Download - Bab 6 fluida statis dan dinamis
![Page 1: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/1.jpg)
Penerbit ErlanggaPenerbit Erlangga
FLUIDAFLUIDA
![Page 2: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/2.jpg)
Tujuan PembelajaranTujuan Pembelajaran
Menguasai hukum fluida statis dan fluida Menguasai hukum fluida statis dan fluida dinamis serta pemanfaatannya dalam dinamis serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.kehidupan sehari-hari.
![Page 3: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/3.jpg)
OutlineOutline Tekanan HidrostatisTekanan Hidrostatis Hukum PascalHukum Pascal Hukum ArchimedesHukum Archimedes Aplikasi Hukum Pascal dan Tekanan Aplikasi Hukum Pascal dan Tekanan
HidrostatisHidrostatis Fluida DinamisFluida Dinamis Tegangan PermukaanTegangan Permukaan ViskositasViskositas
![Page 4: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/4.jpg)
FLUIDAFLUIDA
STATIKDINAMIK
Fluida merupakan sesuatu yang dapat mengalir sehingga sering disebut sebagai zat alir. Fasa zat cair dan gas termasuk ke dalam jenis fluida
![Page 5: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/5.jpg)
FENOMENA FLUIDAFENOMENA FLUIDA
Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebih mudah diangkat dalam air ?lebih mudah diangkat dalam air ?
Mengapa balon gas bisa naik ke atas ?Mengapa balon gas bisa naik ke atas ? Mengapa telur bisa mengapung dalam air Mengapa telur bisa mengapung dalam air
garam sementara dalam air murni tenggelam?garam sementara dalam air murni tenggelam? Kenapa serangga kecil bisa bergerak di atas air Kenapa serangga kecil bisa bergerak di atas air
dan tidak tenggelam? dan tidak tenggelam?
![Page 6: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/6.jpg)
FLUIDA STATIKFLUIDA STATIK
Fluida selalu mempunyai bentuk yang dapat Fluida selalu mempunyai bentuk yang dapat berubah secara kontinyu seperti wadahnya, berubah secara kontinyu seperti wadahnya, sebagai akibat gaya geser (tidak dapat sebagai akibat gaya geser (tidak dapat menahan gaya geser)menahan gaya geser)
![Page 7: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/7.jpg)
FLUIDAFLUIDA
CAIR: Molekul-molekul terikat secara longgar
namun tetap berdekatan Tekanan yg terjadi karena ada gaya gravitasi
bumi yg bekerja padanya Tekanan terjadi secara tegak lurus pada
bidang
![Page 8: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/8.jpg)
FLUIDAFLUIDA
GAS: Molekul bergerak bebas dan saling
bertumbukan Tekanan gas bersumber pada perubahan
momentum disebabkan tumbukan molekul gas pada dinding
Tekanan terjadi tidak tegak lurus pada bidang
![Page 9: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/9.jpg)
MASSA JENISMASSA JENIS
Kadang kalau kita perhatikan orang banyak mengatakan bahwa buah manggis lebih berat daripada kapas atau besi lebih berat daripada plastik. Hal ini tidak seluruhnya benar karena semua itu tergantung ukuran dari masing - masing benda.
![Page 10: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/10.jpg)
MASSA JENIS (lanjutMASSA JENIS (lanjutan...an...))
Suatu sifat penting dari zat adalah rasio massa Suatu sifat penting dari zat adalah rasio massa terhadap volumenya yang dinamakan massa terhadap volumenya yang dinamakan massa jenisjenis
V
m
= Densitas / massa jenis (Kg/m= Densitas / massa jenis (Kg/m33))mm = Massa benda (Kg) = Massa benda (Kg)V V = Volume benda (m= Volume benda (m33))
![Page 11: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/11.jpg)
Dalam dunia medis, satuan densitas lebih sering dinyatakan sebagai gr/cc (specific gravity / SG)
1 gr/cc = 1.000 kg/m3
Air pada suhu 4 oC memiliki densitas 1 SG
![Page 12: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/12.jpg)
Contoh:
Beberapa ikan seberat 1 kg dimasukan dalam tabung (diameter 0,5 m) yang berisi air dengan ketinggian 1 m sehingga permukaan air meningkat 0,7 m. Berapakah massa jenis ikan-ikan tersebut?
![Page 13: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/13.jpg)
TEKANANTEKANAN
• Kenapa ayam sulit berjalan di tanah yang lembek sedangkan itik relatif lebih mudah?
• Kalau tangan kita ditekan oleh ujung pena yang bagian runcingnya terasa lebih sakit daripada oleh ujung yang bagian tumpulnya.
![Page 14: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/14.jpg)
TEKANAN (lanjutan….)TEKANAN (lanjutan….)
