APSiswaNavbarV2

redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Peta Belajar Bersama


Yuk belajar bersama!

Pengertian dan Ciri-ciri Fluida Ideal


Fluida merupakan zat yang dapat mengalir. Gas dan cairan merupakan bentuk fluida. Fluida dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu fluida ideal dan fluida non ideal. Berikut adalah ciri-ciri fluida ideal seperti di bawah ini:

1. Tidak termampatkan (tidak kompresibel), fluida tidak akan mengalami perubahan volume atau massa jenis ketika memperoleh pengaruh tekanan.
2. Tidak kental (non-viskos), fluida tidak akan mengalami gesekan antara lapisan fluida satu dengan lapisan lainnya maupun dengan dinding saluran akibat gejala viskositas.
3. Aliran tidak bergantung waktu (steady / tunak), kecepatan fluida pada setiap titik tertentu adalah konstan.
4. Tidak bergolak (non-turbulen), aliran fluida memiliki garis arus (streamline) sehingga tidak ada elemen fluida yang memiliki kecepatan sudut tertentu; setiap partikel bergerak secara stabil; aliran fluida tidak bergerak secara acak; tidak ada perpotongan garis alir antar partikel fluida, yang dapat diilustrasikan sebagai berikut:

Kenyataannya fluida memang tidak ada yang benar - benar ideal. Tetapi tinjauan fluida ideal ini sangat penting untuk digunakan sebagai panduan untuk meninjau fluida yang tidak ideal.

Latihan 1

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Berikut ini yang termasuk jenis-jenis fluida adalah?

A. Fluida minyak dan air

B. Fluida ideal dan non ideal

C. Fluida ideal dan air

D. Fluida non ideal dan udara

E. Fluida ideal dan minyak

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Berikut yang termasuk ciri-ciri fluida ideal adalah....

A. Aliran tidak bergantung waktu (steady / tunak), kecepatan fluida pada setiap titik tertentu adalah konstan.

B. Aliran Mampat

C. Aliran yang kecepatan fluida tidak konstan.

D. Aliran bergantung waktu (steady / tunak), kecepatan fluida pada setiap titik tertentu adalah nol.

Latihan 3

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Pengertian dari fluida adalah....

A. Zat padat

B. Air dan udara

C. Zat yang mengalir

D. Zat yang diam

E. Zat yang mati

Latihan 4

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Yang termasuk dalam bentuk fluida yaitu....

A. Gas dan cairan

B. Daun dan tanah

C. Gas dan tanah

D. Udara dan daun

E. Cairan dan tanah

Latihan 5

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Fluida ideal tidak akan mengalami gesekan antara lapisan fluida satu dengan lapisan lainnya maupun dengan dinding saluran akibat gejala viskositas, pernyataan ini merupakan pengertian dari ciri-ciri bahwa fluida....?

A. Tak kompresibel

B. Tak termampatkan

C. Aliran steady

D. Aliran non-turbulen

E. Aliran tak kental

Pengertian Fluida Dinamis


Apakah Sobat Pintar Tau, Apa Itu Fluida Dinamis?



Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu, tidak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran). Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida dinamis ini. Fluida dinamis merupakan fluida yang dianggap:

• Alirannya stasioner, tiap paket fluida memiliki arah aliran tertentu dan tidak terjadi turbulensi (pusaran-pusaran).
• Alirannya tunak (steady), aliran fluida memiliki kecepatan yang konstan terhadap waktu.

• Tidak kompresibel, jika diberi tekanan maka volumenya tidak berubah.
• Tidak mengalami gesekan, Pada saat mengalir, gesekan fluida dengan dinding dapat diabaikan.

Jenis aliran fluida dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

  • Aliran laminer, yakni aliran dimana paket fluida meluncur bersamaan dengan paket fluida di sebelahnya, setiap jalur paket fluida tidak berseberangan dengan jalur lainnya. Aliran laminer adalah aliran ideal dan terjadi pada aliran fluida dengan kecepatan rendah.
  • Aliran turbulen, yaitu aliran dimana paket fluida tidak meluncur bersamaan dengan paket fluida di sebelahnya, setiap jalur paket fluida dapat berseberangan dengan jalur lainnya. Aliran turbulen ditandai dengan adanya pusaran-pusaran air (vortex atau turbulen) dan terjadi jika kecepatan alirannya tinggi.


