Fluida dinamis adalah cabang dari ilmu fluida yang mempelajari fenomena ketika fluida tersebut bergerak. Yang dimaksud sebagai fluida adalah zat cair dan zat gas. Zat padat tidak termasuk, karena molekul pada zat padat adalah sangat rapat. Sehingga, molekul zat padat tidak bebas bergerak di dalam zat padat tersebut. Berbeda dengan molekul pada zat cair atau gas. Nah, aliran molekul ini merupakan pokok kajian dari fluida dinamis.
Jumlah molekul yang mengalir adalah sangat banyak. Sehingga sangat sulit untuk menganalisa gerakan dari fluida. Oleh karena itu ada pembatasan khusus. Salah satunya adalah fluida dianggap tidak termampatkan. Artinya, setiap titik pada fluida tersebut memiliki massa jenis yang sama. Tidak terpengaruh oleh tekanan. Seperti yang kita tahu, jika tekanan dikenakan pada suatu zat, maka zat tersebut akan mengalami perubahan ukuran atau deformasi. Nah, fluida tidak mengalami perubahan ukuran ketika mendapatkan tekanan.
Pembatasan selanjutnya adalah aliran fluida adalah laminer. Pada aliran laminer, partikel fluida akan mengalir melalui garis lurus normal terhadap luas penampang. Dengan demikian, kecepatan fluida dapat diidentikkan dengan arah dari aliran fluida. Hal ini berbeda dengan aliran turbulen, dimana arah dari partikel adalah acak, bisa sejajar pipa, bisa juga menyimpang dengan sudut tertentu. Hal ini tentunya dapat memperumit proses perhitungan, mengingat, kecepatan merupakan besaran vektor.
Pembatasan yang lain adalah aliran fluida adalah aliran tunak, atau steady. Artinya, jika kita lihat aliran fluida secara visual, bentuk alirannya adalah sama. Kalau aliran adalah lurus, maka sepanjang waktu, aliran akan tetap lurus. Tidak berubah menjadi berkelok-kelok. Berbeda dengan aliran tidak tunak, bentuk aliran fluida tidak dapat diprediksi sebagai fungsi dari waktu. Contoh sederhana dari aliran tunak adalah ketika minyak goreng mengalir melalui pipa kecil. Contoh sederhana dari aliran tidak tunak adalah air terjun.
Melalui pembatasan tersebut, Kita bisa dengan mudah menghitung besaran fisika yang terkait dengan fluida dinamis, seperti: kecepatan fluida di inlet. kecepatan fluida di outlet, tekanan fluida di inlet, tekanan fluida di outlet, massa jenis fluida, ketinggian inlet, ketinggian outlet,gaya hambat, kecepatan terminal dan lain sebagainya. Semua besaran tersebut terhubung oleh persamaan Bernoulli.
Mengetahui karakteristik dari besaran fisika terkait fluida dinamis, Kita bisa menerapkan hal itu dalam kehidupan sehari-hari. Seperti pada pembuatan alat ukur kecepatan aliran fluida yaitu: venturimeter dengan manometer, atau venturimeter tanpa manometer. Aga juga alat untuk menghitung kecepatan angin, dalam bentuk tabung pitot, dan, lain sebagainya.
Nah, pada seri ini, Kita akan belajar untuk berlatih menjawab soal terkait dengan debit, persamaan kontinuitas, persamaan Bernoulli, daya listrik dari generator air, venturimeter, dan lain sebagainya. Setiap soal dalam bentuk multiple choice. Jawaban dari soal dapat dilihat pada channel youtube "Catatan Si Rebiaz". Bisa juga melalui link pada bagian "lihat jawaban".
Jumlah molekul yang mengalir adalah sangat banyak. Sehingga sangat sulit untuk menganalisa gerakan dari fluida. Oleh karena itu ada pembatasan khusus. Salah satunya adalah fluida dianggap tidak termampatkan. Artinya, setiap titik pada fluida tersebut memiliki massa jenis yang sama. Tidak terpengaruh oleh tekanan. Seperti yang kita tahu, jika tekanan dikenakan pada suatu zat, maka zat tersebut akan mengalami perubahan ukuran atau deformasi. Nah, fluida tidak mengalami perubahan ukuran ketika mendapatkan tekanan.
Pembatasan selanjutnya adalah aliran fluida adalah laminer. Pada aliran laminer, partikel fluida akan mengalir melalui garis lurus normal terhadap luas penampang. Dengan demikian, kecepatan fluida dapat diidentikkan dengan arah dari aliran fluida. Hal ini berbeda dengan aliran turbulen, dimana arah dari partikel adalah acak, bisa sejajar pipa, bisa juga menyimpang dengan sudut tertentu. Hal ini tentunya dapat memperumit proses perhitungan, mengingat, kecepatan merupakan besaran vektor.
Pembatasan yang lain adalah aliran fluida adalah aliran tunak, atau steady. Artinya, jika kita lihat aliran fluida secara visual, bentuk alirannya adalah sama. Kalau aliran adalah lurus, maka sepanjang waktu, aliran akan tetap lurus. Tidak berubah menjadi berkelok-kelok. Berbeda dengan aliran tidak tunak, bentuk aliran fluida tidak dapat diprediksi sebagai fungsi dari waktu. Contoh sederhana dari aliran tunak adalah ketika minyak goreng mengalir melalui pipa kecil. Contoh sederhana dari aliran tidak tunak adalah air terjun.
