FLUIDA

FLUIDA

Untuk dapat memahami mata kuliah mekanika fluida, tentu kita perlu memahami terlebih dahulu mengenai konsep fluida. Fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara kontinu bila terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Gaya geser adalah komponen gaya yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas permukaan tersebut menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu. 

Ilmu yang mempelajari fluida dalam keadaan diam disebut fluida statik atau statika fluida, sedangkan ilmu yang mempelajari fluida dalam keadaan bergerak disebut dinamika fluida. 

Statika Fluida

Pada kegiatan pertama ini dibahas mengenai fluida statik. Pada kehidupan sehari-hari, sering digunakan air sebagai contoh. Marilah kita perhatikan air tenang yang berada di tempayan.

Gambar 1. Gaya-gaya yang bekerja pada dinding tempayan tempat fluida adalah gaya normal

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 sebagaimana diperhatikan oleh bagian cairan dalam kolom kecil pada gambar 2. 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:

W = m g = ρ V g (1)

di mana ρ adalah kerapatan zat cair dan V adalah volume kolom.

Dinamika Fluida

Merupakan cabang ilmu yang mempelajari fluida bergerak. Fluida bergerak atau dinamis disebut juga fluida ideal. Fluida ideal adalah fluida yang tunak,tak termampatkan,tak kental dan streamline (garis arus). 

Ciri-ciri umum fluida ideal

1.Aliran fluida dapat merupakan aliran tunak (steady) atau tak tunak
(nonsteady)
2.Aliran fluida dapat termampatkan (compressible) atau tak termampatkan
(incompressible)
3.Aliran fluida dapat merupakan aliran kental (viscous) atau tak kental
(nonviscous)
4.Aliran fluida dapat merupakan aliran garis arus (streamline) atau aliran
turbulen

Materi Kuliah Mekanika Fluida tanggal 11/04/2012

Materi yang disampaikan adalah mengenai:
1. Definisi Dimensi, Sistem dan Satuan.
2. Teori Transport Reynolds
3. Aliran Fluida

1. Definisi Dimensi, Sistem dan Satuan

Dimensi
Merupakan sebuah ukuran yang dengannya bisa ditentukan secara kuantitatif besaran-besaran fisika yang ada seperti : M untuk massa, L untuk panjang, dan T untuk waktu.

Sistem
Ada dua penjelasan mengenai definisi sistem.

1. Sistem mempunyai arti sekumpulan unsur / elemen yang saling berkaitan dan saling mempengaruhi dalam melakukan kegiatan bersama untuk mencapai suatu tujuan.
2. Sistem juga dapat diartikan sebagai daerah yang menjadi fokus pengamatan yang bergerak dengan fluida. Maka jelas bahwa sistem merupakan bagian dari fluida.

Satuan

Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan dari gaya.

2. Teori Transport Reynolds

Mengapa kita perlu mendefinisikan arti sebuah sistem terlebih dahulu? Itu karena bab yang akan dipelajari akan sangat berhubungan dengan sistem. Ya, Teori Transport Reynold merupakan sebuah penghubung antara gagasan volume atur dengan gagasan sistem. Teorema ini bertujuan untuk mengubah konsep berfikir Lagrangian (mengikuti sistem) kedalam konsep Eulerian (mengamati sesuatu yang terjadi pada volume yang tetap). Dengan persamaan rumus:

Kita dapat menghitung perubahan laju volume atur terhadap waktu dan juga menghitung laju perubahan sifat ekstensif sistem terhadap waktu. Sifat ekstensif ini maksudnya sifat sistem yang tergantung pada massa dari sistem tersebut. Jika kita lambangkan sifat ekstensif ini dengan B, dan m sebagai massa, sedangkan b mewakili besar parameter B setiap satuan massa. maka kita d\memperoleh hubungan B= m x b. Dan karena kita bekerja dalam volume yang tetap maka massa kita rubah menjadi hasil kali dari massa jenis dikalikan dengan volume. Sehingga persamaannya menjadi B= ρVb. jika kita mengintegralkan kedua ruas maka akan mendapatkan rumus untuk menentukan laju perubahan volume atur terhadap waktu sebagai berikut: 

 

3. Aliran Fluida

 

Aliran pada fluida dibagi menjadi dua tipe, yaitu: Laminar dan Turbulen

Laminar

Seperti yang terlihat pada gambar, suatu aliran fluida tergolong laminer jika gerak partikel-partikel fluidanya sejajar dan umumnya aliran tersebut memiliki kecepatan yang rendah. Dalam kisaran bilangan Reynolds aliran fluida tergolong laminar jika nilai Reynoldsnya dibawah 2300. Untuk menghitungnya digunakan rumus ρvD/μ. dimana v adalah kecepatan aliran, ρ adalah massa jenis fluida, D adalah diameter penampang yang dilalui fluida, dan μ yang merupakan nilai kekentalan fluida tersebut.

  

Turbulen

Pada aliran turbulen kecepatan aliran relatif besar, gerak partikel-partikel fluidanya tidak teratur. Tingkat kekentalan dari fluidanyapun biasanya rendah. Suatu aliran Fluida tergolong kedalam aliran turbulen jika bilangan Reynoldsnya menunjukkan angka diatas 40.000.  

Mengenal Teknologi Indera Keenam (6th Sense Technology)

Dunia teknologi mengalami perkembangan yang begitu pesat. Dari begitu banyak teknologi yang diciptakan hingga saat ini, ada sebuah teknologi yang sangat menarik, yaitu teknologi indera keenam. Teknologi indera keenam atau bisa disebut 6th Sense Technology ditemukan oleh Pranav Mistry, seorang jenius asal India yang merupakan lulusan MIT (Massachusetts Institute of Technology). Latar belakang diciptakannya teknologi ini adalah kebutuhan akan internet dan teknologi di dalam setiap aktivitas. Jadi harapannya seseorang tidak perlu membawa banyak peralatan digital seperti laptop, kamera, dsb.

Teknologi ini memungkinkan kita untuk menelepon hanya dengan telapak tangan tanpa ponsel, mengetahui rating suatu novel hanya dengan melihat judul dari novel tersebut, memotret hanya dengan menggunakan jari-jari tangan, dan berbagai kemudahan lainnya tanpa menggunakan banyak alat digital. 

Teknologi ini berasal dari kombinasi smart phone, kamera, proyektor dan tanda berwarna untuk jari. Cara kerja alat ini yaitu dengan menangkap objek yang tertangkap oleh kamera, kamera tersebut menangkap objek dengan bantuan tanda berwarna dari jari pengguna. Selanjutnya data tersebut akan dikirimkan oleh smartphone ke Web. Untuk menampilkan hasilnya secara virtual, digunakan proyektor. 

Teknologi ini disebut teknologi indera keenam karena alat ini dikendalikan oleh gerakan tubuh kita, seolah-olah melengkapi indera yang lain. Teknologi ini masih tergolong prototype dan belum diedarkan secara luas. Karena masih dalam proses pengembangan. Namun jika nantinya sudah dipasarkan, tentu akan menjadi suatu inovasi dalam perkembangan teknologi saat ini.