Fluida Dinamis [Persamaan Kontinuitas]

Postingan ini akan membahas tentang dasar-dasar Fluida Dinamis diantaranya adalah Persamaan Kontinuitas (Continuity).

Apa yang dimaksud dengan Fluida Dinamis? Dan Apa yang dimaksud dengan Persamaan Kontinuitas?

Fluida Dinamis adalah fluida yang berada dalam kondisi bergerak atau mengalir. Contohnya : aliran sungai, aliran angin dll. Sedangkan persamaan kontinuitas adalah persamaan yang menghubungkan kecepatan fluida dalam dari satu tempat ke tempat yang lain. Untuk memudahkan mempelajarinya fluida disini dianggap aliran tunak (steady) artinya mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu dan alirannya tak termampatkan (incompressible) artinya kondisi aliran dimana kerapatan massa fluidanya tidak berubah.

Suatu saat nanti, Saya akan memposting tentang aliran-aliran fluida yang diklasifikasikan kedalam beberapa golongan.

Okee, kembali ke topik. Fenomena yang terjadi dalam persamaan kontinuitas adalah contoh yang paling mudah, air di selang ketika ujungnya dipencet, kecepatan air keluar akan lebih tinggi. Perubahan luas penampang dari lebih besar ke lebih kecil ini disebut Nozzle. Dan perubahan luas penampang dari kecil ke lebih besar disebut dengan Diffuser.

 

www.learnthermo.com

Gbr 1. Diffuser dan Nozzle

Mari kita lihat gambar berikut, ini :

Gbr 2. Skema Air Selang Ketika Dipencet Ujungnya.

Persamaan Kontinuitas adalah pernyataan matematis sederhana dari prinsip konservasi massa. Gambar diatas menunjukkan aliran fluida dalam sebuah pipa yang berbeda penampangnya. Kecepatan fluida pada penampang A₁ adalah v₁ dan pada penampang A₂ kecepatannya  v_2.

Dalam selang waktu Δt partikel-partikel fluida bergerak Δs₁ = v₁Δt sehingga massa fluida Δm₁ yang melalui penampang A₁ dalam waktu Δt adalah :

Δm₁ = ρ.V = ρ.A₁.v₁. Δt 

Dengan cara yang sama, maka besarnya massa fluida Δm₂ yang melalui penampang A₂ adalah :

Δm₂ = ρ.V = ρ.A₂.v₂. Δt

            Karena fluida ideal, maka massa fluida yang melalui penampang A₁ = A₂

dengan :

A₁ = luas penampang 1 (m²)

A₂ = luas penampang 2 (m²)

v₁ = kecepatan aliran fluida pada penampang 1 (m/s)

v₂ = kecepatan aliran fluida pada penampang 2 (m/s)

Pada persamaan kontinuitas, menyatakan bahwa kecepatan aliran fluida berbanding terbalik dengan luas penampangnya. Pada pipa yang luas penampang kecil, maka alirannya besar.

         
             Hasil kali A.v adalah debit, yaitu jumlah volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu.

Dirumuskan : 

 

Karena A.v.Δt sama dengan V (volume), maka :

dengan :

Q = debit (m³/s)

V = volume fluida (m³)

t = waktu (s)

Contoh soal :

Diketahui air mengalir melalui sebuah pipa. Diameter pipa bagian kiri A₁ = 10 cm dan bagian kanan A₂ = 6 cm, serta kelajuan aliran air pada pipa bagian kiri v₁ = 5 m/s. Hitunglah kelajuan aliran air yang melalui A₂ !

Jawab :

Read More

Hukum Pascal Mengenai Tekanan Pada Sebuah Titik

Postingan ini merupakan postingan lanjutan dari Hukum Pascal Mengenai Tekanan. Jika Anda ingin tahu tentang konsep utama tentang Hukum Pascal silahkan baca postingan sebelumnya.

 

Okee, baiklah jika Anda sudah membacanya, Saya mulai dengan pertanyaan yang paling mendasar. “ Jika tekanan yang diberikan ke zat cair didalam ruang tertutup dan diteruskan ke segala arah nilainya sama besar, Apakah ini berlaku pada molekul-molekul fluida?

Mari kita ambil contoh molekul fluidanya seperti gambar dibawah ini : 

Apakah tekanan P_x , P_y dan P_s sama besarnya? Atau berbeda-beda?

Mari Kita Kupas Secara Tuntas Setajam Silet, hehe..

1)   Mencari Tekanan P_x terhadap P_s.

·      Pada tekanan P_x memiliki luas permukan (Area) yaitu δ_z dan δ_y (m²) , dan ;

·    Pada tekanan P_s Sinϴ memilki luas permukaan (Area) yaitu δ_z dan δ_s (m²). Ditekanan P_s ada Sinϴ. Karena, P_s mempunyai kemiringan tertentu (ϴ = theta).

Apakah anda masih ingat cara menentukan Cos/Sin pada bidang segitiga? Disini saya akan bahas dengan cara sederhana yang saya dapat dari bangku kuliah. Check it Out!

Untuk sudut yang lebih sempit, Anda dapat menyebutnya itu sudut Cosinus dan sebaliknya untuk sudut yang lebih lebar itu sudut Sinus. Atau bisa menentukan dengan cara berikut ini :

Oke, kita kembali lagi ke topik yang utama.

Cara untuk memperoleh nilai-nilai tekanannya adalah diperlukan Hukum Newton 1 dengan Ʃ F= 0. Simak uraian berikut ini ! Don’t Go Anywhere Gaess..

