MAKALAH MEKANIKA FLUIDA
Damadika Evan Popang 61 60505 14 0046 Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil UKI Paulus Makassar
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mekanika fluida , dan dapat digunakan sebagai bahan untuk menambah wawasan dan sumber belajar bagi pembaca. Makalah ini berisi tentang contoh fluida dalam kehidupan sehari-hari terutama yang akan dibahas lebih mendalam mengenai fungsi jantung, dimana yang akan dipelajari adalah Fluida, jenis-jenis fluida,macam aliran fluida,dan contoh fluida dalam kehidupan sehari-hari, sehingga pembaca lebih memahami peran dan fungsi dalam kehidupan ini terutama dalam kemajuan dan pembaruan teknologi saat ini. Karena proses penulisan buku ini masih sangat jauh dari kesempurnaan, penulis membuka diri untuk menerima berbagai masukan dan kritik demi perbaikan dimasa yang akan datang. Makassar,Mei 2015 Penulis .
1
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...................................................................................1 DAFTAR ISI................................................................................................2 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang.............................................................................................3 Rumusan masalah........................................................................................4 Definisi.........................................................................................................4 Manfaat........................................................................................................4 BABII Pengertian Fluida......................................................................................... Pengertian Fluida statis dan Dinamis........................................................... Macam-macam Aliran Fluida....................................................................... Contoh Penerapan Fluida............................................................................. BABIII Kesimpulan.................................................................................................. Saran............................................................................................................. DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
2
Bab I. PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Ilmu yang mempelajari gejala alam disebut sains. Sains berasal dari kata Latin yang berarti mengetahui. Sains terbagi atas beberapa cabang ilmu, diantaranya adalah fisika. Fisika mempelajari gejala-gejala alam seperti gerak, kalor, cahaya, bunyi, listrik, dan magnet. Semua gejala ini berbentuk energi. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa fisika adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara materi dan energi (Kanginan, 2007).Perubahan global berlangsung cukup cepat menempatkan fisika sebagai salah satu ilmu pengetahuan yang merupakan tulang punggung teknologi terutama teknologi manufaktur dan teknologi modern. Teknologi modern seperti teknologi informasi, elektronika, komunikasi, dan teknologi transportasi memerlukan penguasaan fisika yang cukup mendalam.Salah satu visi pendidikan sains adalah mempersiapkan sumber daya manusia yang handal dalam sains dan teknologi serta memahami lingkungan sekitar melalui pengembangan keterampilan berpikir, penguasaan konsep esensial, dan kegiatan teknologi. Kompetensi rumpun sains salah satunya adalah mengarahkan sumber daya manusia untuk mampu menerjemahkan perilaku alam. Salah satu fenomena alam yang sering ditemukan adalah fenomena fluida. Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air dan zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain (Lohat, 2008).Fenomena fluida statis (fluida tak bergerak) berkaitan erat dengan tekanan hidraustatis. Dalam fluida statis dipelajari hukum-hukum dasar yang berkaitan dengan konsep tekanan hidraustatis, salah satunya adalah hukum Pascal. Hukum Pascal diambil dari nama penemunya yaitu Blaise Pascal (16231662) yang berasal dari Perancis(Kanginan, 2007).Hukum-hukum fisika dalam fluida statis sering dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia dalam kehidupannya, salah satunya adalah prinsip hukum Pascal. Namun, belum banyak masyarakat yang mengetahui hal tersebut. Oleh karena itu, diperlukan studi yang lebih mendalam mengenai hukum Pascal dan penerapannya dalam kehidupan.
3
RUMUSAN MASALAH 1.Pengertian Fluida. 2.Pengertian Fluida Statis dan Fluida Dinamis. 3.Macam Aliran Fluida. 4.Contoh Penerapan Fluida dalam Kehidupan Sehari-hari.
DEFINISI Mekanika fluida adalah suatu ilmu yang memelajari perilaku fluida baik dalam keadaan diam (static) maupun bergerak (dynamic) serta akibat interaksi dengan media batasnya (zat padat atau fluida dengan γang lain) . Seperti kebanyakan disipilin ilmu lainnya, mekanika fluida mempunyai sejarah panjang dalam pencapaian hasil-hasil pokok hingga menuju ke era modern seperti sekarang ini. Mekanika fluida berkembang sejalan dengan perjalanan perkembangan peradaban manusia. Banyak aspek kehidupan manusia yang terkait dengan mekanika fluida, seperti transportasi, industri, aerodinamik bangunan, mesin-mesin fluida, dan kesehatan. MANFAAT 1.Menjadi salah satu bahan untuk dasar pengetahuan , pengalaman, dan pengembangan dalam kegiatan penulisan makalah berikutnya. 2.Dapat di jadikan sebagai sumber bacaan ilmu pengetahuan. 3.Mempunyai pemahaman lebih mendalam tentang fluida. 4.Sumber untuk menambah wawasan serta menjadi bahan masukan.
4
BAB II. PEMBAHASAN A.Pengertian Fluida Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari . Dalam fluida dikenal istilah “Tekanan Gauge” yang artinya adalah nilai atau besarnya tekanan. Tekanan gauge didefinisikan sebagai selisih antara tekanan fluida yang sebenarnya dengan tekanan udara. B.Pengertian Fluida Statis dan Fluida Dinamis Fluida dibagi menjadi 2, yaitu: 1.Fluida Statis Fluida Statis adalah fluida yang berada dalam fase tidak bergerak (diam) atau fluida dalam keadaan bergerak tetapi tak ada perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut atau bisa dikatakan bahwa partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan seragam sehingga tidak memiliki gaya geser. ● Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis sederhana dan tidak sederhana. Contoh fluida yang diam secara sederhana adalah air di bak yang tidak dikenai gaya oleh gaya apapun, seperti gaya angin, panas, dan lain-lain yang mengakibatkan air tersebut bergerak. Contoh fluida statis yang tidak sederhana adalah air sungai yang memiliki kecepatan seragam pada tiap partikel di berbagai lapisan dari permukaan sampai dasar sungai. Cairan yang berada dalam bejana mengalami gaya-gaya yang seimbang sehingga cairan itu tidak mengalir. Gaya dari sebelah kiri diimbangi dengan gaya dari sebelah kanan, gaya dari atas ditahan dari bawah. Cairan yang massanya M menekan dasar bejana dengan gaya sebesar Mg. Gaya ini tersebar merata pada seluruh permukaan dasar bejana. Selama cairan itu tidak mengalir (dalam keadaan statis), pada cairan tidak ada gaya geseran sehingga hanya melakukan gaya ke bawah oleh akibat berat cairan dalam kolom tersebut. 2.Fluida dinamis Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak mengalami putaran-putaran).
C.Macam Aliran Fluida
aliran fluida dapat diklasifikasikan dalam beberapa golongan. Dalam ulasan ini, fluida yang lebih banyak dibahas adalah air (incompressible fluids) dan dibagi menjadi beberapa golongan antara lain :
1.Aliran yang tak termampatkan dan termampatkan (incompressible and compressible flows) Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida taktermampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll . sedangkan Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. 2. Aliran tunak dan tak tunak (steady and unsteady flows ) Aliran tunak atau aliran permanen (permanent flow) adalah kondisi dimana komponen aliran tidak berubah terhadap waktu. Contohnya adalah aliran di saluran/sungai pada kondisi tidak ada perubahan aliran (tidak ada hujan, tidak banjir, dll). 3.Aliran seragam dan tak seragam (uniform and non-uniform flows) Aliran seragam adalah kondisi dimana komponen aliran tidak berubah terhadap jarak. Contoh aliran di saluran/sungai pada kondisi tidak ada pengaruh pembendungan/terjunan, tidak ada penyempitan/pelebaran yang ekstrim. 4. Aliran laminer dan turbulen (laminar and turbulent flows) Aliran Turbulen merupakan aliran fluida yang terjadi olakan atau gumpalan ataupun gelombang saat mengalir. Penyebab terjadinya turbulence sangat banyak. Namun yang pasti ketika fluida mengalir dari suatu penampang 1 ke penampang yang lebih kecil maka besar kemungkinan akan terjadi turbulence. Aliran laminar merupakan aliran fluida yang tidak terjadi olakan dan sifatnya mendekati linear dan biasanya akibat tidak terjadinya perubahan penampang yang tiba-tiba. 5. Aliran yang dipengaruhi kekentalan dan tidak (viscous and inviscid flows) Inviscid adalah aliran nonkompresibel yang tidak mengalami gesekan. Aliran tanpa gesekan adalah aliran fluida yang pengaruh gesekannya diabaikan atau pengaruh kekentalan (viskositas) fluida tidak mempengaruhi aliran fluida. Meskipun pada kenyataannya semua fluida mempunyai viskositas namun pada kondisi tertentu pengaruh viskositas tidak mempengaruhi sifat fluida sehingga dapat diabaikan. Viscous Viscous adalah fluida yang masih dipengaruhi oleh viskositas(hambatan) atau kekentalan. Dan merupakan sifat yang yang ada dalam fluida yang menentukan karakteritas fluida tersebut. Viskositas juga merupakan hasil dari gaya-gaya yang dihasilkan saat lapisan fluida tersebut bergesekan dengan benda lain. Aliran viscous adalah aliran yang terjadi pada
fluida yang pekat atau kental, kepekatan atau kekentalan fluida ini tergantung oleh gesekan antara passtikel penyusun fluida tersebut. Aliran viscous dapat di klasifikasikan menjadi 2 yaitu aliran laminar dan aliran turbulen.