PressureF
PA
P = Tekanan (1 N/m2 = 1 Pa)
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
PressureF
PA
mg Vg VP g gh
A A A
h
![Page 15: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/15.jpg)
BarometerBarometerAlat untuk mengukur tekanan udara menggunakan cairan Alat untuk mengukur tekanan udara menggunakan cairan
mercuri / Hg dengan massa jenis 13mercuri / Hg dengan massa jenis 13,,6 gr/cc6 gr/ccKetika mengukur di pantai, maka tinggi cairan barometer Ketika mengukur di pantai, maka tinggi cairan barometer
adalah 76 cm dengan percepatan gravitasi 9adalah 76 cm dengan percepatan gravitasi 9,,8 m/s8 m/s22
PP = = g h g h = 13= 13..600 kg/m600 kg/m33 x 9 x 9,,8 m/s8 m/s22 x 0 x 0,,76 m76 m P = 101P = 101,,3 kPa = 1 Atm3 kPa = 1 Atm
TEKANAN (lanjutan….)TEKANAN (lanjutan….)
P = P atmosphere + P gauge
1 Atm = 101,3 kPa = 76 cmHg = 760 Torr
![Page 16: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/16.jpg)
Contoh:
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/s2
Berapa tekanan yang dialami penyelam yang berada pada posisi 100 m di atas dasar laut ? (kedalaman laut = 1 km dan massa jenis air laut = 1,025103 kg/m3)
![Page 17: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/17.jpg)
PRINSIP PASCAL
Tekanan yang diberikan pada suatu Tekanan yang diberikan pada suatu cairan yang tertutup akan diteruskan cairan yang tertutup akan diteruskan tanpa berkurang ke segala titik dalam tanpa berkurang ke segala titik dalam fluida dan ke dinding bejana (Blaise fluida dan ke dinding bejana (Blaise Pascal 1623-1662)Pascal 1623-1662)
Tekanan adalah sama di setiap titik Tekanan adalah sama di setiap titik pada kedalaman yang samapada kedalaman yang sama
![Page 18: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/18.jpg)
PRINSIP PASCAL (lanjutan…)
2
2
1
1
21
A
F
A
F
PP
F 1 F 2
![Page 19: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/19.jpg)
PRINSIP PASCAL (lanjutan...)
Paradoks hidrostatik
A1 F1
A2 F2
Dongkrak Hidrolik
Aplikasi dalam kehidupan sehari-hariAplikasi dalam kehidupan sehari-hari
![Page 20: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/20.jpg)
Contoh:Contoh:
Sebuah pipa berbentuk u yang memiliki luas penampang kakinya berbeda digunakan untuk mengangkat beban. Berapakah beban maksimum yang dapat diangkat olehnya jika luas penampang yang kecil, A = 1 m2, diberikan gaya 104 N dengan luas penampang yang besar adalah 5 m2?
![Page 21: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/21.jpg)
PRINSIP ARCHIMEDESPRINSIP ARCHIMEDES Kenapa kayu-kayu yang besar Kenapa kayu-kayu yang besar
dan banyak lebih mudah dan banyak lebih mudah diangkat dalam air?diangkat dalam air?
Mengapa balon gas He bisa naik Mengapa balon gas He bisa naik ke atas?ke atas?
Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan berat fluida yang dipindahkan
![Page 22: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/22.jpg)
FENOMENA ARCHIMEDESFENOMENA ARCHIMEDESOrang yang terapung Orang yang terapung dengan bantuan perahu dengan bantuan perahu karetkaret
Seseorang yang terapung Seseorang yang terapung di laut yang kadar di laut yang kadar
garamnya tinggi sekaligaramnya tinggi sekali
![Page 23: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/23.jpg)
FENOMENA ARCHIMEDESFENOMENA ARCHIMEDES
h 2
h 1 F 1
F 2
A
Gaya Buoyant = Fb
gVF
gAhF
hhgAF
FFF
fb
fb
fb
b
)( 12
12
Prinsip Archimedes: Gaya Buoyant dari benda dalam fluida adalah sama dengan berat dari fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut
![Page 24: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/24.jpg)
PRINSIP ARCHIMEDESPRINSIP ARCHIMEDES (lanjut(lanjutanan…)…)
FFaa = = WW (fluida yang dipindahkan) (fluida yang dipindahkan) FFaa = = m gm g FFaa = = V g V g
Tenggelam Terapung Melayang
![Page 25: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/25.jpg)
PRINSIP ARCHIMEDESPRINSIP ARCHIMEDES (lanjut(lanjutanan…)…)
Apa syarat terjadinya benda terapung, Apa syarat terjadinya benda terapung, melayang, dan tenggelam ?melayang, dan tenggelam ?
Semua berdasarkan resultan gaya arah Semua berdasarkan resultan gaya arah vertikal dengan melihat komponen gaya vertikal dengan melihat komponen gaya gravitasi dan archimedesgravitasi dan archimedes
W
Fa
W
Fa
W
Fa
![Page 26: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/26.jpg)
Contoh kasus:Contoh kasus:Archimedes diminta untuk mencari tahu apakah mahkota raja yang baru dibuat benar-benar terbuat dari emas ataukah bukan ? Emas memiliki specific gravity 19.3. massa mahkota tersebut 14.7 kg ketika di udara dan 13.4 kg ketika berada di dalam air. Apakah mahkota tersebut terbuat dari emas murni ?
