BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSalah satu fenomena alam yang sering ditemukan adalah fenomena fluida. Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air dan zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air atau zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu dan besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air, minyak pelumas, dan susu merupakan contoh zat cair. 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.Dalam makalah ini akan di bahas tentang fluida khususnya fluida dinamis (ditinjau ketika fluida bergerak).

1.2. Rumusan Masalah1. Bagaimanakah peta konsep dari fluida dinamis?2. Bagaimana sejarah penemuan konsep fluida dinamis?3. Apa yang Dimaksud dengan Fluida Dinamis?4. Besaran apa saja yang terdapat dalam fluida dinamis?5. Bagaimana penerapan Fluida Dinamis dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari?6. Bagaimana opini mahasiswa (kelompok) sebagai guru dalam penyampaian materi fluida dinamis?

1.3 Tujuan 1. Mahasiswa mengetahui peta konsep dari fluida dinamis?2. Mahasiswa mengetahui sejarah penemuan konsep fluida dinamis?3. Mahasiswa mengetahui Fluida Dinamis4. Mahasiswa mengetahui besaran-besaran yang terdapat dalam fluida dinamis5. Mahasiswa mengetahui penerapan fluida dinamis dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari6. Mahasiswa (kelompok) dapat memberikan opininya sebagai guru dalam penyampaian materi fluida dinamis.

BAB II ISI

Fluida Dinamis2.1 Peta Konsep

Besaran-besaran Dalam fluida dinamisPenerapan Fluida DinamisPengertian Fluida dinamis

Sayap Pesawat terbangPipa PitopParfum semprotPenyemprot racun seranggaPipa Venturi (venturimeter)Persamaan kontinuitasDebit Aliran (Q)

