Halo, Pahamifren! Pernahkah kamu disuruh sama ibumu buat nyiram bunga di halaman rumah? Kamu nyiram bunga menggunakan air yang mengalir lewat selang, kemudian karena jangkauan airnya pendek kamu menekan ujung selang biar airnya lebih cepat dan jangkauannya semakin jauh. Nah, peristiwa itu merupakan salah satu dari penerapan fluida dinamis, loh. Show Berbeda dengan fluida statis, sesuai namanya, fluida dinamis membahas tentang fenomena fluida yang bergerak atau mengalir. Salah satu contohnya adalah peristiwa ketika kamu menekan ujung selang tadi. Sifat-sifat Fluida IdealUntuk mempelajari fenomena fluida dinamis ini, para ilmuwan sepakat untuk membuat asumsi tentang fluida ideal. Sifat-sifat fluida ideal itu di antaranya:
Meskipun tidak ada fluida yang benar-benar ideal, tetapi fluida yang paling mendekati dengan sifat-sifat fluida ideal tadi adalah air. Sehingga penelitian-penelitian tentang fluida menggunakan air. Terdapat beberapa 2 hukum yang berlaku di dalam fluida dinamis, yaitu Hukum Kontinuitas dan Hukum Bernoulli. 1. Hukum KontinuitasKalau kita kembali lagi ke peristiwa menyiram bunga tadi, air yang mengalir dari selang yang ujungnya ditekan lebih cepat, mengapa bisa demikian? Hal itu disebabkan oleh fenomena Hukum Kontinuitas pada fluida yang mengalir. Hukum Kontinuitas menyatakan bahwa debit air yang mengalir di setiap titik sepanjang aliran selang adalah sama atau konstan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:  Debit atau Volume dapat dicari dengan mengalikan luas penampang pada selang dengan panjang selang atau Panjang selang yang dilalui oleh air bisa didapat dari kecepatan air dikali dengan waktu, atau dengan kata lain kecepatan adalah panjang selang dibagi waktu, Maka Hukum Kontinuitas dapat dituliskan juga menjadi 2. Hukum BernoulliMenurut Bernoulli, jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume dan energi potensial per satuan volume akan memiliki nilai yang sama sepanjang selang tersebut. Secara matematis hukum Bernoulli itu dapat dituliskan sebagai berikut: Jika ada fluida yang mengalir di dalam selang yang memiliki ketinggian yang berbeda seperti pada gambar, maka persamaan Hukum Bernoulli dapat ditulis menjadi Prinsip Hukum Bernoulli ini banyak kita temukan di kehidupan sehari-hari, seperti pada tangki yang bocor, semprotan parfum, bahkan pada pesawat. Kamu bisa lihat lebih lanjut di artikel Aplikasi Hukum Bernoulli di kehidupan sehari-hari. Kamu juga bisa belajar tentang fluida dinamis dengan mendownload dan berlangganan aplikasi Pahamify supaya lebih paham lagi. Jangan sampai ketinggalan juga promo 80% untuk paket berlangganan aplikasi Pahamify. Jadi, yuk, download aplikasinya sekarang juga! Penulis: Fakhrizal
Fluida Dinamis : Jenis, Ciri, Persamaan Bernoulli, Teorema Toricelli, Rumus Dan Contoh Soalnya – Apakah itu fluida dinamis dan jenisnya ?, Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentunya tentang hal lain yang juga melingkupinya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat memahaminya. Fluida merupakan istilah zat yang dapat mengalir. Kata Fluida mencakup zat car, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir, sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida.Zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari. Fluida dinamis merupakan fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran). Hidrodinamika merupakan ilmu yang mempelajari tentang fluida bergerak. Sebelum mempelajari fluida bergerak perlu diketahui fluida ideal dan jenis-jenis aliran fluida. Fluida IdealFluida ideal yaitu fluida yang tidak kompresibel, berpindah tanpa mengalami gesekan, dan aliranya stationer :
Jenis Aliran FluidaAda beberapa jenis aliran fluida. Lintasan yang ditempuh suatu fluida yang sedang bergerak disebut garis alir. Berikut ini beberapa jenis aliran fluida yaitu sebagai berikut :
Ciri-Ciri Fluida DinamisCiri-Ciri umum dari fluida dinamis yaitu sebagai berikut :
