MEKANIKA FLUIDA

Adwiyah Asyifa

MEKANIKA FLUIDA Deskripsi :

Mata kuliah ini mempelajari tentang berbagai permasalahantentang keairan (hidraulika, teknik, sungai, pelabuhan, dll), pada semester-semester lanjut.

MEKANIKA FLUIDA Kompetensi Mata Kuliah :

mahasiswa dapat memahami hukum newton, sifat-sifat fluida. tekananhidrostatika, distribusi tekanan, tekanan relatif dan absolut, manometer, tinggi tekanan, pusat berat, pusat tekanan. kesetimbangan benda terapung : hukum archimedes, metastrum dankestabilan benda terapung. kesetimbangan relatif : persamaan euler, persamaan bidang equipotensial, zat cair dalam tangki dipercepat, zatcair dalam tangki berotasi. kinematika fluida : macam aliran, persamaan kontinuitas. persamaan bernoulli : penjabaran persamaanbernoulli, persamaan bernoulli untuk fluida nyata, koefesien koreksienergi, pemakaiaan persamaan bernoulli. persamaan momentum : penjabaran, koefesien koreksi momentum, gaya akibat perubahankecepatan dan perubahan arah, gaya pancaran air. aliran melaluipeluap : koefesien aliran, aliran melalui lubang, penggosongan tangkiberisi air, aliran dari tangki ke tangki, peluap.

MEKANIKA FLUIDAMateri :1. PENDAHULUAN : definisi, dimensi, hukum Newton, sifat-

sifat fluida. 2. HIDROSTATIKA : tekanan hidrostatika, distribusi tekanan,

tekanan relatif dan absolut, manometer, tinggi tekanan, pusat berat, pusat tekanan.

3. KESETIMBANGAN BENDA TERAPUNG : HukumArchimedes, metastrum dan kestabilan benda terapung.

4. KESETIMBANGAN RELATIF : persamaan Euler, Persamaan bidang equipotensial, zat cair dalam tangkidipercepat, zat cair dalam tangki berotasi.

MEKANIKA FLUIDA5. KINEMATIKA FLUIDA : macam aliran, persamaan

kontinuitas. 6. PERSAMAAN BERNOULLI : penjabaran persamaan

Bernoulli, persamaan Bernoulli untuk fluida nyata, koefesien koreksi energi, pemakaiaan persamaanbernoulli.

7. PERSAMAAN MOMENTUM : penjabaran, koefesienkoreksi momentum, gaya akibat perubahan kecepatan danperubahan arah, gaya pancaran air.

8. ALIRAN MELALUI PELUAP : koefesien aliran, aliranmelalui lubang, penggosongan tangki berisi air, aliran daritangki ke tangki,peluap.

MEKANIKA FLUIDAReferensi :1. Bambang Triatmodjo, Hidraulika I, Beta Offset,

Yogyakarta2. Evet, Jack B., Cheng Liu, 1987, Fundanmentals of Fluid

Mechanics, McGraw Hill International Editions, Civil Engineering series

3. Daugherty, Robert L., Joseph B. Franzini, 1977, fluid Mechanics With Enginnering Applications, McGraw-Hill International Book Company, Internatioanal Student Editiion, Sevent Edition.

4. White, Frank M., 1986, Fluid Mechanics, McGraw-Hill Company, Second Edition.

MEKANIKA FLUIDA1. Kriteria penilaian

60 % ( UTS,UAS, Quiz)

30 % (TUGAS)

10 % presensi ( dengan catatan tidak ada tindakankecurangan dalam bentuk apapun selama proses perkuliahanberlangsung)

2. Tidak ada ujian susulan/ulangan, quis susulan dan remididengan alasan apapun kecuali atas persetujuan Kaprodi

apabila mahasiswa hanya hadir dan mengumpulkan tugassaja dan nilai ujian maupun quis rendah atau tidak ikut samasekali maka nilai yang akan didapatkan maksimal D

MEKANIKA FLUIDA Kontrak dengan mahasiswa

1. Semua mahasiswa yang mengambil matakuliah ini harustaat dan tunduk terhadap semua peraturan yang ditetapkan oleh UTY

2. Apabila dalam proses perkuliahan mahasiswa tidak bisamengikuti dengan baik, tidak bisa menciptakan suasanayang kondusif dalam kegiatan perkuliahan danmenimbulkan ketidaknyamanan bagi sesama rekanmahasiswa dan dosen maka dipersilahkan untukmeninggalkan kelas

3. Segala pelanggaran akan mengurangi point presensimahasiswa yang bersangkutan

MEKANIKA FLUIDAI. Pendahuluan

mekanika fluida hidraulikahidraulika hydor air hidraulika : ilmu yang mempelajari perilaku air baik dalamkeadaan diam maupun bergerakpada awalnya hidraulika dipelajari sebagai ilmu dasardalam pembuatan-pembuatan bangunan air

MEKANIKA FLUIDA Hidraulika: Hidrostatika : mempelajari zat cair dalam keadaan

diam Hidrodinamika : mempelajari zat cair bergerak (dengan

asumsi air sebagai zat cair ideal)

