Materi Fluida Dinamis Fisika Kelas XI IP
PERTEMUAN 1
Fluida Dinamis
Ciri-Ciri Fluida Ideal
• Aliran Fluida Tunak (Steady)
• Aliran Fluida Tak Termampatkan
(incompressible)
• Aliran Fluida Tak Kental (Non viscous)
• Aliran Fluida Garis Arus (Streamline)
Contoh aliran fluida
Debit Fluida
Keterangan :
= Debit (m3/s)
= Luas penampang (m2)
= Volume (m3)
= Kecepatan (m/s)
= Waktu (s)
Contoh Soal
Jika 10 liter air dituangkan ke dalam
suatu
wadah melalui sebuah selang dengan
luas penampang 5 cm2 membutuhkan
waktu 2 sekon, tentukan kecepatan aliran
air dalam selang tersebut?
Persamaan Kontinuitas
Pada fluida tak termampatkan hasil kali
antara kelajuan fluida dan luas
penampang selalu konstan
Contoh Soal
Sebuah pipa air berbetuk leher botol
dengan diameter yang lebih besar tiga
kali diameter penampang yang kecil. Jika
kelajuan air pada penampang yang besar
4 m/s, berapakah kelajuan air pada
penampang yang kecil?
Asas Bernoulli
Pada pipa mendatar (horisontal) tekanan
fluida paling besar adalah pada bagian
yang kelajuannya alirnya paling kecil dan
tekanan paling kecil adalah pada bagian
yang kelajuan alirnya paling besar
Aplikasi
Persamaan Bernoulli
Hukum Bernoulli
“Jumlah dari tekanan, energi kinetik per
satuan volume, dan energi potensial
persatuan volume memiliki nilai yang sama
pada setiap titik di sepanjang garis arus”
Keterangan:
= tekanan pada titik 1 (N/m2 atau Pa)
= kelajuan aliran fluida di titik 1 (m/s)
= ketinggian titik 1 terhadap bidang acuan
(m)
= tekanan pada titik 2 (N/m2 atau Pa)
= kelajuan aliran fluida di titik 2 (m/s)
= ketinggian titik 2 terhadap bidang acuan
(m)
= massa jenis fluida (kg/m3)
= percepatan gravitasi (m/s2)
Contoh Soal
Air PAM memasuki rumah melalui pipa
berdiameter 2 cm pada tekanan 4 atm.
Pipa menuju ke kamar mandi lantai kedua
pada ketinggian 5 m dengan diameter
pipa 1 cm. Jika kelajuan aliran air pada
pipa masukan adalah 3 m/s. berapakah
tekanan air pada bak mandi?
Contoh Soal
Sebuah pipa horisontal memiliki luas
penampang yang berbeda. Penampang
yang besar berukuran 9 m2 dan
penampang yang kecil berukuran 3 m 2.
Jika air mengalir dari penampang besar ke
penampang kecil dengan kelajuan 1 m/s,
maka perbedaan tekanan antara kedua
penampang tersebut?
Pertemuan 2
Venturimeter: mengukur kelajuan
cairan
Venturimeter tanpa
dilengkapi Manometer
Venturimeter dilengkapi
Manometer
Venturimeter tanpa
dilengkapi Manometer
Venturimeter dilengkapi
Manometer
rumus dasar:
rumus dasar:
= tekanan pada pipa utama (N/m2 atau
Pa)
= kelajuan aliran zat cair pada pipa
utama (m/s)
= luas penampang pada pipa utama
(m2)
= tekanan pada pipa menyempit (N/m2
atau Pa)
= kelajuan aliran zat cair pada pipa
menyempit (m/s)
= luas penampang pada pipa
menyempit (m2)
= massa jenis zat cair (kg/m3)
= massa jenis raksa (kg/m3)
Contoh Soal
Luas penampang pipa utama dan
pipa
menyempit pada venturimeter
masing
masing 50 cm2 dan 40 cm2. Jika
debit air
20 000 cm3/s dan massa jenis raksa
13,6 gr/cm3.
berapakah beda tekanan antara
Tabung pitot: mengukur kelajuan
aliran gas
=kelajuan aliran gas (m/s)
= beda kedua kaki manometer
pada tabung pitot (m)
= massa jenis cairan
dalam manometer (kg/m3)
= massa jenis gas (kg/m3)
Contoh soal
Sebuah tabung pitot mengukur kelajuan
aliran udara sebesar 35 m/s, maka beda
ketinggian raksa dalam kedua kaki
manometer pada tabung pitot adalah?