 

Latihan 1

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Berikut sifat-sifat fluida dinamis, kecuali?....

A. Tidak Kompresibel

B. Aliran turbulen

C. Tidak ada gesekan

D. Aliran tunak

E. Aliran stasioner

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Apa perbedaan antara aliran turbulen dengan aliran laminer?

A. Aliran laminar meluncur Bersama dengan paket fluida di sebelahnya dengan kecepatan nol, sedangkan aliran turbulen meluncur bersamaan di sebelahnya dengan kecepata tinggi.

B. Aliran laminar meluncur Bersama dengan paket fluida di sebelahnya dengan kecepatan konstan, sedangkan aliran turbulen meluncur bersamaan di sebelahnya dengan kecepata tinggi.

C. Aliran laminar meluncur Bersama dengan paket fluida di sebelahnya dengan kecepatan tinggi, sedangkan aliran turbulen meluncur bersamaan di sebelahnya dengan kecepata tinggi.

D. Aliran laminar meluncur Bersama dengan paket fluida di sebelahnya dengan kecepatan rata, sedangkan aliran turbulen meluncur bersamaan di sebelahnya dengan kecepata tinggi.

E. Aliran laminar meluncur Bersama dengan paket fluida di sebelahnya dengan kecepatan rendah, sedangkan aliran turbulen meluncur bersamaan di sebelahnya dengan kecepata tinggi.

Latihan 3

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Apa yang dimaksud dengan aliran stasioner?....

A. Tiap paket fluida memiliki arah aliran tertentu dan tidak terjadi turbulensi (pusaran-pusaran).

B. Tiap paket fluida tak memiliki arah aliran tertentu dan tidak terjadi turbulensi (pusaran-pusaran).

C. Tiap paket fluida memiliki volume aliran tertentu dan tidak terjadi turbulensi (pusaran-pusaran).

D. Tiap paket fluida memiliki massa jenis aliran tertentu dan tidak terjadi turbulensi (pusaran-pusaran).

E. Tiap paket fluida memiliki arah aliran tertentu dan terjadi turbulensi (pusaran-pusaran).

Latihan 4

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Aliran yang ditandai dengan adanya pusaran-pusaran air (vortex ) dan terjadi jika kecepatan alirannya tinggi. Disebut aliran....

A. Aliran Laminer

B. Aliran Stasioner

C. Aliran Turbulen

D. Aliran Udara

E. Aliran gas

Latihan 5

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Apa itu Fluida Dinamis?.....

A. Fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang tak bergerak

B. Fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak

C. Fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang diam

D. Fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang berdiri

E. Fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang mati

Komponen Dalam Fluida Dinamis


Sobat Pintar, fluida dinamis memiliki beberapa komponen, diantaranya :
A. Debit
Debit yaitu volume fluida tiap satuan waktu yang mengalir dalam pipa. Dirumuskan sebagai berikut :
Q = A. v atau Q = V/t

B. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas berbunyi "pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu konstan".

Jika suatu wadah memiliki penampang yang berbeda maka menurut persamaan kontinuitas berlaku :
Q1 = Q2
A1.v1 = A2. v2


C. Persamaan Bernoulli
Hukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial persatuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.

Hukum Bernoulli yang dirumuskan menggunakan dasar matematika, ditemukan oleh Daniel Bernoulli, seorang matematikawan Swiss yang menemukannya pada 1700-an.

Bila dituliskan dalam suatu persamaan yaitu sebagai berikut:


 

Latihan 1

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Sebutkan Komponen dalam fluida dinamis!

A. Debit, Kontinuitas dan Bernoulli

B. Debit, Archimedes dan Bernoulli

C. Debit, Bernoulli dan Volume

D. Debit, Kontinuitas dan Archimedes

E. Debit, Kontinuitas dan Volume

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Apa bunyi persamaan kontinuitas?....