Rumus Fluida DinamisDebit adalah jumlah volume fluida yang mengalir dalam satuan waktu (umumnya per detik) Dimana : Q = debit aliran (m3/s) A = luas penampang (m2) V = laju aliran fluida (m/s) Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran Dimana : Q = debit aliran (m3/s) V = volume (m3) t = selang waktu (s) Teorema Toricelli adalah sebuah Fenomena air menyembur keluar dari sebuah lubang tangki air. Besarnya suatu energi kinetik air yang menyembur keluar dari lubang tangki air sama dengan besarnya energi potensial. Karena itu, maka kecepatan air yang menyembur pada lubang yaitu sama seperti air yang jatuh bebas dari batas ketinggian air. Sebab semakin besar perbedaannya antara ketinggian lubang dari batas ketinggian air, maka akan semakin cepat semburan airnya. t = √(2H/g) Keterangan : v adalahkecepatan keluar cairan dari lubang H adalah jarak tempat jatuh cairan (tanah) ke lubang bocor X adalah jarak mendatar jatuhnya cairan t adalah waktu yang diperlukan cairan menyentuh tanah h adalah jarak permukaan cairan ke lubang bocor Persamaan kontinuitas adalah suatu persamaan yang menghubungkan kecepatan fluida dalam satu tempat ke tempat yang lainnya. Sebelum menurunkan suatu hubungan, sebaiknya harus memahami beberapa istilah aliran fluida. Garis aliran dapat diartikan sebagai jalur aliran fluida ideal (aliran lunak). Garis singgung berada pada suatu titik pada garis yang memberikan arah kecepatan pada aliran fluida. Garis aliran fluida tidak berpotongan antara satu dan lainya. Tabung air adalah kumpulan dari garis-garis aliran. Q1 = Q2 Hukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan, pada hukum kekekalan energi dan dialami pada aliran fluida. Hukum ini menyatakan jumlah tekanan (p), tekanan energi kinetik per satuan volume, & energi potensial per satuan volume, mempunyai nilai sama di setiap titik sepanjang suatu garis arus tersebut. P + 1/2 ρv2 + ρgh = Konstant P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2 Keterangan : P adalah tekanan (Pascal = Pa = N/m2) ρ adalah massa jenis fluida; cairan ataupun gas (kg/m3) g adalah percepatan gravitasi (m/s2) Contoh Soal Fluida DinamisSoal 1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.15 Sebuah bak yang besar berisi air dan terdapat sebuah kran seperti gambar. Jika g = 10 ms-2, maka kecepatan semburan air dari kran adalah… A. 3 ms-1 Pembahasan Diketahui : Ketinggian (h) = 85 cm – 40 cm = 45 cm = 0,45 meter Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2 Ditanya : Kecepatan semburan air dari kran (v)Jawab : Teorema Torricelli menyatakan bahwa kecepatan semburan air melalui lubang yang berjarak h dari permukaan air sama dengan kecepatan jatuh bebas air dari ketinggian h. Soal 2. Pipa untuk menyalurkan air menempel pada sebuah dinding rumah seperti terlihat pada gambar berikut! Perbandingan luas penampang pipa besar dan pipa kecil adalah 4 : 1. a) Kecepatan air pada pipa kecil b) Selisih tekanan pada kedua pipa c) Tekanan pada pipa kecil (ρair = 1000 kg/m3) Pembahasan a) Kecepatan air pada pipa kecil Persamaan Kontinuitas : A1v1 = A2v2 (4)(10) = (1) (v2) v2 = 40 m/s b) Selisih tekanan pada kedua pipa Dari Persamaan Bernoulli : P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2 P1 − P2 = 1/2 ρ(v22 − v12) + ρg(h2 − h1) P1 − P2 = 1/2(1000)(402 − 102) + (1000)(10)(1 − 5) P1 − P2 = (500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000 P1 − P2 = 710000 Pa = 7,1 x 105 Pac) Tekanan pada pipa kecil P1 − P2 = 7,1 x 105 9,1 x 105 − P2 = 7,1 x 105 P2 = 2,0 x 105 Pa Soal 3. Sebuah bak penampungan berisi air dan pada dinding terdapat lubang (lihat gambar). Kelajuan air saat keluar dari lubang tersebut adalah… (g = 10 ms-2) A. 12 ms-1 Pembahasan Diketahui : Ketinggian (h) = 1,5 m – 0,25 m = 1,25 meter Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2 Ditanya : Kelajuan air saat keluar dari lubang (v) Jawab :vt2 = 2 g h = 2(10)(1,25) = 25 vt = √25 = 5 m/s Jawaban yang benar adalah D. Soal 4. Sebuah bak penampungan berisi air setinggi 1 meter (g = 10 ms-2) dan pada dinding terdapat lubang kebocoran (lihat gambar). Kelajuan air yang keluar dari lubang tersebut adalah… B. 2 ms-1 C. 4 ms-1 D. 8 ms-1 E. 10 ms-1 Pembahasan Diketahui : Ketinggian (h) = 1 m – 0,20 m = 0,8 meter Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2 Ditanya : Kelajuan air saat keluar dari lubang (v) Jawab :vt2 = 2 g h = 2(10)(0,8) = 16 vt = √16 = 4 m/s Jawaban yang benar adalah D. Soal 5. Sebuah pipa mengalirkan Air dengan Debit 1M3 setiap second, dan akan digunakan untuk mengisi sebuah Bendungan berukuran ( 100 X 100 X 10 ) M. Maka hitunglah waktu yang diperlukan untuk mengisi Bendungan tersebut sampai penuh !. Jawaban : Jadi jawabannya adalah Waktu yang dibutuhkan agar Bendungan tersebut sampai penuh yaitu 100.000 Second. Demikianlah ulasan dari Seputarpengetahuan.co.id tentang Fluida Dinamis, semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya. |
Salah satu yang termasuk kedalam ciri-ciri asas bernoulli adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 apakahyang Inc.
