Fluida Edeal
Ciri ciri
fluida edeal sebagai berikut:
1.
Tidak
termampatkan (Non Compressible) artinya fluida tidak mengalami perubahan
volume, ketika terjadi atau mendapat tekanan.
2.
Tidak
kental (Nonviscous) artinya fluida mengalir tidak mengalami gesekan terhadap
dinding tempat fluida mengalir.
3.
Aliran
tenang (Stasioner) artinya alirannya fluida mengikuti garis alir tertentu tanpa
mengalami berubahan.
Debit aliran fluida
Banyaknya
fluida yang mengalir setiap satu satuan waktu, dan dapat ditulis dalam
persamaan sebagai berikut :
Secara
matematis dituliskan :
Q = V/t atau Q
=A.v
Q = debit
aliran fluida ( m3/s )
V = volume
fluida yang mengalir (m3 )
t = waktu yang dibutuhkan aliran fluida ( s )
A = luas
penampang pipa tempat fluida mengalir ( m2 )
v = kecepatan
aliran fluida ( m/s )
Persamaan
Kontinuitas
banyaknya fluida yang mengalir setiap detiknya adalah sama pada penampang A1 dengan pada penampang A2, sehingga debit alirannya Q1 sama dengan Q2
Q1 = Q2
Atau
A1.v1
= A2.v2
Contoh :
1.
Sebuah
pipa memiliki dua penampang berbeda, penampang yang luasnya 10 cm2
mengalir fluida dengan kecepatan 2 m/s. Hitunglah :
a.
kecepatan
fluida pada penampang yang luasnya 5 cm2
b.
debit
aliran fluida !
c.
volume
fluida yang mengalir selama 5 menit!
Jawab:
Diketahui:
A1
= 10 cm2 = 0,001 m2
v1
= 2 m/s
A1
= 5 cm2 = 0,0005 m2
t = 5 menit =
300 s
ditanya :
a.
v2
= ?
b.
Q = ?
c.
V = ?
Penyelesaian:
a.
Rumus:
A1.v1 = A2.v2
0,001 m2
. 2 m/s = 0,0005 m2 . v2
0,002 m3/s
= 0,0005 m2 . v2
0,002 m3/s
: 0,0005 m2 = v2
4 m/s = v2
b.
Rumus;
Q =A.v
Q = 0,001 m2
. 2 m/s
Q = 0,002 m3/s
c.
Rumus;
Q =V/t
0,002 m3/s
= V/300 s
0,002 m3/s
. 300 s = V
0,6 m3
= V
Asas
Bernoulli
Menurut hasil
pengamatan Bernoulli, jika fluida mengalir pada penampang yang berbeda, maka
kecepatan fluida yang mengalir paling tinggi berada pada penampang yang paling
kecil, karena memiliki tekanan yang paling rendah. Dan pernyataan tersebut
dikenal dengan "Asas Bernoulli"
Persamaan
Bernoulli
Persamaan
Bernoulli menyatakan hubungan antara tekanan, kecepatan dan tinggi rndahnya
dari berbagai titik pada aliran fluida. Berdasarkan hukum kekekalan energi dan
peramaan kontinuitas dapat diperoleh :
p + ½ ρ v2 + ρgh = konstan
atau
p1
+ ½ ρ1 v12 + ρ1gh1
= p2 + ½ ρ v22
+ ρ2gh2
Penerapan
Persamaan Bernoulli
Persamaan
Bernoulli pada sebuah tangki yang bocor, jika tangki yang terisi air terdapat
lubang pada kedalaman ( h ) dari permukaan air, maka dapta diperoleh persamaan
:
v = √ 2g(h1-h2)
v = kecepatan
aliran air dilibang bocor ( m/s )
g =
percepatan gravitasi ( m/s2 )
h1
= tinggi permukan air ( m )
h2 = tinggi lubang
bocor ( m )
Contoh;
2.
Sebuah
tangki tingginya 30 meter berisi air penuh dan terdapat sebuah lubang 10 meter
dari dasar tangkai, tentukan kecepatan air yang keluar dari lubang tersebut !
Jawab:
Diketahui:
h1
= 30 m
h2
= 10 m
g = 10 m/s2
Ditanya:
v = ?
Penyelesaian:
Rumus: v = √
2g(h1-h2)
v = √ 2. 10 m/s2
( 30 m -10 m )
v = √ 20 m/s2
(20 m )
v = √ 400 m2/s2
v = 20 m/s
Tabung
Venturi
Tabung atau
pipa venturi adalah tang yang memiliki bagian penampang yang menyempit atau
penampang yang makin kecil.
Persamaan
Tabung Venturi
Contoh:
3.
Gambar
berikut apabila luas penampang pipa yang lebih besar 15 cm2 dan yang lebih
kecil 6 cm2, dan percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2, hitunglah
kecepata fluida pada pipa venturi ! (selisih kenaikan permukaan fluida di pipa
vertikal 25 cm )
Jawab:
Diketahui:
A1
= 15 cm2= 0,0015 m2
A2
= 6 cm2 = 0,0006 m2
g = 10 m/s2
h = 25 cm =
0,25 m
Ditanya: v2
= ?
Penyelesaian:
Rumus: A1.v1
= A2.v2
Mencari
v1
= √ 2gh : ( A1/A2 ) -1
v1
= √ 2.10m/s2.0,25m : (0,0015m2/0,0006m2 )2
-1
v1
= √ 5m2/s2 : (2,5 )2 -1
v1
= √ 5m2/s2 : (6,25 -1 )
v1
= √ 5m2/s2 : 5,25
v1
= √ 0,95 m2/s2
v1
= 0,98 m/s
sehingga:
0,0015m2.
0,98 m/s = 0,0006 m2. v2
0,0015m2.
0,98 m/s : 0,0006 m2= v2
2,44 m/s = v2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar