sehingga makin besar tekanan yang dirasakan benda. Tekan an jenis ini dinamakan tekanan hidrostatis (tekanan oleh zat cair yang diam).

23. Barometer Alat untuk mengukur tekanan udara menggunakan cairan mercuri / Hg dengan massa jenis 13.6 gr/cc Ketika mengukur di pantai, maka tinggi cairan barometer adalah 76 cm dengan percepatan gravitasi 9.8 m/s 2 P =  g h = 13600 kg/m 3 x 9.8 m/s 2 x 0.76 m P = 101.3 kPa = 1 Atm TEKANAN P = P atmosphere + P gauge 1 Atm = 101.3 kPa = 76 cmHg = 760 Torr

24. Tekanan Zat cair terbuka selalu mendapat tekanan atmosfer di permukaannya. Misalnya tekanan atmosfer di permukaan zat cair adalah P maka tekanan di dalam zat cair pada kedalaman h adalah:

25. Contoh Soal 4:

26. Latihan Soal 1. Hitunglah tekanan total yang dialami sebuah benda yang tercelup dalam sumur pada ke dalaman 10 m dari permukaan air sumur . Jika percepatan gravitasi di daerah itu adalah sebesar 10 m/s 2 2. Berapa tekanan yang dialami penyelam yang berada pada posisi 100 m di atas dasar laut ? ( kedalaman laut = 1 km. massa jenis air laut : 1,025  10 3 kg/m 3 )

27. Lambung kapal menerima tekanan hidrostatis dari seluruh bagian permukaan yang tercelup. Tekanan tersebut menghasilkan gaya yang tegak lurus permukaan. Gaya dari permukaan kiri dan kanan saling meniadakan. Begitu pula gaya dari permukaan depan dan belakang saling meniadakan. Yang tetap ada adalah gaya oleh air laut dari arah bawah.

28. Tugas : Definisi , Persamaan , 1 Contoh Soal . Kelompok 1: Hukum Pascal dan Gaya Angkat Archimedes Kelompok 2: Tenggelam , Melayang , dan Terapung Tegangan Permukaan Kelompok 3: Kelengkungan Permukaan Fluida , Kohesi dan Adhesi Kelompok 4: Laju Aliran Fluida , Persamaan Kontinuitas Kelompok 5: Hukum Bernoulli, Beberapa Aplikasi Hukum Bernoulli Kelompok 6: Aliran Laminer dan Turbulen , Viskositas Kelompok 7: Persamaan Poiseuille Kelompok 8: Hukum Stokes dan Gesekan Udara Kelompok 9: Bilangan Reynolds Kirim ke email : [email protected] [email protected]