MEKANIKA FLUIDA Rafki Imani Jurusan Teknik Sipil UPI-YPTK Padang 2023
I. PENDAHULUAN Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mampu merencanakan suatu bangunan air berdasarkan prinsip mekanika fluida Tujuan Khusus 1. Mahasiswa dapat menjelaskan definisi mekanika fluida 2. Mahasiswa dapat menjelaskan sejarah & ruang lingkup mekanika fluida 3. Mahasiswa mampu menjelaskan sifat-sifat fluida 4. Mahasiswa mampu menjelaskan satuan dan dimensi yang digunakan dalam analisa mekanika fluida Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Bab ini membahas: 1. Definisi Fluida 2. Perkembangan dan Sejarah Mekanika Fluida 3. Ruang Lingkup Mekanika Fluida 4. Satuan, Unit dan Dimensional Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Mekanika Fluida Mekanika adalah ilmu yang mempelajari tentang kondisi benda, baik dalam keadaan diam atau bergerak, akibat gaya yang diberikan. Fluida adalah zat yang mengalir. Fluida hanya membahas zat yang mengalir saja, seperi zat cair dan gas. Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Mekanika Fluida Mekanika adalah ilmu yang mempelajari tentang kondisi benda, baik dalam keadaan diam atau bergerak, akibat gaya yang diberikan. 3 Bidang mekanika: 1. Mekanika benda tegar (mechanics of rigid bodies) 2. Mekanika benda berubah bentuk (mechanics of deformable) 3. Mekanika fluida (mechanics of fluids) Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Fluida adalah zat yang mengalir. Zat itu terdiri dari; zat padat, cair dan gas. Fluida hanya membahas zat yang mengalir saja, seperti Zat cair dan gas. Jadi, apa yang kita sebut dengan Mekanika Fluida? Mekanika fluida adalah cabang ilmu mekanika yang mempelajari prilaku fluida, baik dalam keadaan diam (statis) maupun bergerak (dinamis). Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
1. Iklim & cuaca 2. Kendaraan: mobil, kereta, pesawat terbang, kapal laut, dll 3. Lingkungan: polusi udara, pencemaran lingkungan 4. Kesehatan: biomedikal 5. Rekreasi dan Olahraga 6. Industri Petrokimia & perminyakan 7. Konstruksi bangunan: gedung, jembatan, dll 8. dsb Ruang Lingkup Mekanika Fluida Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
1. Pengolahan dan penyediaan air minum 2. Sanitasi dan limbah 3. Drainase dan pengendalian banjir 4. Irigasi dan bangunan air 5. Transportasi dan pelabuhan 6. Pembangkit listrik 7. dll Peranan Mekanika Fluida dalam Teknik Sipil
Peranan Mekanika Fluida dalam Teknik Sipil Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Peranan Mekanika Fluida dalam Teknik Sipil Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Peranan Mekanika Fluida di Bidang lainnya Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023 Peranan Mekanika Fluida di Bidang lainnya
Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023 Peranan Mekanika Fluida di Bidang lainnya
Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023 Peranan Mekanika Fluida di Bidang lainnya
Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023 Peranan Mekanika Fluida di Bidang lainnya
Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023 Peranan Mekanika Fluida di Bidang lainnya
Sejarah Perkembangan Mekanika Fluida Mekanika fluida mempunyai sejarah panjang hingga pencapaian seperti sekarang ini. Pada masa prasejarah, kebudayaan-kebudayaan kuno sudah memiliki pengetahuan yang cukup untuk memecahkan persoalanpersoalan aliran tertentu. Sebagai contoh perahu layar yang sudah dilengkapi dengan dayung dan sistem pengairan untuk pertanian sudah dikenal pada masa itu. Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
1. Archimedes (285-212 SM): merumuskan hukum apung dan menerapkannya pada benda-benda terapung. 2. Leonardo da Vinci (1452-1519) menjabarkan persamaan kekekalan massa dalam aliran tunak satu-dimensi. Leonardo da Vinci adalah ahli ekspremen yang ulung, dan catatan-catatannya berisi diskripsi yang seksama tentang gelombang, jet atau semburan, loncatan hidraulik, pembentukan pusaran, dan rancanganrancangan seretan-rendah (bergaris-alir) serta seretantinggi (parasut). 3. Galileo (1564-1642) memperkenalkan beberapa hukum tentang ilmu mekanika. Ilmuwan yang berperan dlm Mekanika Fluida Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Ilmuwan yang berperan dlm Mekanika Fluida 4. Ilmuwan Prancis Edme Moriotte (1642-1684) membangun terowongan angin yang pertama. 