D.Contoh Penerapan Fluida dalam Kehidupan Sehari-hari
Sungai Tallo (Aliran Seragam) Sungai adalah aliran air yang besar dan memanjang yang mengalir secara terus menerus dari hulu (sumber) menuju hilir (muara). Sungai juga merupakan salah satu bagian dari sikus hidrologi. Air dalam sungai umumnya terkumpul dan presipitasi, seperti hujan,embun,mata air,limpasan bawah tanah, dan di beberapa negara tertentu juga berasal dari lelehan es/salju. Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan. Pada Gambar di atas memperlihatkan sungai saat musim kemarau. Aliran di sungai ini tidak berubah pada jarak karena tidak ada pengaruh dari bendungan/terjunan, tidak ada penyempitan/pelebaran yang ekstrim.
Drainase (Aliran tak seragam) Drainase adalah lengkungan atau saluran air di permukaan atau di bawah tanah, baik yang terbentuk secara alami maupun dibuat oleh manusia. Drainase perkotaan adalah sistem drainase dalam wilayah administrasi kota dan daerah perkotaan (urban) yang berfungsi untuk mengendalikan atau meringankan kelebihan air permukaan didaerah pemukiman yang berasal dari hujan lokal, sehingga tidak mengganggu masyarakat dan dapat memberikan manfat bagi kehidupan manusia. Gambar di atas menunjukkan air berubah pada jarak karena ada terjunan pada drainase sehingga komponen aliran air memiliki jarak yang menyebabkan aliran menjadi tak seragam.
Pipa distribusi air bersih Termapatkan)
atau (PDAM) (Aliran Viskos) (Aliran Tak
pengertian pipa distribusi adalah pipa yang dipergunakan untuk mendistribusikan air bersih dari sumber mata air ke konsumen atau pelanggan. Pipa distribusi ini dipasang dengan tujuan agar masyarakat perumahan tidak kekurangan air disaat musim kemarau. Pipa – pipa ini memang ditujukan untuk mengalirkan air ke perumahan dengan menyambungkannya pada pipa induk PDAM. Dan juga pipa air dalam pipa di gambar di atas dapat di golongkan dalam aliran laminer.
Bab III Kesimpulan Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Fluida juga menjadi salahsatu bagian terpenting dalam pembuatan salurann yang merupakan sarana untuk mengalirkan fluida dari suatu tempat ketempat yang lain. Dalam menganalisa aliran fluida pada saluran terbuka dan aliran dalam saluran tertutup kita perlu mengetahui konsep dasar dalam aliran fluida dan juga perlu mengetahui rumus-rumus empiris yang dipakai dalam menghitung jenis aliran tertentu, sehingga kita dapat mengetahui jenis aliran dari kedua saluran tersebut. Saran
Dalam mempelajari Fluida kita harus sungguh-sungguh memahami dan tidak menganggap enteng pelajaran ini, karena dengan mempelajari ini kita juga mempelajari salah satu sifat fisika yang terjadi di sekitar tempat tinggal hidup kita.
DAFTAR PUSTAKA http://earthinharmony.blogspot.com/2013/08/aplikasi-fluida-dalam-kehidupan.html (Selasa, 2 Juni 2015 Jam 21.37) http://fidiyanarani.blogspot.com/2014/05/mekanika-fluida.html (Selasa, 2 Juni 2015 Jam 21.40) http://khairul-tkj.blogspot.com/2013/08/contoh-penerapan-fluida-dalam-kehidupan.html (Selasa, 2 Juni 2015 Jam 22.00) https://farullahhasby.wordpress.com/2013/03/28/klasifikasi-aliran-fluida-fluids-flowclassification/ (Rabu, 3 Juni 2015 Jam 10.13) http://www.researchgate.net/publication/42320615_Aliran_Seragam_Pada_Saluran_Terbuka_ Teori__Penyelesaian_Soal-Soal (Rabu, 3 Juni 2015 Jam 10.32) http://luk.staff.ugm.ac.id/mf/ (Rabu, 3 Juni 2015 Jam 11.00)
http://www.slideshare.net/dwiazqiamulqi/pengertian-mekanika-fluida-danhidrolika (Rabu, 3 Juni 2015 Jam 11.14)
