dasar mekanika fluida by amr

MEKANIKA FLUIDA Pendahuluan

عملية روح ساري إنده أوتامي

K-1

9/4/2013 AMR 1

Mekanika Fluida mengkaji perilaku dari zat-zat cair dan gas

dalam keadaan diam ataupun bergerak

9/4/2013 AMR 2

Outline

• Pengertian dan Penerapan Mekanika Fluida

• Definisi Fluida

• Satuan dan Dimensi – Dimensinya

9/4/2013 AMR 3

Pendahuluan

9/4/2013 AMR 4

• Bidang kajian Mekanika Fluida amat bervariasi mulai dari aliran darah di saluran-saluran kapiler (yang hanya beberapa mikron) sampai kajian aliran minyak mentah yang melalui pipa dengan diameter kurang lebih 4ft sepanjang 800mil.

9/4/2013 AMR 5

• Prinsip Mekanika Fluida diperlukan untuk menjelaskan kenapa pesawat terbang dibuat dengan streamline yang halus agar mendapatkan efisiensi penerbangan yang terbaik sedangkan bola golf dengan permukaan bopak.

9/4/2013 AMR 6

Apakah Fluida itu?

9/4/2013 AMR 7

Jenis materi: • Padat (solid) • Fluida :

– Cair – Gas

Tinjauan terhadap sifat materi: • Susunan molekul • Hubungan gaya dan deformasi • Gaya tangensial antar partikel

Bagaimanakah sifat materi zat padat dan zat alir?

9/4/2013 AMR 8

Perbedaan zat cair (liquid) dan gas

• Zat Cair (liquid)

– Incompressible

– Mempunyai volume tertentu pada tekanan dan temperatur tertentu.

• Gas

– Compressible

– Selalu mengisi ruang

9/4/2013 AMR 9

Dimensi dan Satuan

9/4/2013 AMR 10

Karakteristik Fluida:

• Kualitatif untuk mengidentifikasi sifat dasar atau jenis dr karakteristik itu sendiri. Contoh: panjang, waktu, kecepatan, tegangan,dll.

• Kuantitatif untuk memberi ukuran numerik dari karakteristik tersebut. Ini butuh sebuah standar yang dapat digunakan sebagai perbandingan. Inilah peran dari satuan.

9/4/2013 AMR 11

Sistem - Sistem Satuan

9/4/2013 AMR 12

Sistem Gravitasi Inggris (BGS)

𝟏 𝒍𝒃 = 𝟏 𝒔𝒍𝒖𝒈 𝟏𝒇𝒕

𝒔𝟐

°𝑹 = °𝑭 + 459.67

W (lb)= 𝒎 𝒔𝒍𝒖𝒈𝒔 𝒈𝒇𝒕

𝒔𝟐

9/4/2013 AMR 13

Sistem Internasional ( SI)

°𝑲 = °𝑪 + 273.15

𝟏 𝑵 = 𝟏 𝒌𝒈 𝟏𝒎

𝒔𝟐

1 W= 𝟏𝑱

𝒔= 𝟏𝑵.

𝒎

𝒔

9/4/2013 AMR 14

System Teknik Inggris (EES)

• Satuan-satuan untuk gaya dan massa didefinisikan terpisah, misal hukum kedua Newton.

F=𝒎𝒂

𝒈𝒄

1 lb =𝟏 𝒍𝒃𝒎 𝟑𝟐.𝟏𝟕𝟒 𝒇𝒕

𝒔𝟐

𝒈𝒄

9/4/2013 AMR 15

Rangkuman:

Sistem Massa Panjang Waktu Cahaya gc

SI Kg M s N 1kg.m.N.s2

USC Slug Ft s lb 1 slug.ft/lb.s2

AS

takkonsisten

lbm Ft s lb 32,174lbm.ft/lb.s2

Metriks, cgs g Cm s dyn 1g.cm/dyn.s2

Metriks, mks kg M s kgf 9,806kg.m/kgf.s2

9/4/2013 AMR 16

Awalan pilihan untuk pangkat 10

kelipatan Awalan SI singkatan kelipatan Awalan SI sin singkatan

109

Giga G 10-3

Mili M

106

Mega M 10-6

Mikro µ

103 Kilo K 10

-9 Nano n

10-2

senti C 10-12

Piko p

9/4/2013 AMR 17

Contoh Soal 1:

Udara yang dikompres pada tangki mempunyai volume 0,84 ft3. Saat tangki penuh dengan udara saat gauge preassurnya 50 psi. Cari kerapartan dari udara dan ketinggian udara dalam tangki. Asumsikan temperatur adalah 700F dan tekanan atmosfir 14,7 psi!

9/4/2013 AMR 18

𝜌 = 𝑃

𝑅𝑇

𝜌 = 50

𝑙𝑏𝑖𝑛 + 14,7 𝑙𝑏/𝑖𝑛2 144 𝑖𝑛2/𝑓𝑡2

(1716 𝑓𝑡 . 𝑙𝑏/𝑠𝑙𝑢𝑔0𝑅)(70 + 4600𝑅)

𝜌 = 0,0102 𝑠𝑙𝑢𝑔𝑠/𝑓𝑡2

𝑊 = 𝜌𝑔 . 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝑊 = (0,0102 𝑠𝑙𝑢𝑔𝑠/𝑓𝑡2) (32,2 𝑓𝑡/𝑠2) (0,84 𝑓𝑡3)

𝑊 = 0,276 𝑙𝑏(𝑠𝑙𝑢𝑔 𝑓𝑡/𝑠2)

9/4/2013 AMR 19

Contoh Soal 2:

Seseorang memiliki berat 165 lb saat di atas permukaan bumi. Carilah massa orang tersebut dalam slug, lbm,kilogram!

9/4/2013 AMR 20