5. Isaac Newton (1642-1727) memperkenalkan hukumhukum gerak dan hukum kekentalan fluida linear yang dinamakan dgn fluida Newton. 6. Ludwig Prandtl (1875-1953), menunjukan bahwa aliran fluida yang kekentalannya rendah, seperti aliran air atau udara, dapat dipilah menjadi suatu lapisan kental (lapisan batas) di dekat permukaan zat padat dan antar muka, dan lapisan luar yang hampir encer yang memenuhi persamaan Euler dan Bernoulli. Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Dimensi dan Satuan a. Dimensi: tekanan terukur yg menunjukkan karakteristik suatu objek, spt: massa (m), panjang (l), waktu (t), temperatur (T), dsb. b. Satuan: standar utk mengukur dimensi, misalnya: satuan panjang adalah (cm, m); satuan massa adalah kilogram (kg), gram (g), satuan waktu adalah sekon (s) atau detik (det). c. Sistem satuan: Satuan Internasional (SI), US/British dan MKS (Meter Kilogram Sekon). Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Besaran Simbol MKS SI Konversi Panjang l m m Massa m kgm kg Waktu t s s Gaya F kgf kg g = 9,81 Luas A m2 m2 Volume V m3 m3 Kecepatan v m/s m/s Percepatan a m/s2 m/s2 Debit Q M3 /s M3 /s Kecepatan sudut ω rad/s rad/s Gravitasi g m/s2 m/s2 Massa jenis ⍴ Kgm/m3 Kg/m3 Berat spesifik γ Kgf/m3 N/m3 g = 9,81 Tekanan p Kgf/m3 Kgf/m2 (Pa) g = 9,81 Daya P Kgf.m/s W (Joule/s) g = 9,81 Kerja, energi W Kgf.m N.M (Joule) g = 9,81
Prefiks Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Konversi Penting • Daya : 1 HP (Horse Power) = 0,745 kW • Tekanan : 1 Bar = 105 Pa Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
1. Penggunaan prefiks a. Gunakan prefiks untuk nilai selain 0,1 dan 1.000 b. Penggunaan hecto, deka, deci & centi sebaiknya dihindari, kecuali utk luasan/volume tertentu c. Gunakan prefiks hanya utk bil.pengali dari satuan, kecuali utk bil. yg satuan dasarnya kilogram (contoh: kN/m, bukan N/mm) 2. Pembulatan angka a. Gunakan titik utk perkalian (contoh: N.m bukan Nm) b. Hindari penulisan satuan yg ambigue (contoh: N/m2 bukan N/m/m) c. Pangkat mengacu pd keseluruhan satuan (contoh: mm2 , artinya (mm)2 ) 3. Pembulatan angka a. Angka setelah koma yg lebih dr 5 dibulatkan ke atas, sedangkan yg kurang dr 5 dibulatkan ke bawah. Contoh: 3,558 dibulatkan menjadi 3,56 dan 1,341 dibulatkan menjadi 1,34 b. Untuk angka yg sama dengan 5, jika yg mengikutinya adalah genap maka tdk dibulatkan ke atas. Jika yg mengikutinya adalah angka ganjil, maka dibulatkan ke atas. Contoh: 75,25 dibulatkan mjd 75,2. Sedangkan 0,1275 dibulatkan mjd 0,128 dan 0,2555 dibulatkan menjadi 0,256 Aturan Penulisan Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Istilah-istilah dalam Mekanika Fluida 1. Massa jenis atau kerapatan (ρ), yaitu ukuran konsentrasi massa zat cair. 2. Berat jenis/berat spesifik (γ), yaitu berat benda per satuan temperatur atau tekanan. 3. Kekentalan/viskositas (viscocity, υ), yaitu sifat zat cair melawan tegangan geser (τ). 4. Kemampatan (compressibility, k), yaitu perubahan volume akibat adanya penambahan tekanan. 5. Tegangan permukaan (surface tension), yaitu tegangan yang bekerja pada permukaan bidang zat cair yang memiliki besar yang sama di setiap titik. 6. Kapilaritas (capillarity), yaitu keadaan naik dan turunnya zat cair dalam suatu tabung. 7. Tekanan atmosfer, yaitu tekanan yang disebabkan oleh gaya berat udara di permukaan bumi. 8. Persamaan Euler dan Bernoulli, adalah persamaan-persamaan gerak partikel untuk menyelesaikan persoalan kekekalan energi dan gerak partikel zat cair. Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Hukum Dasar Mekanika Fluida Hukum Pascal. Menyatakan bahwa, di dalam zat cair yang diam, tidak terjadi tegangan geser (τ = 0) dan tekanan pada suatu titik dalam zat cair adalah sama besar ke segala arah (isotropic). Tekanan ini disebut dengan tekanan hidrostatik (hydrostatic pressure). Hukum Archimedes: Hukum apung benda di atas zat cair Hukum Kekekalan Energi, merupakan hukum persamaan gerak dan energi dari suatu zat cair yang mengalir. Hukum II Newton, menjelaskan tentang hukum gerak suatu benda. Rafki-Mekflu-Pendahuluan-2023
Terimakasih.