P =  F/A  atau F = P. A

P = Pressure / Tekanan (Pa)

F = Force / Gaya (N)

A= Area / Luas Permukaan (m²)

Maka,

2)   Mencari Tekanan P_y terhadap P_s.

·      Pada tekanan P_y memiliki luas permukan (Area) yaitu δ_z dan δ_x (m²) , dan ;

·      Pada tekanan P_s Cosϴ memilki luas permukaan (Area) yaitu δ_z dan δ_s (m²).

Jadi, jawaban dari pertanyaan di atas adalah Tekanan di titik P_x = P_s dan P_y =  P_s, Maka dapat kita simpulkan bahwa P_x = P_y = P_s. atau dengan kata lain tekanan di beberapa titik nilainya adalah sama besar. Semua sudah terjawab.

Read More

Hukum Pascal Mengenai Tekanan

Bertemu lagi di Blog yang gak karuan ini, hehe.. Pada kesempatan kali ini, Saya akan membahas tentang hukum Pascal mengenai Tekanan.  Ada yang tahu Hukum Pascal berbunyi apa? Yupps..

Bunyi Hukum Pascal 

“tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah” .. Blaise Pascal (1623 – 1662).

Maksudnya gimana sih? Maksudnya gini.. Bila tekanan pada suatu titik dalam zat cair ditambah dengan suatu harga, maka tekanan semua titik di tempat lain dan pada zat cair yang sama akan bertambah dengan harga yang sama pula. Hal ini dikenal sebagai Prinsip Pascal.

Untuk lebih jelasnya simak uraian berikut :

Gbr 1. Sistem Kerja Hidrolik

Karena zat cair diteruskan sama besar ke segala arah, Maka P₁ pada Input Force tekanannya sama besar dengan P₂ pada Output Force . That’s Why alias dengan begitu diperoleh rumus P₁ = P_2. Abaikan rumus pada gambar diatas dahulu yah, hehe.. 

Karena P₁ = P₂ , Maka F₁/A₁ = F₂/A₂

Atau jika beban yang diangkat merupakan Gaya Berat (W), maka :

F₁/A₁= W₂/A₂

 atau ;

W₂ =  (A₂/A₁) F₁

Dengan, W₂ = beban yang akan diangkat (misal mobil)  (N)

                F₁ = gaya tekan pada dongkrak (N)

                A = luas penampang (m²)

Dari persamaan di atas dapat terlihat, bahwa jika ingin gaya tekan kecil maka luas penampang kedua harus lebih besar. Dan pemanfaatan prinsip Pascal dalam keseharian dan teknologi adalah Dongkrak Hidrolik, Pompa Hidrolik, Mesin Hidrolik pengangkat Mobil, Rem Piringan Hidrolik, Mesin Pengepress Hidrolik dan lain sebagainya.

Contoh Soal:

Seorang pekerja bengkel memberikan gaya tekan pada pompa hidrolik dengan gaya 300 N. apabila perbandingan penampang silinder kecil dan besar 1 : 10, Berapa Berat beban yang dapat diangkat oleh pekerja tersebut? 

Jawab:

W₂ = (A₂/A₁)  F₁

W₂ =  (10/1) 300 N

W₂ = 3000 N

Jadi beban yang bisa diangkat adalah 3000 N

Bagaimana?? Mudah dipahami bukan? Ternyata konsep tekanan berhubungan erat dengan kehidupan kita sehari-hari yaaa? Itulah pembahasan mengenai Hukum Pascal Mengenai Tekanan. Semoga bermanfaat bagi Saya dan Anda sebagai pembacanya.

Sekian

Thank’s For Your Attention !!

Read More

Sekilas tentang HMM UIKA Bogor

Himpunan Mahasiswa Mesin Universitas Ibn Khaldun Bogor atau sering disingkat dengan HMM UIKA Bogor adalah suatu wadah Organisasi ke-Profesian untuk menyalurkan aspirasi dan kreatifitas para Mahasiswanya. Organisasi ini merupakan Organisasi yang berada ditingkat Jurusan dan dinaungi oleh Program Studi (Prodi) Teknik Mesin Fakultas Teknik UIKA Bogor. Ditingkat regional Himpunan Mahasiswa Mesin (HMM) UIKA Bogor tergabung kedalam Koordinator Wilayah (Korwil) IV Keluarga Mahasiswa Mesin Jawa Barat (KMM JABAR) sedangkan ditingkat Nasional HMM UIKA juga tergabung kedalam Forum Mahasiswa Mesin Indonesia (FMMI).

Sejarah Singkat :

Program Studi Teknik Mesin berdiri sejak tahun 1984, tepatnya tanggal 28 Desember 1984. Abang Ramli, S.T adalah Mahasiswa Mesin angkatan pertama yang kami kenal dan diangkatan kedua disusul oleh Abang Ma’ruf, S.T yang sekarang menjadi Ketua Ikatan Alumni Teknik Mesin UIKA Bogor. Di bulan Desember tahun 2015 ini, Program Studi Teknik Mesin UIKA Bogor berusia 31 tahun. Di setiap tahun berdirinya Program Studi, kami (HMM UIKA Bogor) selalu merayakannya dengan acara-acara yang menarik seperti : Pelatihan Software (AutoCad, Solidworks), Seminar, Festival Musik, Expo Karya Pelajar, Go Green, Auto Contest (Green Bike) Service Motor Gratis, dan acara-acara menarik lainnya. Dan kami berharap di usianya kini, semoga HMM UIKA Bogor dan Program Studi Teknik Mesin lebih baik lagi dan menghasilkan para Wisudawan yang mantap. Aamiin..

Lambang HMM UIKA Bogor :

Lambang KMM JABAR :

Logo Solidarity Forever :

           

Read More