![Page 27: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/27.jpg)
Jawab:Jawab:Fb = Berat benda di udara – berat benda dalam air
Fb = W – W’ = f g V
W / Fb = b g V / f g V
W / Fb = b / f
14.7 / 1.3 = b / 1 gr/cc
b = 11.3 SG
Berarti mahkota tersebut bukan terbuat dari emas.
![Page 28: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/28.jpg)
TEGANGAN PERMUKAAN Timbul karena gaya tarik-menarik molekul-
molekul zat cair yang sejajar permukaan
F
L
F =
![Page 29: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/29.jpg)
FENOMENA TEGANGAN PERMUKAAN
2 r cos = W
r r
w
2 r
gr
cos 2 h
![Page 30: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/30.jpg)
FLUIDA BERGERAK
![Page 31: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/31.jpg)
KARAKTERISTIK ALIRAN Laminer ~ Laminer ~ V rendah Turbulen ~ Turbulen ~ V tinggi
Permukaan lautPermukaan laut Pada kedalaman tertentuPada kedalaman tertentu
![Page 32: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/32.jpg)
HYDRODINAMIKHYDRODINAMIKSyarat fluida ideal (Bernoulli):
1. Zat cair tanpa adanya geseran dalam (cairan tidak viskous)
2. Zat cair mengalir secara stasioner (tidak berubah) dalam hal kecepatan, arah maupun besarnya (selalu konstan)
3. Zat cair mengalir secara steady yaitu melalui lintasan tertentu
4. Zat cair tidak termampatkan (incompressible) dan mengalir sejumlah cairan yang sama besarnya (kontinuitas)
![Page 33: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/33.jpg)
Kenapa kapal terbang yang Kenapa kapal terbang yang berat bisa terbang di udara ?berat bisa terbang di udara ?
Kenapa perahu layar Kenapa perahu layar bisa mudah berbelok bisa mudah berbelok ??
Ada daya angkat dari fluidaAda daya angkat dari fluida
![Page 34: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/34.jpg)
KONTINUITAS
AA1 1 11 = A = A22 22
Kecepatan darah melalui pembuluh aorta berjari-jari 1 cm adalah 30 cm/s. Hitunglah kecepatan rata-rata darah tersebut ketika melalui pembuluh kapiler yang masing-masing berjari-jari 4 x 10-4 cm dan luas permukaan total 2000 cm2.
V1
A1
V2
A2
![Page 35: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/35.jpg)
PERSAMAAN BERNOULLIPERSAMAAN BERNOULLI
Kecepatan rendah tekanan tinggi
Kecepatan tinggi tekanan rendah
kenapa Selembar kain tipis ditiup dari bagian atasnya, ternyata kain tersebut naik ke atas?
![Page 36: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/36.jpg)
Berdasar konsep kerja – energiBerdasar konsep kerja – energi
P + ½v2 + gh = konstan
P1 + ½v12 + gh1 =P2 + ½v2
2 + gh2
![Page 37: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/37.jpg)
Contoh:Contoh:
Air dipompa dengan kecepatan 0,5 m/s melalui pipa berdiameter 4 cm di lantai dasar dengan tekanan 3 atm. Berapakah kecepatan dan tekanan air di dalam pipa berdiameter 2,6 cm di lantai atas yang tingginya 5 m?
![Page 38: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/38.jpg)
ALIRAN VISKOS
Kenapa aliran sungai Kenapa aliran sungai terdapat perbedaan terdapat perbedaan kecepatan aliran pada titik kecepatan aliran pada titik tengah dengan pinggir tengah dengan pinggir sungai ?sungai ?
Adanya gaya gesek antara Adanya gaya gesek antara fluida dan dinding fluida dan dinding
Fluida ideal
Fluida real
![Page 39: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/39.jpg)
VISKOSITASVISKOSITAS
P1 P2 L
Debit alir ( volum per detik)
![Page 40: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/40.jpg)
VISKOSITASVISKOSITAS
Debit aliran fluida dipengaruhi oleh tahanan yang tergantung pada:•Panjang pembuluh•Diameter pembuluh•Viskous / kekentalan zat cair (pada darah normal kekentalan 3.5 kali air)•Tekanan
L
PPr
t
V
8
)( 214
= Viskousitas = 10-3 Pa (air) = 3 – 4 .10-3 Pa (darah)
r = jari-jari pembuluh, L = Panjang
P = Tekanan, V = Volume, t = Waktu
Mengapa aliran darah penderita anemia sangat cepat??
![Page 41: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/41.jpg)
Contoh: Contoh:
Oli mesin dengan viskositas 0,2 N.s/m2 dilewatkan pada sebuah pipa berdiameter 1,8 mm dengan panjang 5,5 cm. Hitunglah beda tekanan yang diperlukan untuk menjaga agar laju alirannya 5,6 mL/menit!
![Page 42: Bab 6 fluida statis dan dinamis](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061410/55850683d8b42a8f078b533e/html5/thumbnails/42.jpg)
Terima KasihTerima Kasih