Melalui pembatasan tersebut, Kita bisa dengan mudah menghitung besaran fisika yang terkait dengan fluida dinamis, seperti: kecepatan fluida di inlet. kecepatan fluida di outlet, tekanan fluida di inlet, tekanan fluida di outlet, massa jenis fluida, ketinggian inlet, ketinggian outlet,gaya hambat, kecepatan terminal dan lain sebagainya. Semua besaran tersebut terhubung oleh persamaan Bernoulli.
Mengetahui karakteristik dari besaran fisika terkait fluida dinamis, Kita bisa menerapkan hal itu dalam kehidupan sehari-hari. Seperti pada pembuatan alat ukur kecepatan aliran fluida yaitu: venturimeter dengan manometer, atau venturimeter tanpa manometer. Aga juga alat untuk menghitung kecepatan angin, dalam bentuk tabung pitot, dan, lain sebagainya.
Nah, pada seri ini, Kita akan belajar untuk berlatih menjawab soal terkait dengan debit, persamaan kontinuitas, persamaan Bernoulli, daya listrik dari generator air, venturimeter, dan lain sebagainya. Setiap soal dalam bentuk multiple choice. Jawaban dari soal dapat dilihat pada channel youtube "Catatan Si Rebiaz". Bisa juga melalui link pada bagian "lihat jawaban".
SOAL JAWAB FLUIDA DINAMIS
- Sebuah drum berdiameter 60 cm memiliki tinggi 1 m berisi air setinggi 80 cm. Pada titik 28.8 cm dari permukaan air terdapat lubang kecil. Air memancar dari lubang ini. Berapakah kelajuan pancaran air tersebut?
- A. 0.6 m/s
- B. 1.2 m/s
- C. 2.4 m/s
- D. 3.6 m/s
- E. 4.8 m/s
- Sebuah pipa berdiameter 3.5 cm mengalirkan air dari suatu apartemen. Sebuah kaleng berdiameter 14 cm dan tinggi 20 cm digunakan untuk menampung air tersebut. Setelah 1 menit 10 detik kaleng kosong penuh dengan air. Berapakah kelajuan rata-rata dari air yang mengalir pada pipa tersebut?
- A. 0.18 m/s
- B. 0.23 m/s
- C. 0.32 m/s
- D. 0.42 m/s
- E. 0.50 m/s
- Pipa berdiameter 8 cm disambung dengan pipa berdiameter 4 cm. Jika kecepatan fluida pada pipa besar adalah 12 m/s. Berapakah kecepatan fluida pada pipa kecil?
- A. 9 m/s
- B. 15 m/s
- C. 24 m/s
- D. 36 m/s
- E. 48 m/s
- Sebuah venturimeter tanpa manometer digunakan untuk mengukur kecepatan air yang melalui pipa. Diameter besar venturi adalah 30 cm, dan diameter kecil venturi adalah 10 cm, terlihat bahwa beda ketinggian air adalah 5 cm. Berapakah besar kecepatan aliran air tersebut?
- A. ¼√2 m/s
- B. √2 m/s
- C. ¼√3 m/s
- D. √3 m/s
- E. 2 m/s
- Sebuah venturimeter dengan manometer digunakan untuk mengukur kecepatan air yang mengalir melalui pipa. Diameter besar venturi adalah 20 cm, dan diameter kecil venturi adalah 5 cm, terlihat bahwa beda tinggi raksa adalah 3 cm. Berapakah besar kecepatan aliran air tersebut?
- A. √0.124 m/s
- B. √0.504 m/s
- C. √0.805 m/s
- D. √1.023 m/s
- E. √2.4 m/s
- Sebuah bola berjari-jari 2.5 cm dimasukkan ke dalam kolom minyak goreng. Setelah selang waktu tertentu, bola bergerak dengan kecepatan 10 cm/s. Berapakah gaya hambat yang bekerja pada bola tersebut bila viskositas minyak goreng adalah 0.03 Pa.s?
- A. 0.000121 Newton
- B. 0.000813 Newton
- C. 0.001413 Newton
- D. 0.002512 Newton
- E. 0.003600 Newton
- Sebuah pipa horizontal yang luas penampangnya 12 cm² disambung dengan pipa horizontal lain yang luas penampangnya 64 cm², kelajuan air dalam pipa kecil adalah 4 m/s, dan tekanan air di sana adalah 100 kPa. Berapalah tekanan air dalam pipa besar?
- A. 98.2 Kpa
- B. 107.72 Kpa
- C. 120 Kpa
- D. 135 Kpa
- E. 148.6 Kpa
- 2 pelat masing-masing berukuran 320 cm² direkatkan oleh suatu minyak dengan tebal 2 mm. Ketika suatu gaya 2.64 N dikerahkan pada salah satu pelat, pelat bergeser dengan kecepatan tetap 3 cm/s. Berapakah viskositas dari minyak?
- A. 1.1 Pa.a
- B. 2.2 Pa.s
- C. 3.3 Pa.s
- D. 4.4 Pa.s
- E. 5.5 Pa.s
Komentar
Posting Komentar