Hukum Newton Pada Aliran Fluida

1y ago
19 Views
2 Downloads
1.20 MB
24 Pages
Last View : 1m ago
Last Download : 2m ago
Upload by : Jamie Paz
Transcription

Hukum Newton pada AliranFluidaApplica'on of Newton’s Second Law to a Flowing FluidFisika untuk Teknik Sipil1

Hukum II Newton pada Aliran FluidaApplica'on of Newton’s Second Law to a Flowing FluidFisika untuk Teknik Sipil2

Acuan Young, D.F., Muncon, B.R., Okiishi, T.H., Huebsch, W.W., 2011, A BriefIntroduc/on to Fluid Mechanics, 5th Edi'on, J. Wiley & Sons, Inc., NJ. Chapter 2, pp. 69-73Fisika untuk Teknik Sipil3

Hukum Fisika Dasar untuk Mekanika Fluida Konservasi massa massa suatu benda/zat adalah kekal ('dak berubah terhadap waktu) dalam bahasa matema's, kekekalan massa dituliskan sbb.m konstan dm 0dt diferensial massa terhadap waktuperubahan massa terhadap waktulaju perubahan massa terhadap waktu (/me rate of change of mass)gradien massa notasi diferensial sebaiknya 'dak dibaca sebagai “turunan”Fisika untuk Teknik Sipil4

Hukum II Newton!!F mapercepatan gerak, LT 2 à vektormassa, M à skalar!! dVa dtpercepatan adalah laju perubahan kecepatangerak terhadap waktugaya, MLT 2 à vektor“Bila resultan gaya yang bekerja pada suatu benda 'dak sama dengan nol, maka benda tersebutmengalami percepatan gerak searah gaya. Percepatan berbanding lurus dengan gaya dan berbandingterbalik dengan massa.”Fisika untuk Teknik Sipil5

Gerak Fluida Gerak fluida à aliran fluida Hukum II Newton à gaya yang bekerja pada par'kel fluida sama dengan massa par'kelfluida dikalikan dengan percepatan gerak par'kel fluida!!!!dV dF ma m mVdt dt( ) Yang dibahas dalam kuliah saat ini adalah kasus sederhana Gerak fluida ideal, yaitu fluida yang 'dak memiliki kekentalan (inviscid fluid) Gerak fluida dipengaruhi hanya oleh gaya gravitasi dan tekanan Aplikasi Hukum II Newton pada par'kel fluida ideal ini menyatakan bahwa:(gaya tekanan yang bekerja pada par'kel) (gaya gravitasi yang bekerja pada par'kel) (massa par'kel) (percepatan gerak par'kel).Fisika untuk Teknik Sipil6

Gerak Fluida Gerak fluida ideal (inviscid fluid mo/on) dalam bidang xz (aliran 2-dimensi) aliran permanen, aliran tunak (steady flow)Aliran fluida dalam bidang xzKurva aliran (streamline)Fisika untuk Teknik Sipil7

Gerak Fluida Gerak par'kel fluida dideskripsikan olehkecepatan gerak par'kel; kecepatan adalahbesaran vektor. Par'kel bergerak menurut alur tertentu. Bentuk alur ditentukan oleh kecepatan gerakpar'kel. Pada aliran permanen, aliran tunak (steady flow) Steady flow: di suatu ''k dalam aliran, 'dak adayang berubah terhadap waktu; kecepatan di ''kitu konstan terhadap waktu. Vektor kecepatan selalu berimpit dengan garissinggung alur aliran. Garis-garis yang berimpit dengan vektorkecepatan membentuk kurva aliran (streamlines).Fisika untuk Teknik Sipil8

Gerak Fluida Gerak par'kel fluida di sepanjang kurva alirandideskripsikan oleh dua parameter, yaitu posisiatau jarak s yang diukur dari suatu ''k pusatkoordinat dan radius kelengkungan kurva aliranR di ''k 'njauan. s s(t) à posisi par'kel pada waktu t R R(s) à radius kelengkungan garis aliran di s Posisi atau jarak par'kel berkaitan dengankecepatan gerak par'kel, V ds/dt. Radius kelengkungan berkaitan dengan bentukkurva aliran. Selain koordinat global, (x,z), koordinat lokal(s,n) sering pula dipakai untuk mendeskripsikanruang.Fisika untuk Teknik Sipil9

V 0 sGerak Fluida Percepatan gerak aliran fluida Percepatan adalah laju perubahan kecepatan terhadap waktu!! dVa dt Percepatan dapat didekomposisikan menjadi dua komponen percepatan arah s percepatan arah ndV V dsas dt s dtds VdtdVas dt V V s V2an RFisika untuk Teknik Sipil10

Hukum II Newton Di'njau sebuah elemen par'kel fluida dalam aliran Ukuran elemen par'kel δs δn δy (δy tegak lurus bidang gambar)Fisika untuk Teknik Sipil11

Hukum II Newton Komponen gaya searah kurva aliran, Fs δFs δm as δmV V V ρ δV V s s(1)jumlah komponen gaya-gaya pada arah s yangbekerja pada par'kel fluidaδm ρ δVmassa par'kelδV δs δn δyvolume par'kel VV as spercepatan gerakpar'kel pada arah sFisika untuk Teknik Sipil12

Hukum II Newton Gaya gravitasi searah kurva aliran, WsδWs δW sinθ γ δV sinθ ρg δV sinθkomponen gaya gravitasi pada arah s yangbekerja pada par'kel à bobot par'kelFisika untuk Teknik Sipil13

Hukum II Newton Gaya tekanan searah kurva aliran, Fps Jika tekanan di ''k pusat par'kel adalah p, makatekanan pada bidang tegak lurus kurva aliran dipangkal dan ujung elemen par'kel fluida adalahp δp dan p δp. Untuk ukuran par'kel yang sangat kecil:δps ( p δs s 2)()δFps p δps δnδy p δps δnδy 2δps δnδy p pδsδnδy δV s skomponen gaya tekanan pada arah s yangbekerja pada par'kelFisika untuk Teknik Sipil14

Hukum II Newton Jumlah gaya berat dan tekanan searah kurva aliran p δFs δWs δFps γsinθ s δV (2) Kombinasi Pers (1) dan (2): γsinθ p V ρV s sperubahan kecepatan gerakpar'kel fluida merupakanakibat kombinasi gaya beratdan gaya tekananFisika untuk Teknik Sipil15

Contoh Soal Diketahui Fuida ideal (inviscid fluid) tak-mampat(incompressible fluid) mengalir secara permanenalias tunak (steady flow) menuju ke sebuah bolayang memiliki radius a. Teori tentang aliran di sekitar bola menyatakanbahwa persamaan kecepatan aliran adalah sbb. a3 V V0 1 3 x Hitunglah Perubahan tekanan di sepanjang kurva alirandari A yang berada jauh dari bola (xA ,VA V0) ke B di permukaan bola (xB a, VB 0)Fisika untuk Teknik Sipil16

Contoh SoalPada aliran permanen fluida ideal berlaku persamaan aliran di sepanjang kurva aliran sbb. γsinθ p V ρV s sDi sepanjang kurva aliran A-B, s x dan θ 0 à sin θ 0.Persamaan aliran menjadi: p V ρV x x a3 V V0 1 3 x 3ρV02a3 a3 1 3 xpA B 4x x xSyarat batas:2 3 a3 3V a3 a3 a3 V20V V0 1 3 4 3V0 1 3 4 x x x x x a3 a 4 a3a6 2pA B 3ρV 4 7 x 3ρV0 3 6 Cx 3x 6x x20 p 3ρV0 a xx4 a3 1 3 x xx x p 0Fisika untuk Teknik Sipilà C 0 a3 a6 pA B ρV 3 6 x 2x 2017

Contoh Soal p a x ρV02Ti'k B: ''k hen' aliran (stagna/on point),tekanan di B mencapai maksimum.pρV020.70.62 3 p 3ρV0 a xx4 a3 1 3 x 43 a a p a 3 1 2 x ρV0 x x a 3 a6 p ρV0 3 6 x 2x 20.630.56 a 1 a p 2ρV0 x 2 x 0.50.40.40.30.30.20.20.10.10-4-3.5-3-2.5-2x a-1.5-1-0.500-4-3.5Fisika untuk Teknik Sipil-3-2.5-2x a-1.5-1-0.5018

Hukum III Newton pada Fluida DiamApplica'on of Newton’s Third Law to Fluid at RestFisika untuk Teknik Sipil19

