Rangkuman, Soal Dan Pembahasan Fluida Dinamis

Rangkuman Materi Fluida Dinamis

Oke teman-teman kalau sebelumnya kita telah membahas perihal fluida statis pada kelas 10. yukk saatnya kita move on ke bahan yang lebih susah lagi, yaitu fluida dinamis. 

Nah kalau sebelumnya fluidanya statis atau diam, maka kali ini fluidanya Dinamis atau bergerak. aneka macam aturan fisika yang berafiliasi dengan fluida Dinamis diantaranya  Persamaan Bernoulli yang akan kita bahas lebih dalam lagi. 

yuk eksklusif saja yaa...

FLUIDA DINAMIS
Fluida dinamis ialah fluida yang bergerak. Ciri-ciri umum dari fluida dinamik diantaranya:
1. Fluida dianggap tidak kompresibel.
2. Fluida dianggap bergerak tanpa tabrakan walaupun ada gerakan bahan (tidak mempunyai kekentalan).
3. Aliran fluida ialah fatwa stasioner, yaitu kecepatan dan arah gerak partikel fluida yang melalui suatu titik tertentu selalu tetap.
4. Tak bergantung waktu (tunak), artinya kecepatannya konstan pada titik tertentu dan membentuk fatwa laminer (berlapis)

DEBIT
Yaitu Volume fluida tiap satuan waktu yang mengalir dalam pipa. Dirumuskan sebagai berikut

Keterangan :
Q : debit (m3/s)
V : volume fluida (m3)
T : waktu (s)
A : luas (m2)
V : kecepatan (m/s)

PERSAMAAN KONTINUITAS
Persamaan kontinuitas berbunyi “pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan fatwa fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu konstan”.

Jika suatu wadah mempunyai penampang yang berbeda maka berdasarkan persamaan kontinuitas berlaku

Q1 = Q2
A1.v1 = A2. v2

Keterangan :
Q1 = debit ketika masuk (m3/s)
Q2 = debit ketika keluar (m3/s)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
v1 = kecepatan fluida ketika masuk (m/s)
v2 = kecepatan fluida ketika keluar (m/s)

Persamaan Bernoulli
Menurut persamaan ini, besaran p + ρgh + ½ ρv12 mempunyai nilai yang sama pada setiap titikdalam fatwa fluida, sesuai dengan gambar berikut:

Bila dituliskan dalam suatu persamaan yaitu sebagai berikut :

p1 + ρgh1 + ½ ρv12 = p2 + ρgh2 + ½ ρv22

Keterangan :
p1, p2 = tekanan di titik 1 dan 2 (N/m2)
v1, v2 = kecepatan fatwa di titik 1 dan 2 (m/s)
h1, h2 = ketinggian di titik 1 dan 2 (m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

Penggunaan Persamaan BERNOULLI
Gaya angkat pesawat
Pesawat terbang sanggup terangkat ke udara alasannya kecepatan udara pada sayap bab atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bab bawah. Akibatnya tekanan bab atas lebih kecil dibandingkan tekanan bab bawah. Ditunjukan melaui gambar berikut

F1 – F2 = ½ ρA (v22-v12)

Keterangan
F1 – F2 = gaya angkat pesawat terbang (N)
P1 = tekanan pada sayap bab bawah (N/m2)
P2 = tekanan pada sayap bab atas (N/m2)
A = luas penampang sayap (m2)
v1 = kecepatan udara sayap bab atas (m/s)
v2 = kecepatan udara sayap bab bawah (m/s)
ρ = massa jenis (kg/m)

Venturimeter tanpa manometer

kelajuan pada luas penampang A1 yaitu

keterangan :
v1 = kelajuan fluida pada penampang 1
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
A1 = luas penampang 1
A2 = luas penampang 2

Venturimeter dengan manometer

Kelajuan pada luas penampang A1 sebagai berikut

Keterangan :
v1 = kelajuan fluida pada penampang 1
g = percepatan gravitasi (m/s2)S
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
Pr = massa jenis raksa (kg/m3)
Pu = massa jenis udara (kg/ms3)
v2 = kecepatan udara sayap bab bawah (m/s)
P = massa jenis (kg/m3)

Tangki berlubang

Keterangan :
v = kecepatan semburan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi lubang dari permukaan air (m)

waktu yang dibutuhkan semburan air mencapai tanah

keterangan :
t = waktu yang dibutuhkan air mencapai tanah (s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)

jarak jangkauan air (x)

keterangan :
h = tinggi lubang dari permukaan air (m)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)

Contoh Soal dan Pembahasan Fluida Dinamis

Soal No. 1
Ahmad mengisi bejana yang mempunyai kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran ibarat gambar berikut! 

Jika luas penampang kran dengan diameter D2 ialah 2 cm2 dan kecepatan fatwa air di kran ialah 10 m/s tentukan:
a) Debit air
b) Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ember

Pembahasan
Data :
A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2
v2 = 10 m/s

a) Debit air
Q = A2v2 = (2 x 10−4)(10) 
Q = 2 x 10−3 m3/s 

b) Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ember
Data :
V = 20 liter = 20 x 10−3 m3
Q = 2 x 10−3 m3/s 
t = V / Q 
t = ( 20 x 10−3 m3)/(2 x 10−3 m3/s )
t = 10 sekon

Soal No. 2
Pipa susukan air bawah tanah mempunyai bentuk ibarat gambar berikut! 

Jika luas penampang pipa besar ialah 5 m2 , luas penampang pipa kecil ialah 2 m2 dan kecepatan fatwa air pada pipa besar ialah 15 m/s, tentukan kecepatan air dikala mengalir pada pipa kecil!

Pembahasan
Persamaan kontinuitas
A1v1 = A2v2 
(5)(15) = (2) v2 
v2 = 37,5 m/s

Soal No. 3
Tangki air dengan lubang kebocoran diperlihatkan gambar berikut! 

Jarak lubang ke tanah ialah 10 m dan jarak lubang ke permukaan air ialah 3,2 m. Tentukan:
a) Kecepatan keluarnya air 
b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air
c) Waktu yang dibutuhkan bocoran air untuk menyentuh tanah

Pembahasan
a) Kecepatan keluarnya air 
v = √(2gh) 
v = √(2 x 10 x 3,2) = 8 m/s

b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air
X = 2√(hH) 
X = 2√(3,2 x 10) = 8√2 m

c) Waktu yang dibutuhkan bocoran air untuk menyentuh tanah
t = √(2H/g)

t = √(2(10)/(10)) = √2 sekon

NEXT PAGE : 1 2 3
Sumber http://primalangga.blogspot.com

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: