MEKANIKA FLUIDA Pertemuan 1

Pengenalan 

Zat yang tersebar di alam : yaitu fase padat, cair dan

gas .

-Fase padat, zat mempertahankan suatu bentuk dan

ukuran yang tetap, meskipun suatu gaya yang besar

dikerjakan pada benda tersebut.

-Fase cair, zat tidak mempertahankan bentuk yang

tetap melainkan mengikuti bentuk wadahnya (tetapi

tidak mudah dimampatkan).

-Fase gas, zat tidak mempunyai bentuk tetap, tetapi

akan berkembang mengisi seluruh wadah. 

Fase gas & cair mempunyai kemampuan untuk

mengalir sehingga disebut fluida.

-Fluida adalah zat alir, yaitu zat yang dalam keadaan biasa

dapatmengalir.

-Salah satu ciri fluida : jarak antar molekulnya tidak tetap,

bergantung pada waktu (disebabkan oleh lemahnya ikatan

antara molekul gaya kohesi).

-Mekanika fluida: mempelajari perilaku fluida dalam

keadaan diam (statistika fluida) & fluida bergerak

(dinamika fluida)

Fluida Statis dan Dinamis

-Fluida statis mempelajari hukum-hukumdasar antara lain

mengenai tekanan hidrostatis, hukum Archimedes,

tegangan permukaan dan kapilaritas.

-Dinamika fluida adalah subdisiplin dari mekanika fluida

yang mempelajari fluida bergerak.

Dimensi dan Satuan

Secara umum terdiri atas satuan SI dan satuan MKS

Beberapa konversi satuan antara satuan SI dengan satuan MKS:

-Dalam SI →  1 Newton = gaya yang bekerja pada benda dengan

 massa 1kg dan menimbulkan percepatan 1 m/d².

1 N = M (1 kg) * a (1 m/d²)

-Dalam MKS →  1 kilogram gaya dipekerjakan pada benda

 dengan massa 1 kgm, menimbulkan percepatan sebesar 9,81

 m/d².

1 kgf = M (1 kgm) x a (9,81 m/d²)

Bila g = 9,81 m/d2² →1 kgf = g*kg atau 1 kgm = (1/g)*kgf

N =  (1/g)* Kgf →  kgf = g*Newton

Sifat-sifat Fluida

1. Rapat Massa(ρ=m/v)

Rapat massa adalah massa fluida persatuan volume pada

temperatur dan tekanan tertentu.

Untuk air           ρ= 1000 kg/m3 pada t = 4oC

ρ= 998 kg/m3 pada t = 20oC

Udara                ρ= 1,2 kg/m3 pada t = 20oC kondisi tekanan standard

Air laut              ρ= 1010 – 1030 kg/m3 (laut mati = 1200 kg/m3)

Satuan : kg/m3 (SI) , atau kgm (MKS)

Density current = arus akibat perbedaan rapat massa ( pada

muara sungai).

2. Berat Jenis(γ=w/v=ρ*g)

-Adalah perbandingan antara berat benda (w) & volume benda (V).

-SI → Berat benda W newton = massa x percepatan gravitasi = m*g

γ  = berat jenis (SI → N/m3 , atau MKS → kgf/m3)

ρ  = rapat massa (SI → kg/m3 , atau MKS → kgm/m3)

g = percepatan gravitasi (m/d2)

T = 4° C & tekanan atmosfer γair = 9,81 kN/m3 atau 1000 kgf/m3

-Specific Gravity (Gravitasi Jenis= S) merupakan perbandingan antara

berat jenis (atau rapat massa) suatu zat cair dengan berat jenis (rapat

massa) air murni pada temperatur 4oC dan tekanan atmosfer.

3. Kemampatan Fluida

-Adalah perubahan (pengecilan) volume karena adanya perubahan

(penambahan) tekanan.

-Penting saat terjadi pada perubahan tekanan mendadak

khususnya terjadi perubahan temperature

-Perbandingan antara perubahan tekanan dan perubahan

terhadap volume awal (dikenal sbg modulus elastisitas = E).

-Nilai E dipengaruhi oleh suhu & tekanan.

-Modulus elastisitas rata2 air tawar = 2,03 x 10⁹ N/m2; air laut

 109% dari air tawar.

-Eair = 100 Ebaja→baja lebih mudah dimampatkan 100 kali

 dibandingkan air.

4. Kekentalan Fluida

adalah sifat dari fluida untuk melawan tegangan geser pada

waktu bergerak atau mengalir. Kekentalan disebabkan

karena kohesi antara partikel fluida, untuk fluida ideal

dianggap tidak mempunyai kekentalan

Kekentalan kinematik v(nu) = kekentalan absolut dibagi rapat massa pada temperature

yang sama→ v= μ/ ρ stoke

5. Tegangan Permukaan(σ=sigma)

-Molekul-molekul zat cair dibawah permukaan zat cair mempunyai gaya

tarik yang sama ke segala arah (seimbang),tetapi bila pada permukaan

antara zat cair dan udara, atau antara zat satu dengan lainnya, gaya 

tarik ke atas atau ke bawah tidak setimbang.

-Ketidak setimbangan tersebut menyebabkan molekul-molekul pada

permukaan melakukan kerja (tension) untuk membentuk permukaan zat

cair.

-Kerja yang diperlukan untuk melawan gaya tarik ke bawah tersebut

dikenal dengan tegangan permukaan (Surface tension) yang sama besar

di semua titik.

-Kohesi = gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang satu jenis

-Adhesi = gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang tidak sejenis (tergantung

dari zat cair & permukaan zat padat)

-Kapilaritas = zat cair akan naik akibat kohesi << adhesi (dan sebaliknya)