Download - 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
1/26
FISIKA DASAR 1
Ganjar Kurniawan S, M.Si
FI1311
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MANDALA
Mekanika Fluida
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
2/26
Mekanika Fluida:Fluida Statis
(Part 1)
Minggu ke 13
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
3/26
Topik Hari ini
Zat / Bahan
Massa Jenis
Tekanan
Tekanan Hidrostatis
Prinsip Pascal
Prinsip Archimedes
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
4/26
Zat / Bahan
Berdasarkan keadaan fasanya. Padat
Cair
Gas
Berdasarkan pergerakannya
Benda Tegar
Fluida
Fluida adalah zat yang dapat mengalir danmenempati ruang, contoh: zat cair dan gas
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
5/26
Zat / Bahan (lanjutan)
Zat padatjarak antara atom / molekul sangat berdekatan
(merapat)
Zat CairJarak antar atom / molekul agak merenggang
GasJarak antar atom / molekulnya sangat berjauhan
Bagaimana kerapatan suatu zat dapat diukur ??
Jika ditinjau secara mikroskopis
Zat Padat Zat Cair Gas
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
6/26
Massa Jenis
=
= Massa jenis (kg/m3)
= massa (kg)
= Volume (m3)
Massa Jenis adalah Rasio antara massa dengan
volume
Besaran fisis yang menunjukan tingkat
kerapatan dari suatu zat
Satuan lain dari VolumeLiter, cc, dan mili liter (ml)
1 liter = 1 dm3
1 ml = 10-3liter
1 cc = 1 cm3
Setiap zat memiliki massa jenis
yang berbeda-beda
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
7/26
Konsep Tekanan
Bagaimana caranya agar benda dapat terperosok kedalam lumpur agar semakin dalam ???
Perhatikan sebuah benda yang terletak di atas lumpur
Suatu benda memberikan gaya
pada lumpur melalui permukaan
bidang sentuhnya
Benda menekanbidang
lumpur
Sebagian benda menembusmasuk ke dalam lumpur
Perbesar gayadan perkecil luas permukaan
(Konsep Tekanan)
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
8/26
Konsep Tekanan (lanjutan)
Dengan gaya yang sama. Manakah yang akan
menembus masuk ke dalam lumpur lebihdalam ???
TekananGaya yang bekerja pada suatu luasan
Permukaan secara tegak lurus
Tekanan dipengaruhi oleh gaya dan luas permukaan
bidang yang dikenainya
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
9/26
Tekanan
TekananGaya persatuan luas permukaan
Satuan lain Tekanan
=
= Tekanan (N/m2
atau Pa)= Gaya (N)
= Luas Penampang (m2)
A
1 Psi = 6.8948103 Pa
1 atm = 101325 Pa 105Pa
1 atm = 76 cmHg
F
A
1. Psi = pound force per
square inch (lb/inci2)
2. Atm = atmosfir
Tekanan = besaran skalar
F
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
10/26
Tekanan Hidrostatis
= . .
= Tekanan (paskal / Pa)
= massa jenis zat cair (kg/m3)
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
= kedalaman suatu titik dari permukaan (m)
Tekanan yang diakibatkan oleh fluida yang diam / tidak
bergerak
Kita tinjau tabung yang diisi air
=
=
.
=
. .
=. . .
w
A
Pada Fluida tekanantidak dipengaruhiluas permukaan
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
11/26
Tes Konsep
Manakah dari ke empat titik di bawah ini yang memiliki
tekanan yang sama???
Semua titik memiliki tekanan yang sama besar
pada ketinggian yang sama dan tidak bergantung
luas permukaan
A B C D E
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
12/26
Tes Konsep
Apakah tekanan di tempat 1, 2 dan 3 sama ???
3
< dan =
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
13/26
Tekanan Hidrostatik pada Gas
Tekanan hidrostatis pada gas
Selain dipengaruhi oleh ketinggian, tekanan gasdipengaruhi pula temperatur / suhu
= . .
suhu mempengaruhi massa jenispengaruh suhu
pada gas tidak bisa diabaikan
Manakah tempat yang memiliki tekanan udara yang
lebih besar daerah pantaiatau pegunungan???
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
14/26
Pengukuran Tekanan
Tekanan absolut
Nilai Tekanan yang sebenarnyadengan memperhitungkan nilai tekanan udara sekitar
= +
Tekanan gauge / relatifNilai tekanan yang diukur
berdasarkan udara luar sebagai tekanan acuannya
Misalnya:
Pada ban mobil yang bocor, maka tekanan pada ban
tersebut memiliki = 0, namun 0
Jadi tekanan udara sekitar dianggap sebagai titik nol
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
15/26
Latihan
1. Sebuah kapal selam berada 20 m di bawah permukaan laut (massa
jenis air laut = 1050 kg/m3). Jika tekanan atmosfer sama dengan105Pa dan anggap = 10m/s2. Tentukan tekanan relatif dantekanan mutlaknya???
2. Air dituang ke dalam bejana silinder yang memiliki luas penampang
100 cm2hingga air memilikiketinggian 1 m. Sebuah alat pendorong(Penghisap) dipasang di atas permukaan air lalu diberi gaya 100N.Bila air = 1000 kg/m3maka besar tekananyang terjadi pada dasarbejana adalah???
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
16/26
Prinsip Pascal
Perubahan Tekanan yang diberikan pada suatu tempat
akan diteruskan ke setiap bagian tempat lain denganperubahan tekanan yang sama
Prinsip Pascal diaplikasikan pada dongkrak Hidrolik
=22
= 2
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
17/26
Latihan
Air setinggi 30 cm seimbang dalam pipa U dengan cairan lain
setinggi 40 cm, maka massa jenis cairan dalam g/cm3
.
Sebuah manometer terbuka dihubungkan dengan ruang tertutup
berisi gas , sehingga terjadi selisih tinggi permukaan air raksa 30
cm. Jika tekanan udara luar 75 cm Hg, maka tekanan gas dalamruang tertutup tersebut (dalam cm Hg) adalah (= 13,6g/cm3) dan tentukan dalam bentuk satuan paskal??
40 cm
30 cm
Gas
30 cm
(a) (b)
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
18/26
Latihan
Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat sebuah
mobil yang massanya 200 kg. Jika luas penampang di sebelah kiri 2m2 dan luas penampang di kanan 100 m2. Tentukan Gaya dorong
(F) yang diperlukan untuk mengangkat mobil tersebut
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
19/26
Prinsip Archimedes
Sebuah benda yang dimasukan / dicelupkan kedalam suatu
fluida akan mengalami gaya keatas(gaya apung) yangsebanding dengan besarnya volume yang dimasukkan /
dicelupkan
Gaya Apung / Gaya archimedes muncul akibat
perbedaan tekanan bagian atas dan bawah
benda
= ..
= Gaya apung (N)
= massa jenis fluida (kg/m3)
= percepatan gravitasi = 10 m/s2
= volume benda yang tercelup / masuk (m3)
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
20/26
Latihan
Sebuah benda yang memiliki volume 100 cm3dimasukan kedalam air sedalam seperempat bagiannya. Berapakah gayaArchimedes / apung yang diterima benda tersebut???seandainya seluruh bagian benda dimasukan ke dalam airtersebut berapa gaya archimedes yang diterima bendatersebut ( = 1g/cm
3, anggap g = 10 m/s2)
Sebongkah es 80% volumenya tercelup dalam air. Bilamassa jenis jenis air 1 g/cm3maka massa jenis es tersebutadalah
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
21/26
Prinsip Archimedes (lanjutan)
Terapung
Jika Benda dimasukan ke dalam Fluida, maka benda
akan mengalami 3 kemungkinan
Melayang Tenggelam
<
> = <
=
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
22/26
Mengukur berat benda yang berada di dalam
Fluida
Berat benda ketika ditimbang di dalam air akanmemiliki nilai yang berbeda dibandingkan ketika
ditimbang di udara
=
Ketika di dalam fluida benda mendapatkan gaya keatas yang
melawan berat benda sehingga akan terasa lebih ringan
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
23/26
LatihanBerat sebuah benda yang diukur di udara
menunjukan angka 50 N. Jika Benda tersebutditimbang di dalam suatu zat cair menunjukanangka 30 N. Jika volume benda 250 cm3 dangravitasi 10 m/s2. Tentukan Gaya apung dan massa
jenis zat cair tersebut????
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
24/26
PR Ke dalam pipa U yang berisi air dimasukan suatu zat
cair yang tidak diketahui setinggi 40 cm. Jika perbedaanketinggian antara air dan zat cair tersebut adalah 15cm. Tentukan massa jenis zat cair tersebut
Tentukan tekanan yang dimiliki gas jika tinggipermukaan air adalah 20 cm dan tekanan udara luaradalah 1 atm. ( = 1000kg/m3 dan g = 10 m/s2)
40 cm
15 cmGas
20 cm
(a) (b)
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
25/26
Perhatikan Gambar di bawah. Pada keadaan awal
balok bermassa 250 g dimasukan ke dalam minyak( = 0,8g/cm3) sebanyak 62,5% volumenya beradadi bawah permukaan minyak. Agar seluruh bagianbalok berada di dalam minyak tentukan gaya dorong(F) yang harus diberikan pada benda
Keadaan awal Keadaan akhir
-
7/25/2019 11. Mekanika Fluida (part 1).pdf
26/26
Selesai