Asas dan persamaan Bernoulli

2.2 Sejarah Penemuan Konsep Fluida DinamisPada masa prasejarah, kebudayaan-kebudayaan kuno sudah memiliki pengetahuanyang cukup untuk memecahkan persoalan-persoalan Aliran tertentu, sebagai contoh perahu layar yang sudah di lengkapi dengan dayung dan system pengairan untuk pertanian sudah di kenal pada masa itu. Pada abad ketiga sebelum masehi , Archimedes dan hero dari iskandariah memperkenal kan Hukum Jajaran genjang untuk penjumlahan vector. Selanjutnya Archimedes ( 285-212 SM ) merumuskan Hukum Apung dan mmenerapkan pada benda-benda terapung Atau Melayang, dan juga memperkenalkan bentuk kalkulus Differensial sebagi bagian analisis Nya. Sejak pemulaan masehi, sampai jaman Renaissance terus menerus terjadi perbaikan dalam rancangan system-sistem Aliran, Seperti Kapal , Saluran, dan Talang air.akan tetapi tidak ada bukti-bukti Adanya perbaikan yang mendasar dalam analisis aliran. Akhirnya Leonardo da Vinci ( 1452-1519 ) menjabarkan persamaan kekekalan Masa dalam aliran tunak Satu demensi, Leonardo da vinci Adalah ahli eksperimen ulung.dan catatan-catatanya berisi diskripsi Yang seksama dengan gelombang, jet atau semburan, loncatan hidraulik, pembentuk pusaran , dan rancangan-rancangan seretan rendah ( bergaris aliran ) serta seratan tinggi ( Parasut ). Galileo ( 1564-1642 ) memperkenal kan beberapa hukum tentang mekanik.seorang perancis, Edme Moriotte ( 1642-1684 ) membangun terowongan angin yang pertama dan menguji model-model di dalam nya.Soal-soal yang menyangkut momentum fluida akhirnya dapat di analisis setelah Isaac Newton ( 1642-1727 ) memperkenal kan hukum-hukum gerak dan hukum kekentalan untuk fluida linear yang sekarang di namakan fluida Newton, teori itu mula-mula didasarkan atas asumsi fluida ideal (sempurna ) dan Tampa gesekan, dan para matematikawan abab ke delapan belas seperti: Daniel Bernoelidan Leonhrad Euler ( Swiss ), Clairaut dan DAlembert (Perancis), Joseph-LouisLagrange (1736-1813), Pierre-Simon Laplace (1749-1827), dan Gerstner (1756-1832), mengembangkan ilmu matematika untuk mekanika fluida (Hidrodinamika), dan banyak menghasilkan penyelesaian-penyelesaian dari soal-soal aliran tanpa gesekan.Euler mengembangkan persamaan gerak diverensialdan bentuk integral nya.yang sekarang disebut persamaan bernoelli. DAlembret memakai persamaan ini untuk menampilkan paradoksnya bahwa suatu benda yang terbenamdi dalam fluida tampa gesekan mempunyai seretan nol. sedangkan Gerstner memakai persamaan Bernoelli untuk menganalisis gelombang permukaan.Hasil-hasil ini merupakan hal yang berlebihan, karena asumsi fluida sempurna dalam praktek hanya mempunyai penerapan yang sangat terbatas dan kebanyakan aliran di bidang teknik sangat dipengaruhi oleh efek kekentalan. Para ahli teknik mulai menolak teori yang sama sekali tidak realistik itu, dan mulai mengembangkan hidraulika yang bertumpu pada ekperimen. Ahli-ahli eksperimen seperti Pitot, Chezy, Borda, Bossut, Coulomb (1736-1806), Weber (1804-1891), Francis (1815-1892), Russel (1808-1882), Hagen (1797-1889), Frenchman Poiseuille (1799-1869), Frenchman Darcy (1803-1858), Manning (1816-1897), Bazin (1829-1917), dan Saxon Weisbach (1806-1871) banyak menghasilkan data tentang beraneka ragam aliran seperti saluran terbuka, hambatan kapal, aliran melalui pipa, gelombang, dan turbin.Pada akhir abad kesembilan belas, hidraulika eksperimental dan hidrodinamika teoritis mulai dipadukan. William Froude (1810-1879) dan putranya, Robert (1842-1924) mengembangkan hukum-hukum pengujian model, Lord Rayleigh (1842-1919) mengusulkan metode analisis dimensional, dan Osborne Reynolds (1842-1912) memperkenalkan bilangan Reynolds takberdimensi yang diambil dari namanya sendiri. Sementara itu, sejak Navier.(1785-1836) dan Stokes (1819-1903) menambahkan suku-suku kental newton pada persamaan gerak dan dikenal dengan persamaan Navier-Stokes, belum dapat digunakan untuk aliran sembarang. Selanjutnya pada tahun 1904, setelah seorang insinyur Jerman, Ludwig Prandtl (1875-1953), menerbitkan makalah yang barangkali paling penting yang pernah ditulis orang di bidang mekanika fluida. Prandtl menunjukan bahwa aliran fluida yang kekentalannya rendah, seperti aliran air atau aliran udara, dapat dipilah menjadi suatu lapisan kental (lapisan batas) di dekat permukaan zat padat dan antar muka, dan lapisan luar yang hampir encer yang memenuhi persamaan Euler dan Bernoulli. Teori lapis batas ternyata merupakan salah satu alat yang paling penting dalam analisis-analisis aliran modern, disamping teori yang dikembangkan oleh Theodore von Karman (1881- 1963) dan Sir Geofrey I. Taylor (1886-1975).2.3.Materi Fluida Dinamis2.3.1 Pengertian Fluida DinamisFluida dinamis adalah 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).2.3.2 Debit Aliran Fluida(Q)Debit aliran fluida (Q) adalah jumlah volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu atau tiap sekon.Debit aliran fluida dapat dirumuskan dengan:Q = kita tahu bahwa V= A L dan v=sehingga Q = AvKeterangan:Q = debit (m3/detik)v = Kecepatan(m/detik)V = volume(m3)t = waktu (detik)A = luas (m2)l = panjang (m)2.3.3 Persamaan KontinuitasApabila aliran fluida di dalam pipa yang luas penampang A dengan kelajuan v. Dalam waktu t , fluida menempuh jarak s sehingga volume fluida yang berpindah adalah V=AS=Avt. Dengan demikian, besaran debit juga bisa dinyatakan dengan: Q1 = Q2 A1v1 = A2 v2Persamaan diatas disebut persamaan kontinuitas.2.3.4 Asas dan Persamaan Bernoullia.Asas Bernoulli