PERTEMUAN 3
Teorema Torricelli = kelajuan fluida yang
menyembur keluar dari lubang yang
terletak pada jarak h di bawah
permukaan atas fluida dalam tangki
sama seperti kelajuan yang diperoleh
sebuah benda yang jatuh
bebas dari ketinggian h
= kecepatan aliran zat cair pada lubang
kebocoran (m/s)
= jarak horisontal terjauh yang dapat
dicapai zat cair diukur dari kaki tangki (m)
= kedalaman zat cair yang bocor pada
tangki ditinjau dari permukaan zat cair
(m)
= ketinggian permukaan zat cair di atas
tanah (m)
= waktu yang dibutuhkan zat cair sampai
jatuh ke tanah (s)
= percepatan gravitasi (m/s2)
Contoh Soal
Sebuah tangki yang berisi air diletakan
ditanah. Tinggi permukaan air adalah
1,25 m dari tanah. Pada ketinggian 0,8 m
dari tanah, terdapat lubang kebocoran
sehingga air mengalir melalui lubang
tersebut. Berapakah kecepatan air
mengalir keluar dari lubang dan jarak
mendatar air mengenai tanah?
Gaya Angkat Sayap Pesawat
Terbang
Contoh Soal
Lebar sayap dari sebuah pesawat
terbang
adalah 20 m 2. Pada saat pesawat
tersebut terangkat ke udara, kecepatan
udara di atas sayapnya 200 m/s
sedangkan di bawah sayap 100 m/s. Jika
massa jenis udara 1,2 kg/m3, maka besar
gaya angkat pada sayap tersebut?
Fluida Dinamis
Ciri-Ciri Fluida Ideal
• Aliran Fluida Tunak (Steady)
• Aliran Fluida Tak Termampatkan
(incompressible)
• Aliran Fluida Tak Kental (Non viscous)
• Aliran Fluida Garis Arus (Streamline)
Contoh aliran fluida
Debit Fluida
Keterangan :
= Debit (m3/s)
= Luas penampang (m2)
= Volume (m3)
= Kecepatan (m/s)
= Waktu (s)
Contoh Soal
Jika 10 liter air dituangkan ke dalam
suatu
wadah melalui sebuah selang dengan
luas penampang 5 cm2 membutuhkan
waktu 2 sekon, tentukan kecepatan aliran
air dalam selang tersebut?
Persamaan Kontinuitas
Pada fluida tak termampatkan hasil kali
antara kelajuan fluida dan luas
penampang selalu konstan
Contoh Soal
Sebuah pipa air berbetuk leher botol
dengan diameter yang lebih besar tiga
kali diameter penampang yang kecil. Jika
kelajuan air pada penampang yang besar
4 m/s, berapakah kelajuan air pada
penampang yang kecil?
Asas Bernoulli
Pada pipa mendatar (horisontal) tekanan
fluida paling besar adalah pada bagian
yang kelajuannya alirnya paling kecil dan
tekanan paling kecil adalah pada bagian
yang kelajuan alirnya paling besar
Aplikasi
Persamaan Bernoulli
Hukum Bernoulli
“Jumlah dari tekanan, energi kinetik per
satuan volume, dan energi potensial
persatuan volume memiliki nilai yang sama
pada setiap titik di sepanjang garis arus”
Keterangan:
= tekanan pada titik 1 (N/m2 atau Pa)
= kelajuan aliran fluida di titik 1 (m/s)
= ketinggian titik 1 terhadap bidang acuan
(m)
= tekanan pada titik 2 (N/m2 atau Pa)
= kelajuan aliran fluida di titik 2 (m/s)
= ketinggian titik 2 terhadap bidang acuan
(m)
= massa jenis fluida (kg/m3)
= percepatan gravitasi (m/s2)
Contoh Soal
Air PAM memasuki rumah melalui pipa
berdiameter 2 cm pada tekanan 4 atm.
