TUGAS 1 AERODINAMIKA

Dikerjakan untuk memenuhi salah satu nilai tugas mata kuliah Aerodinamika

Dosen Pembimbing: Drs. Bambang Dwi Wahyudi., M.Pd

Disusun Oleh :

Basti Wahyu Kristanto

K2512023

PRODI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

JURUSAN PENDIIDKAN DAN TEKNIK KEJURUAN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

1. Apa pengertian udara dan apa symbol kimia udara ?

Jawab :

Secara unum udara adalah campuran berbagai macam gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang memenuhi ruang di atas bumi. Lapisan udara yang menyelimuti bumi disebut sebagai atmosfer.

Atmosfer dibagi menjadi 4 lapisan sebagai berikut:

a. Troposfer

Yaitu lapisan udarapalingbawah. Tinggi lapisan troposfer kurang lebih 12 km. di dalam troposfer terdapatkandunganuap air yang sangat banyak.

b. Stratosfer

Adalah lapisan udara di atas troposfer. Pada lapisan stratosfer terdapat ozon yang berfungsi menyerap panas sinar matahari. Lapisan ozon mempunyai daya serap yang kuat sehingga panas yang diterima bumi berkurang.

c. Mesosfer

Yaitu lapisan udara yang terletak di atas lapisan stratosfer. Lapisan ini berperan sebagai pemantul gelombang radio. Karena itulah, lapisan ini sangat bermanfaat dalam bidang komunikasi.

d. Termosfer

Yaitu lapisan udara yangpalingatas. Lapisan udara ini mengandung ion (muatan listrik).Makinke atasmakinbanyak terjadi ionisasi. Ionisasi terjadi sejak matahari terbit.Makintinggi kedudukan matahari,makinbesar intensitasnya. Pada waktu sore ionisasi semakin berkurang.

Unsur-unsur udara yang kadarnya tetap dan jumlahnya banyak adalah zat lemas (N2) sebanyak 28%, zat asam (O2) sebanyak 21%, argon (Ar) sebanyak 0,9%, asam arang (CO2) sebanyak 0,03%, sedangkan unsur lain-lain (krypton, neon, xenon, hidrogen, dan kalium) sebesar 0,07%.Udaramerujuk kepada campurangasyang terdapat pada permukaanbumi. Udarabumiyang kering mengandungi 78%nitrogen, 21%oksigen, dan 1% uapair,karbon dioksida, dan gas-gas lain. Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan berubah-ubah dengan ketinggian dari permukaantanah. Demikian jugamassanya, akan berkurang seiring dengan ketinggian. Semakin dekat dengan lapisantroposfer, maka udara semakin tipis, sehingga melewati batasgravitasibumi, maka udara akan hampa sama sekali.

Di antara gas-gas yang membentuk udara adalah seperti berikut:Helium, Nitrogen, Oksigen, Karbon dioksida, dll. Komposisi yang lebih detailnya:

a. Nitrogen : Kadar terbanyak yaitu 78,08 %

b. Oksigen : 20,95 %

c. Argon (Ar) : 0,934 %

d. Karbon Dioksida : 0,0314 %

e. Neon (Ne) : 0,00182 %

f. Helium (He) : 0,000524 %

g. Kripton (Kr) : 0,000114 %

h. Hidrogen : 0,00005 %

i. Xenon (Xe) : 0,000008 %

j. Gas-gas lainnya (CO, NO dll) : Kadarnya kurang dari 0,002 %

Karakteristik udara dapat diidentifikasikan sebagai berikut :

a. Udara mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah .

b. Volume udara tidak tetap.

c. Udara dapat dikompresi (dipadatkan)

d. Berat jenis udara 1,3 kg/m3

e. Udara tidak berwarna

f. Mudah bergera

g. Dapat ditekan

h. Dapat berkembang dan menghasilkan tekanan

i. Merupakan benda transparan untuk beberapa radiasi

j. Jumlah beratnya diseluruh atmosfir diperkirakan sebesar 46x1014 ton. Sekitar separuh dari berat udara ini berada dibawah ketinggian 6.000 meter (18.000 feet), atau lebih dari 99 % diantaranya berada dalam ketinggian sampai 30 Km

Lambang kimia udara adalah O, dalam table SPU O bernomor unsure 8. Kenapa lambang kimianya O ? O merupakan lambang kimia untuk unsure non logam dalam bentuk gas dan tidak berwarna. Karena udra merupakan gas dan sifat udara tidak berwarna maka lambnag kimia untuk udara adalah O.

2. Apa pengertian angin dan berapa berat jenis angin ?

Jawab:

Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu / temperatur rendah ke wilayah bersuhu tinggi. Pergerakan udara ini disebabkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Jika udara dipanaskan

akan memuai yang akhirnya naik karena menjadi lebih ringan. Jika udara yang dipanaskan naik, tekanan udara menjadi turun karena udara berkurang kerapatannya sehingga udara dingin di sekitarnya akan mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tersebut.Udara lalu menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan kembali naik. Sedangkan untuk kerapatan angin umumnya memiliki nilai 1.225 kg/m3, arah angin bergerak dari daerah maksimum ke daerah minimum dan kekuatan angin adalah sebanding dengan kecepatannya.

Faktor-faktor yang menyebabkan angin terhadi antara lain adalah:

a. Gradien Barometris, yaitu bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin cepat tiupan anginnya.

b. Lokai, kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat daripada angin yang jauh dari garis khatulistiwa.

c. Tinggi Lokasi, semakin tinggi lokasinya semakin kencang pula angin yang bertiup. Hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menhambat laju udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempa, gaya gesekan ini semakin kecil.

d. Waktu, Angin bergerak lebih cepat pada siang hari, dan sebaliknya terjadi pada malam hari.

e. Sebenarnya yang kita lihat saa angin berhembus adalah partikel-partikel ringan seperti debu yang terbawa bersama angin. Angin bisa kita rasakan hembusannya karena kita mempunyai indra perasa, yaitu kulit, sehingga kita bisa merasakannya.

Beberapa sifat angin antara lain:

a. Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin tersebut.

b. Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas.

c. Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tampat lain, dan dari waktu ke waktu.

d. Angin tidak berwarna dan tidak berbau

Nama Zat dalam kg/m3 dalam gr/cm3

Udara (27 derajat Celcius)1,2 kg/m30,0012 gr/cm3

: massa jenis

3. Apa warna angin ?

Jawab:

Sifat angin antara lain :

a. Angin menyebabkan tekanan terhadap permukaan yang menentang arah angin tersebut.

b. Angin mempercepat pendinginan dari benda yang panas.

c. Kecepatan angin sangat beragam dari tempat ke tampat lain, dan dari waktu ke waktu.

d. Angin tidak berwarna dan tidak berbau

Dari uraian diatas , dapat diketahui bahwa angin tidak berwarna. Jadi apa warna angin ? angin tidak memiliki warna. Angin merupakan udara yang bergerak. Meskipun udara tersebut berada disebuah media atau tempat yang berwarna, namun udara ataupun angin yang terdapat dalam wadah tersebut tidak memiliki warna.

4. Apa perbedaan udara dengan angin ?

Jawab:

Perbedaan udara dengan angin :

Udara adalah campuran berbagai macam gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang memenuhi ruang di atas bumi. Lapisan udara yang menyelimuti bumi disebut sebagai atmosfer. Udaramerujuk kepada campurangasyang terdapat pada permukaanbumi. Udarabumiyang kering mengandungi 78%nitrogen, 21%oksigen, dan 1% uapair,karbon dioksida, dan gas-gas lain. Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan berubah-ubah dengan ketinggian dari permukaantanah. Demikian jugamassanya, akan berkurang seiring dengan ketinggian. Semakin dekat dengan lapisantroposfer, maka udara semakin tipis, sehingga melewati batasgravitasibumi, maka udara akan hampa sama sekali.

Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu / temperatur rendah ke wilayah bersuhu tinggi. Angin memiliki hubungan yang erat dengan sinar matahari karena daerah yang terkena banyak paparan sinar mentari akan memiliki suhu yang lebih tinggi serta tekanan udara yang lebih rendah dari daerah lain di sekitarnya sehingga menyebabkan terjadinya aliran udara. Angin juga dapat disebabkan oleh pergerakan benda sehingga mendorong udara di sekitarnya untuk bergerak ke tempat lain. Pergerakan udara ini disebabkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Jika udara dipanaskan akan memuai yang akhirnya naik karena menjadi lebih ringan. Jika udara yang dipanaskan naik, tekanan udara menjadi turun karena udara berkurang kerapatannya sehingga udara dingin di sekitarnya akan mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tersebut. Udara lalu menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan kembali naik. Sedangkan untuk kerapatan angin umumnya memiliki nilai 1.225 kg/m3, arah angin bergerak dari daerah maksimum ke daerah minimum dan kekuatan angin adalah sebanding dengan kecepatannya.