Suatu fluida bergerak dari titik A yang ketinggiannyah1dari permukaan tanah ke titik B yang ketinggiannyah2dari permukaan tanah. Pada pelajaran sebelumnya, Anda telah mempelajari Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada suatu benda. Misalnya, pada benda yang jatuh dari ketinggian tertentu dan pada anak panah yang lepas dari busurnya. Hukum Kekekalan Energi Mekanik juga berlaku pada fluida yang bergerak, seperti pada Gambar diatas. Menurut penelitian Bernoulli, suatu fluida yang bergerak mengubah energinya menjadi tekanan.Asas Bernoulli menyatakan pada pipa mendasar ( horizontal),tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan aliranya paling kecil dan tekanan paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan aliranya paling besar.b. Persamaan BernoulliPersamaan Bernoulli berlaku untuk fluida ideal,dan diturunkan dari hokum kekekalan energy. Menurut persamaan ini,besaran memiliki nilai yang sama pada setiap titik dalam aliran fluida dengan massa jenis ,dimana p adalah tekanan,dan h adalah ketinngian diatas suatu bidang acuan,dan v adalah kecepatan fluida.dengan demikian ,untuk dua kedudukan 1 dan 2 (lihat gambar) berlaku:P1+gh1+v12 = P2+gh2+v22Besaran gh adalah energy potensial fluida per satuan volume dan v adalah energy kinetik fluida per satuan volume.Kedua besaran ini memiliki satuan tekanan.Dua kasus Khusus hokum Bernoulli:a).Untuk fluida tak bergerak (fluida statis),kecepatan v1 = v2 = 0,sehingga persamaan Bernoulli menjadi :P1+gh1+ = P2+gh2+P1 - P2 = gh2 - gh1P1 - P2 = g(h2 h1)b)untuk fluida yang mengalir (fluida dinamis),dalam pipa menadatar di mana tak terdapat perbedaan ketinggian diantara bagian-bagian fluida.Ini berarti h1 = h2,sehingga persamaan Bernoulli menjadi:P1 +v12 = P2 +v22P1 - P2 = (v22 v12)2.3.5 Penerapan Fluida DinamisA .Pipa PitopPipa atau tabung pitot adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas. Jika massa Jenis cairan dalam tabung ,bedackedua kaki adalah h,massa jenis gas .dan Kelajuan aliran gas v.maka berlaku: v2 = gh v = B. Pipa Venturi (Venturimeter)

Venturimeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur aliran cairan.Venturi Meter ini dapat dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu :a.Bagian InletBagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan pada bagian ini.b. Inlet ConeBagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida.c. Throat (leher)Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah kecepatan dari aliran yang keluar dariinlet cone.Untuk venturimeter tanpa manometer,dengan titik 1 adalah bagian yang lebar dan titik 2 adalah bagian yang menyempit,h selisih ketinggian cairan dalam tabung 1 dan 2 berlaku persamaan berikut:P1 P2 = P(v22 v12)v2 = v1 P1 P2 = ghC.Parfum semprot dan semprot racun serangga Prinsip kerja yang dilakukan dengan menghasilkan laju yang lebih besar pada ujung atas selang botol sehingga membuat tekanan di atas lebih kecil daripada tekanan di bawah. Ketika tombol parfum semprot ditekan, udara dipaksa keluar dan bola karet termampatkan melalui lubang sempit di atas tabung silinder yang memanjang ke bawah sehingga tercelup cairan parfum. Semburan udara yang bergerak cepat menurunkan tekanan udara di bagian atas tabung sehingga memaksa cairan itu naik ke atas tabung. Semprotan udara berkelajuan tinggi meniup cairan parfum sehingga cairan dikeluarkan sebagai semburan kabut halus.

D.Sayap Pesawat Terbang

Penampang sayap pesawat terbang memiliki bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atasnya lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk sayap tersebut menyebabkan kecepatan aliran udara bagian atas lebih besar daripada di bagian bawah sehingga tekanan udara di bawah sayap lebih besar daripada di atas sayap. Hal ini menyebabkan timbulnya daya angkat pada sayap pesawat. Agar daya angkat yang ditimbulkan pada pesawat semakin besar, sayap pesawat dimiringkan sebesar sudut tertentu terhadap arah aliran udara.Gaya angkat pada sayap pesawat terbang dirumuskan sebagai berikut :

F1 F2= A (v22- v11)