Hukum III Newton pada FluidaHukum III Newton“Se'ap gaya yang di'mbulkan oleh benda pertama pada bendakedua, pada saat bersamaan akan menyebabkan 'mbulnya gaya olehbenda kedua pada benda pertama; kedua gaya tersebut memilikimagnitude yang sama besar, namun memiliki arah berlawanan.”!!F1 2 F2 1Fisika untuk Teknik Sipil20

Ingat kembali Prinsip Archimedes“Magnitude gaya apung yang di'mbulkan oleh fluida pada suatubenda yang dicelupkan dalam fluida sama besar dengan bobot fluidayang dipindahkan benda tersebut.”!FapungV!FWFisika untuk Teknik Sipil!!!FW mbenda g ρbenda V g!!!Fapung m fluida g ρ fluida V g21

Berapa angka yang ditunjukkan neraca?B kgA kg? kg? kgFisika untuk Teknik Sipil22

1. Berapa tekanan di dasar bejana?ABhm2. Berapa tekanan yang bekerja pada meja?Fisika untuk Teknik Sipil23

Fisika untuk Teknik Sipil24

Hukum Newton pada Aliran Fluida Applicaon of Newton's Second Law to a Flowing Fluid Fisika untuk Teknik Sipil 1 Hukum II Newton pada Aliran Fluida Applicaon of Newton's Second Law to a Flowing Fluid Fisika untuk Teknik Sipil 2 Acuan Young, D.F., Muncon, B.R., Okiishi, T.H., Huebsch, W.W., 2011, A Brief

Related Documents:

Fluida statis (Fluida diam) dan Fluida Dinamis (Fluida bergerak). Kataya fluida bergerak, kok ada fluida yang diam ? dirimu jangan bingung, fluida memang merupakan zat yang dapat mengalir. Yang kita tinjau dalam Fluida statis adalah ketika fluida yang sedang diam pada keadaan setimbang. Jadi kita meninjau fluida ketika tidak sedang bergerak.

Hukum sebagai ilmu pengetahuan 2. Hukum sebagai disiplin 3. Hukum sebagai kaedah 4. Hukum sebagai tata hukum 5. Hukum sebagai petugas (hukum) 6. Hukum sebagai keputusan penguasa 7. Hukum sebagai proses pemerintah 8. Hukum sebaga perikelakuan yang ajeg atau sikap tindak yang teratur 9. Hukum sebagai jalinan nilai-nilai

PENGERTIAN, SUMBER DAN ASAS A. Pengertian Hukum Acara Perdata Menurut fungsinya, hukum dibedakan menjadi hukum materiil dan hukum formil atau hukum acara. Hukum acara perdata adalah hukum perdata formil, yang pada dasarnya berfungsi mempertahankan atau menegakkan hukum perdata materiil melalui pengadilan

tentang teori-teori hukum yang berkembang dalam sejarah perkembangan hukum misalnya : Teori Hukum Positif, Teori Hukum Alam, Teori Mazhab Sejarah, Teori Sosiologi Hukum, Teori Hukum Progresif, Teori Hukum Bebas dan teori-teori yang berekembang pada abad modern. Dengan diterbitkannya modul ini diharapkan dapat dijadikan pedoman oleh para

Aliran non-kompresibel Aliran fluida yang tidak mengalami perubahan volume, atau dengan kata lain massa jenis fluida tidak . tajam, bagian atas lebih melengkung (keatas) dari . materi yang telah anda kuasai pada BAB III. 1. Tinjau suatu aliran flui

Syarat kondisi untuk metoda Hardy Cross adalah aliran dalam jaringan pipa harus memenuhi hubungan dasar dari prinsip energi dan kontinuitas, yaitu: 1. Aliran yang menuju titik pertemuan harus sama dengan aliran yang keluar. 2. Aliran pada masing-masing pipa haru

1. Pengertian Hukum Agraria Sebutan agraria dalam arti yang demikian luasnya, maka dalam pengertian UUPA Hukum Agraria bukan hanya meru-pakan satu perangkat bidang hukum. Hukum agraria bukan hanya merupakan satu perangkat bidang hukum. Hukum agrar-ia merupakan suatu kelompok berbagai bidang hukum, yang

realizes a functional behavior of a logic system from a given description (stated in form of verbal statements, truth table, K-map, state diagram, etc.) Example : Synthesize a logic function that realizes the following truth table. Use AND, OR, and NOT gates Figure 2.15. A function to be synthesized. Chapter 2-14 Synthesis of digital circuits f (a) Canonical sum-of-products f (b) Minimal-cost .