Fluida Dinamis

A.    Judul  : Fluida Dinamis

B.     Tujuan : Mengukur laju air yang keluar dari botol pada tiap lubang dengan ketinggian tertentu terhadap permukaan air.

C.     Landasan Teori :

Fluida 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). Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida dinamis ini. Besaran-besaran dalam fluida dinamis : Debit aliran (Q) jumlah volume fluida yang mengalir persatuan waktu, atau:

 

Dimana :

Q   = debit aliran (m³/s)

A   = luas penampang (m² )

V   = laju aliran fluida (m/s)

Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran

Dimana :

 

Q         = debit aliran(m³/s)

V         = volume (m³ )

t           = selang waktu (s)

Persamaan Kontinuitas

Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau 2 tempat, maka:

Debit aliran 1 = Debit aliran 2, atau :

Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. Jika dinyatakan dalam

persamaan menjadi :

Dimana :

p = tekanan air (Pa)

v = kecepatan air (m/s)

g = percepatan gravitasi

h = ketinggian air

ρ = massa jenis air (kg/m 3 )

   

Penerapan Dalam Teknologi Pesawat Terbang

Gaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap, karena laju aliran di atas lebih besar maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil daripada tekanan pesawat di bawah. Akibatnya terjadi gaya angkat pesawat dari hasil selisih antara tekanan di atas dan di bawah di kali dengan luas efektif pesawat.

 

Keterangan:

ρ          = massa jenis udara (kg/m³ )

v a       = kecepatan aliran udara pada bagian atas pesawat (m/s)

v b       = kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat (m/s)

F          = Gaya angkat pesawat (N)

D.     Alat dan Bahan :

1.      Botol bekas air mineral 1500 ml

Botol A                                         Botol B

2.      Paku

3.      Sedotan

4.      Spidol

5.      Air

E.     Langkah kerja :

1.      Memberi tanda 3 titik pada botol mineral A dengan ketinggian sama sebagai titik 1, 2, dan 3 menggunakan spidol.

2.      Membuat lubang dengan paku, usahakan  lubang memiliki diameter yang sama.

3.      Memberi tanda 1 titik pada botol mineral A dengan ketinggian sama sebagai titik 1 menggunakan spidol.

4.      Memberi tanda pada botol mineral B dengan ketinggian lebih tinggi dari titik 1 sebagai titik 2 menggunakan spidol.

5.      Memberi tanda pada botol B dengan ketinggian lebih tinggi dari titik 2 sebagai titik 3 menggunakan spidol.

6.      Membuat lubang dengan paku, usahakan lubang memiliki diameter yang sama.

7.      Menutup semua lubang dengan jari.

8.      Mengisi botol dengan air.

9.      Membuka jari pada keempat lubang pada titik 1, amati kekuatan pancaran air.

10.  Mengisi kembali botol dengan air.

11.  Seperti langkah 8 membuka jari pada lubang pada titik 2 amati kekuatan pancaran air.

12.  Seperti langkah 8 membuka jari pada lubang pada titik 3 amati kekuatan pancaran air.

13.  Memasukkan data pada tabel  pengamatan.

F.    Data percobaan

No.	Titik Ke-	Botol
		A	B
1	Satu	Sangat Jauh	Sangat Jauh
2	Dua	Sangat Jauh	Cukup Jauh
3	Tiga	Sangat Jauh	Dekat

G.    Gambar Pengamatan

H.    Analisis data

1.      Bandingkan jarak pancaran pada ketiga titik pada botol satu. Jelaskan!

Jawab        : Dititik ini, jarak pancaran pada ketiga adalah sama. Hal ini dikarenakan ketiga titik memiliki tinggi yang sama sehingga memiliki tekanan yang sama dan menghasilkan pancara yang sama pula jaraknya. Sehingga jarak pancaran titik 1 = titik 2 = titik 3.

2.      Bandingkan jarak pancaran pada ketiga titik pada botol 2. Jelaskan!

Jawab        : Dititik ini, jarak pancaran pada titik satu pancaran airnya sangat jauh dibanding titik 2 dan 3 dikarenakan tekanan pada dasar botol lebih besar, pada titik 2 jarak pancarnya  lebih pendek dari titik 1 hal ini disebabkan oleh tekanan pada titik 2 ini lebih kecil dari titik 1, sedangkan pada titik 3 pancarannya lebih pendek dari titik 2 hal ini juga disebabkan oleh tekanan yang berada dalam botol. Sehingga jarak pancaran titik 1 > titik 2 > titik 3.

3.      Bandingkan jarak pancaran pada titik 1 dan 2. Jelaskan!

Jawab        : Jarak pancaran pada titik 1 lebih jauh dibandingkan titik 2 karena tekanan yang diterima pada titik 1 lebih besar dan bernilai sama dari titik 2. Itu mengakibatkan pancaran pada titik 1 lebih jauh dan sangat kuat.

I.    Simpulan

Dari praktikum ini, didapati bahwa lubang keempat atau lubang yang posisinya paling rendah memiliki laju air yang lebih cepat dibandingkan dengan yang lain. Hal ini dikarenakan pada posisi paling rendah, tekanan yang dialaminya lebih besar daripada posisi paling atas. Sehingga, dengan tekanan yang besar membuat aliran dari fluida mengalir lebih cepat.

atau bisa didownload di sini