dengan :F1 F2= gaya angkat pesawat terbang (N),A = luas penampang sayap pesawat (m2),v1= kecepatan udara di bagian bawah sayap (m/s),v2= kecepatan udara di bagian atas sayap (m/s), dan = massa jenis fluida (udara).2.4 Opini Mahasiswa tentang model pembelajaran untuk megajarkan fluida DinamisMenurut kelompok kami model pembelajaran yang cocok untuk materi Fluida Dinamis adalah Pembelajaran Inkuiri Terbimbing.Pendekatan inkuiri terbimbing yaitu pendekatan inkuiri dimana guru membimbing siswa melakukan kegiatan dengan memberi pertanyaan awal dan mengarahkan pada suatu diskusi. Guru mempunyai peran aktif dalam menentukan permasalahan dan tahap-tahap pemecahannya. Pendekatan inkuiri terbimbing ini digunakan bagi siswa yang kurang berpengalaman belajar dengan pendekatan inkuiri. Dengan pendekatan ini siswa belajar lebih beorientasi pada bimbingan dan petunjuk dari guru hingga siswa dapat memahami konsep-konsep pelajaran. Pada pendekatan ini siswa akan dihadapkan pada tugas-tugas yang relevan untuk diselesaikan baik melalui diskusi kelompok maupun secara individual agar mampu menyelesaikan masalah dan menarik suatu kesimpulan secara mandiri.Pada dasarnya siswa selama proses belajar berlangsung akan memperoleh pedoman sesuai dengan yang diperlukan. Pada tahap awal, guru banyak memberikan bimbingan, kemudian pada tahap-tahap berikutnya, bimbingan tersebut dikurangi, sehingga siswa mampu melakukan proses inkuiri secara mandiri. Bimbingan yang diberikan dapat berupa pertanyaan-pertanyaan dan diskusi multi arah yang dapat menggiring siswa agar dapat memahami konsep pelajaran matematika. Di samping itu, bimbingan dapat pula diberikan melalui lembar kerja siswa yang terstruktur. Selama berlangsungnya proses belajar guru harus memantau kelompok diskusi siswa, sehingga guru dapat mengetahui dan memberikan petunjuk-petunjuk danscafoldingyang diperlukan oleh siswa.

Tahap-tahap Pembelajaran Inkuiri Terbimbing TahapKegiatan Guru

Tahap 1Observasi untuk menemukan masalahGuru menyajikan kejadian-kejadian atau fenomena yang memungkinkan siswa menemukan masalah

Tahap 2Merumuskan masalahGuru membimbing siswa merumuskan masalah penelitian berdasarkan kejadian dan fenomena yang disajikannya

Tahap 3Mengajukan hipotesisGuru membimbing siswa untuk mengajukan hipotesis terhadap masalah yang telah dirumuskannya

Tahap 4Merencanakan pemecahan masalah (melalui eksperimen atau cara lain)Guru membimbing siswa untuk merencanakan pemecahan masalah, membantu menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dan menyusun prosedur kerja yang tepat

Tahap 5Melaksanakan eksperimen (atau cara pemecahan masalah yang lain)Selama siswa bekerja, guru membimbing dan memfasilitasi

Tahap 6Melakukan pengamatan dan pengumpulan dataGuru membantu siswa melakukan pengamatan tentang hal-hal yang penting dan membantu mengumpilkan dan mengorganisasi data

Tahap 7Analisis dataGuru membantu siswa menganalisis data supaya menemukan suatu konsep

Tahap 8Penarikan kesimpulan dan penemuanGuru membimbing siswa mengambil kesimpulan berdasarkan data dan menemukan sendiri konsep yang ingin ditanamkan.

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan1. Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak.2. Penerapan Fluida Dinamis antara lain meliputi pipa pitop, pipa venture, parfum semprot dan sayap pesawat terbang.3. Ilmuwan yang paling terkenal dengan konsep Fluida Dinamisnya yaitu Bernouli.Asas Bernoulli menyatakan pada pipa mendasar ( horizontal),tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan aliranya paling kecil dan tekanan paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan aliranya paling besar.3.2 SaranDalam menerangkan materi Fluida Dinamis menggunakan model pembelajaran inkuiri terbimbing sebaiknya guru / pengajar benar-benar membimbing siswanya untuk melakukan eksperimen, agar siswa menemukan konsep dengan benar,

DAFTAR PUSTAKA

Iskandar,dedek.2013.Fluida Statik dan Dinamis. http://www.dedekiskanadar.blogspot.com/2012/07/fluida-statis-dan-dinamis.html. diakses pada 14 april 2014Taupik,Muhammad.2013.Fluida Statik dan Dinamis. http://www.mtaupik.wordpress.com/2013/06/fluida-statis-dan-dinamis.html.diakses pada 14 april 2014 Sirwandita.2013.Fluida Statis dan Fluida dinamis. http://www.sirwandita.wordpress.com/2013/05/fluida-statis-dan-fluida-dinamis.html.diakses padda 14 april 2014Syafar,Asfar.2013.Fluida Statis dan Dinamis. http://www.asfarsyafar.blogspot.com/2013/10/fluida-statis-dan-dinamis.html.diakses pada 14 april 2014