Fluida Dinamis dan Aplikasinya
1. Fluida Dinamis
a. Tabung Venturi Tanpa Manometer
Tabung venturi adalah alat untuk mengukur kelajuan zat cair
Gambar 16
Zat cair mengali dari penampang �! ke penampang �! yang lebih kecil maka
sesuai persamaan kontinuitas �! < �! sehingga menurut hukum Bernoulli
�! > �! akibatnya air pada pipa kecil sebelah kiri lebih tinggi dari pipa
sebelah kanan
Persamaan kontinuitas
Tekanan Hidrostatis
�! �! = �! �!
!! !!
�! − �! = ��ℎ
= �!
!!
Persamaan Bernoulli pada pipa datar adalah
!
�! − �! = � �! ! − �! !
��ℎ
!
!
2�ℎ
=
!
!
2�ℎ
=
= � �! ! − �! !
�! ! − �! !
�ℎ
=
2�ℎ
= �! ! − �! !
2�ℎ
=
2�ℎ
=
!
!! !! !
!!
!!
!!
!
!!!
!! !
!!
!!
− �! !
!
�! − �!
!!!
!! !
!!
!!
!
!! !
!!
�! ! − �! !
!! !
!!
− 1 �! !
= �! !
= �!
Kecepatan aliran zat cair pada tabung venturi tanpa manometer adalah
�! =
2�ℎ
�!
�!
!
−1
b. Tabung Venturi Dengan Manometer
Gambar 17
Hampir sama dengan tabung venturi sebelumnya hanya disini menggunakan
pipa tabung berbentuk U yang berisi air raksa dengan massa jenis �!
Persamaan kontinuitas
Tekanan Hidrostatis
�! �! = �! �!
!! !!
�! − �! = �! �ℎ
= �!
!!
Persamaan Bernoulli pada pipa datar adalah
!
�! − �! = � �! ! − �! !
�! �ℎ
!
!
!
= ! � �! − �!
2�! �ℎ
= � �! ! − �! !
!
2�ℎ
=
=
!! !! !
!!
!!
!!
!
=
!
= � �! ! − �! !
�! �ℎ
!!! !!
!!! !!
!
!
!!! !!
!
!!! !!
!
!
! !!
!
− �! !
!
!!
!!! !!
!! !
!!
!!
!
�! ! − �! !
=
!! !
!!
�! ! − �! !
!! !
!!
− 1 �! !
= �! !
= �!
Kecepatan aliran zat cair pada tabung venturi tanpa manometer adalah
2�! �ℎ
�! =
�
�!
�!
!
−1
c. Tabung Pitot
Pada umumnya tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan udara
atau gas di dalam pipa tertutup.
Tabung pitot menggunakan pipa tabung berbentuk U yang berisi air raksa
dengan massa jenis �!
Kecepatan udara pada ujung pipa U sebelah kiri �! = 0 karena aliran udara
terperangkap di dalam pipa oleh air raksa sedang pipa vertikal.
Gambar 18
Tekanan hidrostatis �! − �! = �! �ℎ
Persamaan Bernoulli pada pipa datar adalah
!
�! − �! = � �! ! − �! !
!
!
�! �ℎ
= � �! ! − 0!
�! �ℎ
= ! ��! !
2�! �ℎ
= ��! !
!!! !!
= �! !
!
!!! !!
!
!
!
= �!
Kecepatan aliran udara dalam tabung pitot
�! =
2�! �ℎ
�
d. Gaya Angkat Pesawat Terbang
Pada sayap pesawat bagian atas lintasan udara lebih panjang dibandingkan
lintasan bagian bawah pesawat atau �! > �!
Udara dari depan pesawat baik yang lewat bagian atas sayap maupun yang
lewat bagian bawah sayap menempuh waktu yang sama sampai ke belakang
sayap atau �! = �! = � sehingga
�! > �!
!
!!
> !
!
!
�! > �!
Sesuai prinsip Bernoulli jika �! > �! maka �! < �! sehingga
�!
< �!
�! � < �! �
�!
< �!
Selisih gaya �! − �! merupakan gaya yang mengangkat pesawat ke atas
Jika gaya angkat lebih besar dari berat pesawat �! − �! > �� maka pesawat
akan terbang
Gambar 19
�! − �!
�! − �!
= �! � − �! �
= �! − �! �
!
= � �! ! − �! ! �
!
Gaya angkat pesawat adalah
1
�! − �! = � �! ! − �! ! �
2
dimana � adalah luas penampang sayap pesawat