A. Persamaan kontinuitas berbunyi "pada fluida yang termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu konstan".

B. Persamaan kontinuitas berbunyi "pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu nol".

C. Persamaan kontinuitas berbunyi "pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu diam".

D. Persamaan kontinuitas berbunyi "pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu konstan".

E. Persamaan kontinuitas berbunyi "pada fluida yang termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu diam".

Latihan 3

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Volume fluida dalam satuan waktu disebut dengan....

A. Debit

B. Volume

C. Massa Jenis

D. Berat

E. Kecepatan

Latihan 4

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Suatu zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar di samping. Jika luas penampang A1 = 10 cm2, A2 = 4 cm2 , dan laju zat cair v2 = 4m/s, besar v1 adalah ....

A. 1,2 m/s

B. 1,3 m/s

C. 1,4 m/s

D. 1,5 m/s

E. 1,6 m/s

Latihan 5

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Pada gambar di bawah, G adalah generator 1.000 W yang digerakkan dengan kincir air. generator hanya menerima energi sebesar 80% dari energi air. jika generator dapat bekerja normal, debit air yang sampai ke kincir adalah....

A. 11,5 L/s

B. 12,5 L/s

C. 13,5 L/s

D. 14,5 L/s

E. 15,5 L/s

Penerapan Fluida Dinamis

Berikut merupakan penerapan fluida dinamis :
A. Teorema Toricelli (Laju Effluk)
Laju air yang menyembur dari lubang sama dengan air yang jatuh bebas dari ketinggian h. Laju air yang menyembur dari lubang dinamakan laju efflux. Fenomena ini dinamakan dengan teorema Torricelli.

B. Venturimeter
Venturimeter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Ada dua venturimeter yang akan kita pelajari, yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain.
Venturimeter dengan manometer

Prinsip kerja venturimeter dengan manometer hampir sama dengan tanpa manometer. Saat aliran zat cair dalam pipa dengan massa jenis masuk ke dalam venturimeter, dorongan aliran fluida menghasilkan perubahan ketinggian cairan raksa pada pipa “U”. Dari sini dengan menggunakan prinsip Bernoulli, kecepatan aliran zat cair dapat ditentukan yaitu menggunakan persamaan:

dengan p' merupakan massa jenis raksa dalam manometer.

Venturimeter tanpa manometer


 

C. Tabung Pitot
Alat ukur yang dapat kita gunakan untuk mengukur kelajuan gas adalah tabung pitot. Perhatikan gambar berikut:

Gas (misalnya udara) mengalir melalui lubang-lubang. Lubang-lubang ini sejajar dengan arah aliran dan dibuat cukup jauh di belakang sehingga kelajuan dan tekanan gas di luar lubang-lubang tersebut mempunyai nilai seperti halnya dengan aliran bebas. Jadi, v1 = v (kelajuan gas) dan tekanan pada kaki kiri manometer tabung pitot sama dengan tekanan aliran gas (Pa).

Lubang dari kaki kanan manometer tegak lurus terhadap aliran sehingga kelajuan gas berkurang sampai ke nol (vb2 = 0). Pada titik ini gas berada dalam keadaan diam. Tekanan pada kaki kanan manometer sama dengan tekanan di titik 2 (P2). Beda ketinggian titik a dan b dapat diabaikan (h1 = h2), sehingga perbedaan tekanan yang terjadi menurut persamaan Bernoulli adalah sebagai berikut:

Oleh karena itu, kecepatan aliran gas va = v dapat dirumuskan sebagai berikut:

D. Penyemprot
Pada alat penyemprot alat nyamuk dan parfum, saat batang penghisap ditekan, udara akan mengalir dengan kecepatan tinggi dan melewati di mulut pipa. Akibatnya, tekanan diujung mulut pipa menjadi kecil. Perbedaan tekanan ini mengakibatkan cairan didalam tangki naik dan dihamburkan dengan halus oleh aliran udara dari tabung pengisap.