Pipa menuju ke kamar mandi lantai kedua
pada ketinggian 5 m dengan diameter
pipa 1 cm. Jika kelajuan aliran air pada
pipa masukan adalah 3 m/s. berapakah
tekanan air pada bak mandi?
Contoh Soal
Sebuah pipa horisontal memiliki luas
penampang yang berbeda. Penampang
yang besar berukuran 9 m2 dan
penampang yang kecil berukuran 3 m 2.
Jika air mengalir dari penampang besar ke
penampang kecil dengan kelajuan 1 m/s,
maka perbedaan tekanan antara kedua
penampang tersebut?
Pertemuan 2
Venturimeter: mengukur kelajuan
cairan
Venturimeter tanpa
dilengkapi Manometer
Venturimeter dilengkapi
Manometer
Venturimeter tanpa
dilengkapi Manometer
Venturimeter dilengkapi
Manometer
rumus dasar:
rumus dasar:
= tekanan pada pipa utama (N/m2 atau
Pa)
= kelajuan aliran zat cair pada pipa
utama (m/s)
= luas penampang pada pipa utama
(m2)
= tekanan pada pipa menyempit (N/m2
atau Pa)
= kelajuan aliran zat cair pada pipa
menyempit (m/s)
= luas penampang pada pipa
menyempit (m2)
= massa jenis zat cair (kg/m3)
= massa jenis raksa (kg/m3)
Contoh Soal
Luas penampang pipa utama dan
pipa
menyempit pada venturimeter
masing
masing 50 cm2 dan 40 cm2. Jika
debit air
20 000 cm3/s dan massa jenis raksa
13,6 gr/cm3.
berapakah beda tekanan antara
Tabung pitot: mengukur kelajuan
aliran gas
=kelajuan aliran gas (m/s)
= beda kedua kaki manometer
pada tabung pitot (m)
= massa jenis cairan
dalam manometer (kg/m3)
= massa jenis gas (kg/m3)
Contoh soal
Sebuah tabung pitot mengukur kelajuan
aliran udara sebesar 35 m/s, maka beda
ketinggian raksa dalam kedua kaki
manometer pada tabung pitot adalah?
PERTEMUAN 3
Teorema Torricelli = kelajuan fluida yang
menyembur keluar dari lubang yang
terletak pada jarak h di bawah
permukaan atas fluida dalam tangki
sama seperti kelajuan yang diperoleh
sebuah benda yang jatuh
bebas dari ketinggian h
= kecepatan aliran zat cair pada lubang
kebocoran (m/s)
= jarak horisontal terjauh yang dapat
dicapai zat cair diukur dari kaki tangki (m)
= kedalaman zat cair yang bocor pada
tangki ditinjau dari permukaan zat cair
(m)
= ketinggian permukaan zat cair di atas
tanah (m)
= waktu yang dibutuhkan zat cair sampai
jatuh ke tanah (s)
= percepatan gravitasi (m/s2)
Contoh Soal
Sebuah tangki yang berisi air diletakan
ditanah. Tinggi permukaan air adalah
1,25 m dari tanah. Pada ketinggian 0,8 m
dari tanah, terdapat lubang kebocoran
sehingga air mengalir melalui lubang
tersebut. Berapakah kecepatan air
mengalir keluar dari lubang dan jarak
mendatar air mengenai tanah?
Gaya Angkat Sayap Pesawat
Terbang
Contoh Soal
Lebar sayap dari sebuah pesawat
terbang
adalah 20 m 2. Pada saat pesawat
tersebut terangkat ke udara, kecepatan
udara di atas sayapnya 200 m/s
sedangkan di bawah sayap 100 m/s. Jika
massa jenis udara 1,2 kg/m3, maka besar
gaya angkat pada sayap tersebut?