Dokumen tersebut membahas tentang fluida dan prinsip-prinsip dasar yang terkait dengan fluida seperti fasa material, massa jenis, tekanan pada fluida, persamaan Bernoulli, dan contoh-contoh penerapannya dalam menghitung kecepatan aliran, tekanan, dan gaya angkat pada fluida.

1. F l u i d a
Mechanical Engineering of Muhammadiyah
University of Riau

2. Fasa dari suatu material :
 Padat
 Cair
 Gas
Wujud padat selalu mempertahankan b entuk dan ukuran yang tetap,
sedangkan zat cair dan gas tidak mempertahankan bentuk yang tetap
, keduanya memiliki kemampuan untuk mengalir, sehingga dapat
disebut sebagai fluida

3. Beberapa hal yang perlu diketahui menyangkut fluida :
1. Massa jenis
2. Tekanan pada Fluida
3. Tekanan atmosfer dan tekanan terukur
4. Prinsip Pascal
5. Pengukuran tekanan ; Alat ukur dan barometer
6. Pengapungan dan Prinsip Archimedes
7. Gerak fluida ; Laju aliran dan Persamaan Kontinuitas
8. Persamaan Bernoulli

4. 1. Massa Jenis adalah :
Dimana :
m = massa benda (kg)
V = volume (m3)
Temperatur dan tekanan mempengaruhi massa
jenis zat walaupun efeknya kecil untuk zat cair dan
padat

5. Contoh. Berapa massa bongkahan es yang mempunyai radius 18 cm ?
2. Tekanan Pada Fluida
Tekanan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas, di mana gaya F
dipahami bekerja tegak lurus terhadap permukaan A
Fluida akan memberi tekanan ke segala arah

6. Contoh. Permukaan air di dalam tangki penyimpanan berada 30 cm diatas keran
air di dapur sebuah rumah, hitung tekanan air pada keran
3. Tekanan Atmosfer dan Tekanan Terukur
Tekanan udara di suatu tempat tertentu sedikit bervariasi menurut cuaca. Pada
permukaan laut, rata-rata tekanan atmosfer adalah 1,013 X 105 N/m2 ( 14,7
lb/in2 ) atau yang sering disebut dengan tekanan atmosfer

7. Sebagian besar pengukur tekanan lainnya, mencatat tekanan tanpa
memperhitungkan tekanan atmosfer, tekanan ini disebut dengan tekanan
terukur (pressure gauge)
Untuk mendapatkan tekanan absolut , P kita harus menambahkan tekanan
atmosfer dengan tekanan terukur

8. Gerak fluida; Laju aliran dan Persamaan Kontinuitas
Pertama kita tentukan bagaimana laju fluida berubah ketika ukuran tabung berubah
Laju aliran massa adalah massa dari fluida yang melewati titik tertentu persatuan
waktu .
Sehingga laju aliran massa
Volume fluida yang melewati titik 1 (yaitu, melalui luas ) dalam waktu adalah
,dimana adalah jarak yang dilalui fluida dalam waktu

9. Sehingga kalau disederhanakan menjadi :
Maka persamaan di bawah ini disebut persamaan kontinuitas :

10. Persamaan Bernoulli :
“Menyatakan bahwa dimana kecepatan fluida tinggi,
tekanan rendah, dan dimana kecepatan rendah, tekanan
tinggi

11. Fluida melakukan kerja sebesar :
Pada titik 2 kerja yang dilakukan pada fluida sebesar :
Tanda negatif karena gaya yang diberikan pada fluida berlawanan dengan gerak

12. Kerja juga dilakukan pada fluida oleh gaya gravitasi, kerja yang
dilakukan oleh gravitasi adalah :
Sehingga kerja total W yang dilakukan pada fluida adalah :
Menurut prinsip kerja energi, kerja total yang dilakukan pada sistem sama
dengan perubahan energi kinetiknya

13. Jika persamaan tersebut diatas disederhanakan :
Disebut persamaan Bernoulli

14. Contoh :
Air beredar di sebuah rumah pada suatu sistem pemanas air. Jika air
dipompa dengan laju 0,50 m/s melalui pipa berdiameter 4 cm di ruang bawah tanah
dengan tekanan 3 atm, berapa laju aliran dan tekanan pada pipa berdiameter 2,6 cm
di tingkat dua dengan tinggi 5 m diatasnya
Tentukan apa saja yang diketahui :

15. Penerapan prinsip Bernoulli :
Dengan menganggap diameter bejana lebih besar jika dibandingkan
dengan diameter keran, maka harga akan mendekati nol
Titik 1 ( keran ) dan titik 2 ( permukaan ) terbuka
terhadap atmosfer sehingga tekanan terhadap 2 titik
sama dengan tekanan atmosfer

16. Maka Persamaan Bernoulli akan menjadi :
Dan disebut Teorema Torricelli

17. Tentukan tekanan ukur air di sebuah rumah di kaki bukit yang dipasok oleh satu
tangki penuh air yang dalamnya 5 m dan dihubungkan kerumah tersebut dengan
pipa yang panjangnya 110 m dan membuat sudut 580 dengan horisontal. Abaikan
turbulensi, efek gesekan dan kekentalan

18. Air dengan tekanan 3,8 atm pada ketinggian jalan mengalir ke sebuah
gedung perkantoran dengan laju 0,60 m/s melalui pipa berdiameter 5 cm.
Pipa mengecil menjadi diameter 2,6 cm di lantai paling atas, 18 m diatas
jalan . Hitung kecepatan alir dan tekanan pada pipa seperti itu di lantai
atas. Abaikan viskositas, Tekanan adalah tekanan ukur

19. Berapa gaya angkat ( dalam newton) yang disebabkan oleh prinsip Bernoulli pada
sayap yang luasnya 80 m2 jika udara melewati permukaan atas dan bawah dengan
laju 340 m/s dan 290 m/s
Anda memerlukan pipa pindah (siphon) untuk memindahkan air dari bak cuci yang
tersumbat. Bak cuci tersebut memiliki luas 0,48 m2 dan terisi sampai ketinggian 4 cm.
Tabung siphon anda naik 50 cm ke atas dasar bak cuci dan kemudian turun 100 cm ke
sebuah ember. Tabung siphon berdiameter 2 cm.
a. Dengan menganggap bahwa air memasuki tabung siphon dengan kecepatan yang
hampir nol , hitung kecepatannya ketika memasuki ember
b. Perkirakan berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengosongkan bak cuci
tersebut.