Fluida Dinamis dan Contoh Soal | Fisika Kelas XI - Latiseducation

Fluida Dinamis dan Contoh Soal | Fisika Kelas XI

Konsep Pelajaran 7.2K views

Materi dan contoh soal Fluida Dinamis | Fisika Kelas XI

Fluida Dinamis | Fisika Kelas XI

Sebelumnya telah dibahas mengenai fluida statis, maka pada artikel kali ini akan dibahas tentang fluida dinamis.

1. Fluida Ideal

  1. Bersifat nonkompresibel, artinya tidak mengalami perubahan volume, jika ditekan.
  2. Mengalir tanpa gesekan, berarti tidak kental.
  3. Alirannya stasioner, artinya partikel-partikel yang mengalir menurut garis alir, dengan kecepatan konstan.

2. Persamaan Kontinuitas

3. Tekanan di dalam Fluida Mengalir

Asas Bernoulli pada zat cair yang tdak bergerak (tak mengalir), tekanan pada kedalaman yang sama adalah tetap. Sedangkan pada zat cai yang bergerak (mengalir), yang mempunyai tekanan paling besar adalah daerah atau titik yang terdekat dengan sumber zat cair.

Menurut Bernoulli, fluida yang mengalir dalam pipa horisontal tekanan yang paling besar terdapat pada bagian yang kelajuannya paling kecil dan tekanan yang paling kecil terdapat pada bagian yang kelajuannya paling bersar. Pernyataan tersebut dikenal dengan asas bernoulli 

Fluida yang masa jenis rho di alirkan kedalam pipa dengan penampang yang berbeda tekanan P1 pada penampang A1 disebabkan oleh gaya F1 dan tekanan P2 di sebabkan oleh gaya F2

Persamaan yang berlaku pada keadaan di atas                                                                              

Berdasarkan persamaan bernaulli tersebut dapat pula di turunkan persamaan persamaan berikut  

  • Pesamaan bernoulli untuk benda tak bergerak.
  • Persamaan bernaulli untuk fluida dalam tangki dan terdapat kebocoran dengan ketinggian tertentu
  • Persamaan bernaulli pada fluida yang mengalir dalam pipa hirizontal

b. Penerapan Hukum Bernoulli 

Pristiwa atau peralatan yang menerapkan prinsip hukum bernaulli antara lain penyemprot, karburator, gaya pengangkat pesawat terbang, pipa venturi dan pipa pitot 

1) Gaya anggkat pesawat terbang 

Karena kelajuan udara yang melalui sayap pesawat bagian sisi atas lebih besar dari pada bagian sisi bawah maka pesawat terbang dapat teranggkat di udara. Pada penampang sayap pesawat terbang bagian belakang lebih lanjar dan bagian atas lebih melengkung dari pada sisi bagian bawah nya keadaan ini menyebabkan garis arus bagian atas lebih rapat dari pada bagian bawah.

F1 – F= ½ p (v22 -v12)A

Keterangan :

= massa jenis udara (kg/m3)

v1 = kelajuan udara bagian bawah sayap (m/s)

v2 = kelajuan udara bagian atas sayap (m/s)

A = luas penampang sayap (m2)

2) Pipa Venturi 

Suatu alat yang menggunakan pipa venturi yaitu venturi meter. Alat ini di gunakan untuk mengukur kelajuan aliran zat cair. 

v= √2gh/ (A1/A2)2 – 1

atau

v= √2gh/ 1- (A1/A2)2

3) Pipa Pitot 

Pipa pitot di gunakan untuk mengukur pelajuan aliran gas. 

 v = √2 g h p’ / p

Keterangan: 

v  = kecepatan aliran udara ( m/s )

g  = gravitasi ( m/s2 )

h  = beda tinggi zat cair dalam kaki manometer (m)

= masa jenis udara yang engalir ( kg/m3  )

p’ = Masa jeis zat cir dalam manometer ( kg/m3  )

Contoh Soal

Sebuah pesawat dengan total luasan sayap sebesar 80  melaju dengan kecepatan 250 m/s. Jika kecepatan aliran udara pada bagian bawah pesawat sebesar 210 m/s, tentukan berapa besar maksimal berat total pesawat yang diperbolehkan agar pesawat dapat mengudara. (\rho_{udara} = 1,2 kg/m^3).

Pembahasan:

F_{angkat} = F_{sayap atas} - F_{sayap bawah}

F_{angkat} = \frac{1}{2} \rho (v_{atas}^2 - v_{bawah}^2)A

F_{angkat} = \frac{1}{2} (1,2 kg/m^3)(250^2 - 210^2)(80 m^3)

F_{angkat} = 883200 N

Agar pesawat dapat mengudara, maka gaya angkatnya harus dapat mengampu gaya beratnya, sehingga:

F_{angkat} = W

F_{angkat} = m_{total} g

m_{total} = \frac{F_{angkat}}{g} = \frac{883200 N}{10 m/s^3}

m_{total} = 88320 kg = 88,3 ton

 

Nah, itulah pembahasan materi pembelajaran fisika kelas sebelas tentang fluida dinamis. Apabila ada pertanyaan atau pendapat yang ingin disampaikan, Anda bisa langsung serukan di kolom komentar di bawah yaaaah… 

Anda juga dapat menghubungi kami di +6282111778907 atau Head Office kami 021-77844897 di setiap hari Senin s.d Jumat pada pukul 09.00-17.00. 

Anda bisa menemui kami langsung di kantor Ocean Terrace Residence Blok E1 No.1 Jalan Tole Iskandar, Tirtajaya, Kec. Sukmajaya, Kota Depok, Jawa Barat. Latis Education melayani les privat untuk semua wilayah di Indonesia.



Beri Komentar

wa