5. Seberapa bahayanya angin jika dibanding udara ?Jawab:

Sebelum menyimpulkan seberapa bahayanya angin dibandingkan udara alangkah baiknya kita lihat manfaat dan kerugian dari keduanya :

A. Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu / temperatur rendah ke wilayah bersuhu tinggi. Jadi angin hanya udara yang memiliki arah aliran berupa kecepatan dan kekuatan tertentu. Sebelum membahas bahaya angin sebaiknya kita tenggok manfaat angin, diantaranya:

1. Angin untuk menggerakan perahu layar, Angin sangat untuk perjalanan para nelayan pulang dan pergi.2. Angin sebagai tenaga listrik pengganti bahan bakar diesel atau batubara, di negara Australiaangindigunakan sebagai tenaga listrik pengganti bahan bakar diesel atau batubara.

3. Angin berfungsi sebagai instrument untuk membantu take-off atau landing pesawat di landasan pacu bandara.

4. Angin juga bermanfaat untuk menghilangkan rasa panas dan gerah. seperti pada alat kipasangin.

Selain bermanfaatanginjuga dapat menimbulkan masalah. Angin yang sering menimbulkan kerusakan menurut kriteria kecepatan antara lain :

1. Angin Puting Beliung adalahanginyang berputar dalam waktu yang sangat singkat sekitar 3 sampai 5 menit, sering terjadi di darat dengan radius sekitar 5 - 10 km. Angin puting beliung dapat membuat atap - atap rumah semi permanen berterbangan dan dapat membuat pohon tumbang.

2. Angin Topan (Badai Tropis) adalahanginyang berputar dengan skala yang lebih lama sekitar 3 - 7 hari, selalu terjadi di laut dengan daya rusak mencapai ribuan km, Indonesia termasuk negara yang tidak akan pernah dilintasiangintersebut, namun demikian untuk wilayah yang dekat denganangintopan akan merasakan dampak tidak langsungnya, antara lain:

a. Peningkatan kecepatanangin> 20 knots atau 37 km/jam

b. Gelombang tinggi > 2.5 m

c. Hujan lebat dananginkencang pada radius 1000 km dari pusat badaiB. Sedangkan udara adalah campuran berbagai macam gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang memenuhi ruang di atas bumi. Lapisan udara yang menyelimuti bumi disebut sebagai atmosfer.Kandungan gas yang menguntungkan di udara ada berbagai macam. Beberapa diantaranya adalah oksigen yang selalu kita hirup untuk bernapas. Karbondioksida digunakan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis, dan keseimbangan nitrogen sangat penting bagi udara. Selain itu, ozon yang meskipun berjumlah tidak banyak di udara, kegunaanya dalam memfilter sinar ultra violet sangat bermanfaat bagi kehidupan.Di balik kebaikannya, udara juga dapat membuat kerugian bagi kita jika terdapat dalam jumlah besar dan adanya substansi lain yang berbahaya turut serta menyusun udara. Hal tersebut biasa kita kenal dengan sebutan pencemaran udara. Pencemaran udara berdampak buruk bagi kehidupan makhluk hidup, merusak lingkungan dan merusak estetika lingkungan.Di samping itu, pencemaran udara menimbulkan beberapa dampak yaitu penipisan ozon, pemanasan global, penyakit pernapasan, penurunan kesehatan, dan IQ pada anak-anak.Bila dilihat dan dicermati dari kedua dampak yang ditimbulkan angin maupun udara dapat ditarik sebuah kesimpulan bahwa angin hanya bedampak atau merugikan kelangsungan hidup dan lingkungan hanya bersifat lokal atau dalam artian bahaya yang ditimbulkan angin hanya merugikan lingkungan, manusia maupun kesehatan dan tarap hidup dalam cakupan wilayah/ daerah yang dilalui angin tersebut saja. Sedangkan udara merupakan beberapa campuran gas dalam udara yang apabila komposisinya tidak terjaga akan merusak lingkungan, kesehatan, mengganggu kehidupan makhluk hidup, dan terjadi penipisan ozon atau pencemaran udara. Dampak yang dirugikan oleh udara tidak hanya mencangkup suatu wilayah tertentu saja tetapi bersifat global (seluruh bumi). Maka disinilah udara lebih berbahaya/ merugikan bagi kita jika terdapat dalam jumlah besar dan adanya substansi lain yang berbahaya turut serta menyusun udara. Jadi udara lebih berbahaya daripada angin, apabila komposisi gas dalam udara tidak senantiasa terjaga.