E. Pesawat Terbang

Gaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap, karena laju aliran di atas lebih besar maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil daripada tekanan pesawat di bawah.

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Perhatikan gambar dibawah. Garis arus pada sisi bagian atas lebih rapat daripada sisi bagian bawahnya.

Artinya, kelajuan aliran udara pada sisi bagian atas pesawat v2 lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap v1. Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan pada sisi bagian atas p2 lebih kecil daripada sisi bagian bawah p1 karena kelajuan udaranya lebih besar. Dengan A sebagai luas penampang pesawat, maka besarnya gaya angkat dapat kita ketahui melalui persamaan berikut:

Pesawat terbang dapat terangkat ke atas jika gaya angkat lebih besar daripada berat pesawat. Jadi, suatu pesawat dapat terbang atau tidak tergantung dari berat pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat, makin besar kecepatan udara. Hal ini berarti gaya angkat sayap pesawat makin besar.

Demikian pula, makin besar ukuran sayap makin besar pula gaya angkatnya. Supaya pesawat dapat terangkat, gaya angkat harus lebih besar daripada berat pesawat (F1 –F2) > m g.
Jika pesawat telah berada pada ketinggian tertentu dan pilot ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di udara), maka kelajuan pesawat harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat sama dengan berat pesawat (F1 – F2) = m g.

 

Latihan 1

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Sebutkan penerapan dalam fluida dinamis!

A. Venturimeter, Kompas, Pesawat Terbang, Tabung Pitot dan Gas

B. Venturimeter, Gas, udara, air dan minyak

C. Venturimeter, Tabung Pitot, Penyemprot,Pesawat Terbang, dan Toricelli

D. Toricelli, Venturimeter, Tabung Pitot, Penyemprot dan gas

E. Tabung gas, Venturimeter, Tabung Pitot, Penyemprot Dan air

Latihan 2

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Apa yang dimaksud dengan Toricelli?....

A. Laju air yang menyembur dari lubang sama dengan air yang jatuh bebas dari ketinggian h. Laju air yang menyembur dari lubang dinamakan laju efflux

B. Laju udara yang menyembur dari lubang sama dengan air yang jatuh bebas dari ketinggian h. Laju air yang menyembur dari lubang dinamakan laju efflux

C. Laju air yang menyembur dari lubang sama dengan air yang jatuh bebas dari ketinggian h. Laju udara yang menyembur dari lubang dinamakan laju efflux

D. Laju air yang menyembur dari lubang yang berbeda dengan air yang terbang bebas dari ketinggian h. Laju air yang menyembur dari lubang dinamakan laju efflux

E. Laju air yang menyembur dari jarak antara lubang sama dengan air yang jatuh bebas dari ketinggian h. Laju air yang menyembur dari lubang dinamakan laju efflux

Latihan 3

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan, merupakan definisi dari?....

A. Pipa plafon

B. Venturimeter

C. Toricelli

D. Tabung pitot

E. Pipa pitot

Latihan 4

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Sebuah cairan mengalir melewati pipa mendatar yang luas penampangnya makin mengecil. Pada ujung pipa yang besar air memiliki kelajuan 3,0 m/s dan kelajuan air diujung pipa kecil adalah 5,0 m/s. jika beda tekanan antara kedua ujung pipa adalah 2,8 kPa, maka kerapatan cairan yang mengalir dalam pipa adalah .... kg/m3

A. 750

B. 650

C. 550

D. 450

E. 350

Latihan 5

Jawablah pertanyaan berikut ini!

Ketika batang penghisap M ditekan, udara dipaksa keluar dari tabung pompa dengan kecepatan v melalui lubang pada ujungnya. P menyatakan tekanan dan v menyatakan kecepatan alir cairan obat nyamuk, maka pernyataan yang benar dari prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut adalah ....

A. P1 < P2, maka v1 < v2

B. P1 < P2, maka v1 > v2

C. P1 > P2, maka v1 > v2

D. P1 > P2, maka v1 < v2

E. P1 = P2, maka v1 = v2

redesain-navbar Portlet