MEKANIKA FLUIDA Penggunaan ilmu hidraulika untuk bidang teknik sipil:1. Hidrologi terapan prinsip-prinsip hidrologi,

perkembangan air tanah, perkiraan debit sungai dsb2. Teknik irigasi dan drainasi perencanaan dan

pelaksanaan jaringan-jaringan irigasi dan drainasipermukaan

3. Teknik transportasi air perencanaan pelaksanaanpekerjaan pelabuhan , saluran pelayaran

4. Bagunan tenaga air waduk, mikrohidro5. Pengedalian banjir dan sedimen perencanaan dan

pelaksanaan bangunan-bangunan pengendali banjir dansedimen

6. Teknik bendungan berhubungan dengan bendungandan bangunan pelengkapnya

MEKANIKA FLUIDA7. Teknik jaringan pipa pengangkutan air, minyak, gas dan

fluida lainnya melalui sistem perpipaan8. Teknik pantai pelaksanaan bangunan-bangunan

pelabuhan, penanggulangan erosi pantai, perencanaanbangunan lepas pantai

9. Teknik sumber daya air perancangan sistem waduk danfasilitas-fasilitas lain agar diperoleh manfaat optimum

10.Teknik penyehatan sistem pengumpulan dan distribusiair untuk berbagai keperluan , water treatment

MEKANIKA FLUIDA Hukum newton II Semua gerak dialam dapat dijelaskan oleh hukum newton II

aMtdVdM

tdMvdF .

)()(

)()(

===

MEKANIKA FLUIDA

Dimensi dan satuan Dimensi : besaran terugkur yang menunjukkan karakteristik

suatu obyek seperti massa, panjang, waktu Satuan : standar untuk mengukur dimensi Sistim satuan:1. Sistem internasional (SI) : kilogram (kg),meter (m), detik

(s), newton (N)2. Sistem MKS : kilogram massa (kgm), kilogram gaya (kgf)

kgm = 1/g.kgf

MEKANIKA FLUIDA Konversi MKS SI

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Fluida : zat yang bisa mengalir memiliki partikel yang

mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa perubahanmassa.

Fluida dibedakan menjadi 2 yaitu zat cair dan gas Sifat-sifat serupa antara zat cair dan gas yang utama:1. Kedua zat ini tidak melawan perubahan bentuk2. Tidak bereaksi terhadap gaya geser , yaitu gaya yang

bekerja sejajar dengan permukaan zat cair/gas yang mencoba untuk menggeser lapisan lapisan tersebutantara satu dengan yang lain

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Perbedaan utama sifat zat cair dan gas:

Zat cair gas1. Mempunyai permukaan

bebas2. Massa zat cair hanya

mengisi volume yang diperlukan dalam suaturuangan

3. Tak termampatkan

1. Tidak mempunyaipermukaan bebas

2. Massa gas akan mengisiseluruh ruangan

3. Bisa dimampatkan

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Sifat siifat zat cair kaitannya dengan mekanika fluida:1. Apabila ruangan lebih besar dari volume akan terbentuk

permukaan bebas horisontal yang berhubungan denganatmosfer

2. Memiliki rapat massa dan berat jenis3. Incompressible ( dapat dianggap tak termampatkan)4. Memiliki kekentalan (viskositas)5. Memiliki kohesi, adhesi dan tegangan permukaan

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Rapat massa, berat jenis dan rapat relatif Rapat massa ()

massa zat cair tiap satuan volume

rapat massa air pada suhu 4 C dan tekanan atmosferstandar adalah 1000 kg/m3

VM

=

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

Berat jenis ()berat benda tiap satuan volume pada temperatur dantekanan tertentuhubungan berat jenis dan rapat massa: = .gg = 9,81 m/s2

berat jenis air pada suhu 4 C dan tekanan atmosfer adalah9,81 KN/m3 = 1000 kgf/m3 atau 1 ton/m3

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

Rapat relatifPerbandingan antara rapat massa suatu benda denganrapat massa air

air

zatcair

air

zatcairS

==

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Contoh soal:1. Satu liter minyak memiliki berat 0,8 kgf, hitung berat jenis

rapat massa, rapat relatif

2. 750 ml minyak memiliki berat 7,5 N. hitung berat jenisrapat massa, rapat relatif

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

Kemampatan zat cair (modulus elastisitas)perubahan (pengecilan) volume karena adanya perubahantekanan yang ditunjukkan oleh perbandingan antaraperubahan tekanan dan perubahan volume terhadapvolume semula

pada zat cair nilai K sangat besar sehingga perubahanvolume karena perubahan tekanan sangat kecil sehinggakemampatan ini sering diabaikan untuk kasus-kasus umum

VdVdp

K =

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

Kekentalan zat cairsifat dari zat cair untuk melawan tegangan geser padawaktu mengalir, zat cair ideal tidak memiliki kekentalan, air kekentalan kecil sedangkan minyak, sirup, olikekentalannya besar

dydU =

=v

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

SIFAT SIFAT ZAT CAIR

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Tegangan permukaan Lapisan tipis pada permukaan zat cair yang

mempunyai kemampuan untuk menahan tegangantarik.

Teg. Permukaan yg bekerja pada permukaanbesarnya sama disemua titik

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Kapilaritas

hr

P..cos = hA2r cos = .r2h

SIFAT SIFAT ZAT CAIR Tekanan uap Penguapan terjadi karena molekul zat cair selalu

bergerak sehingga beberapa molekul padapermukaan akan memiliki energi untuk melepas diridari tarikan molekul-molekul yang ada disekitarnyadan berpindah ke ruang yang diatasnya

MEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDAMEKANIKA FLUIDASIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIRSIFAT SIFAT ZAT CAIR