mekflu edit

Download Mekflu Edit

Post on 27-Oct-2015

42 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

MODUL 1

SIFAT FISIK FLUIDAVISKOSITAS1.1. Tujuan :

1. Praktikan dapat mengetahui sifat fisik dari fluida2. Praktikan dapat menentukan viskositas dari suatu cairan

1.2. Dasar Teori

1.2.1 Pengertian Fluida

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi)secara permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satuakan mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Selamaperubahan bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnyabergantung pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu.Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebutakan hilang sehingga fluida berada dalam keadaan kesetimbangan. Pada temperatur dan tekanan tertentu, setiap fluida mempunyai densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar, fluida tersebut bersifat incompressible.Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel temperatur dan tekanan, fluida tersebut digolongkan compresible. Zat cair biasanya dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang compresible.

1.2.2. Viskositas Zat Cair

Viskositas (kekentalan) berasal dari perkataan Viscous. Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida . Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa saat setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida. Khusus untuk benda berbentuk bola, gaya gesekan fluida secara empiris dirumuskan sebagai Persamaan Telah diketahui bahwa bola mula-mula mendapat percepatan gravitasi, namun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap ini disebut kecepatan akhir vT atau kecepatan terminal yaitu pada saat gaya berat bola sama dengan gaya apung ditambah gaya gesekan fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya yang bekerja pada bola kelereng yakni FA = gaya Archimedes, FS = gaya Stokes, dan W=mg = gaya berat kelereng.Jika saat kecepatan terminal telah tercapai, pada Gambar 1 berlaku prinsip Newton tentang GLB (gerak lurus beraturan), yaitu Persamaan FA + FS = W. Jika b menyatakan rapat massa bola, f menyatakan rapat massa fluida, dan Vb menyatakan volume bola, serta g gravitasi bumi, maka berlaku Persamaan W = b.Vb.g FA = f .Vb.g Satuan viskositas fluida dalam sistem cgs adalah dyne det cm-2, yang biasa disebut dengan istilah poise di mana 1 poise sama dengan 1 dyne det cm-2. Viskositas dipengaruhi oleh perubahan suhu. Apabila suhu naik maka viskositas menjadi turun atau sebaliknya.1.2.3. Kerapatan (Density)Kerapatan sebuah fluida, dilambangkan dengan huruf Yunani (rho) yang didefenisikan sebagai massa fluida per satuan volume. Kerapatan biasanya digunakan untuk mengkarakteristikkan massa sebuah sistem fluida. Dalam sistem BG, mempunyai satuan slugs/ft3 dan dalam satuan SI adalah kg/m3.Nilai kerapatan dapat bervariasi cukup besar diantara fluida yang berbeda, namun untuk zat zat cair, variasi tekanan dan temperatureumumnya hanya memberikan pengaruh kecil terhadap nilai . Volume jenis v adalah volume per satuan massa dan oleh karena itu merupakan kebalikan dari kerapatan yaitu :

v = 1 /

sifat ini tidak biasa digunakan dalam mekanika fluida, tetapi digunakan dalam termodinamika.

Jika sebuah bola bergerak dalam cairan statis maka pada bola bekerja gaya yang menghambat, menurut stokes : R = 6rvdengan : r = jari jari bola V = kecepatan relative bola = koefisien kekentalan 1.3. Alat dan Bahan1. Pipa gelas berskala

2. Micrometer scrub

3. Bola bola logam

4. Fluida ( gliserin )

5. Stopwatch

Gambar 1.4.1 pipa gelas berskala Gambar 1.4.2 Micrometer scrub

Gambar 1.4.3 bola bola logam

Gambar 1.4.4 fluida ( gliserin )

Gambar 1.4.5 stopwatch 1.4. Metodologi :

Gambar percobaan viskositas

1. Ukur massa dan volume bola untuk memperoleh harga bola

2. Ukur massa dan volume gliserin untuk memperoleh harga gliserin

3. Jatuhkan bola pada permukaan gliserin dan ukur waktu bola sampai jarak tertentu

4. Ulangi percobaan untuk bola logam dengan jari jari yang berbeda.

1.5. Tugas Praktikum :

- Hitung viskositas ( kekentalan ) dengan menggunakan bola logam yang berbeda - beda jari jarinya.- Buat grafik perbandingannyaModul 2

STATIKA FLUIDAMengukur Perubahan Tekanan Udara Menggunakan Manometer

2.1. TUJUANPraktikan dapat mengukur perubahan tekanan udara akibat perubahan volume menggunakan manometer U2.2. TEORI DASAR

Sebuah teknik standar untuk mengukur tekanan melibatkan pengunaan kolom cairan dalam tabung-tabung tegak atau miring. Peralatan pengukur tekanan yang menggunakan teknik inidisebut manometer. Barometer air raksa adalah sebuah contoh manometer.manometer yang umum adalah tabung piezometer, manometer tabung U, dan manometer tabung miring.

Manometer menggunakan kolom-kolom cairan tegak atau miring untuk mengukur tekanan. Untuk menentukan tekan dari sebuah manometer, cukup menggunakan kenyataqan bahwa tekanan dalam kolom cairan akan berubah secara hidrostatik. Kontribusi dari kolom gas di dalam manometer biasanya diabaikan karena berat gas sangat kecil.manometer sering digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan antara dua titik. Manometer tabung miring dapat digunakan untuk megukur perbedaan tekanan yang kecil dengan akurat.

( Bruce R. Munson, dkk 2003 )

( Gambar 2.1 Pipa U Manometer terbuka)

2.3. Alat dan Bahan2.2.1 AlatAdapun alat yang digunakan dalam praktikum kali ini, antara lain :

1. Manometer U

2. Penggaris

3. Alat hitung (kalkulator)

4. Selang plastik

5. Alat suntik

2.2.2 Bahan Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini, antara lain :

1. Air raksa

2.4. Metodologi

1. Siapkan manometer U dengan satu ujungnya terbuka dan satu ujungnya menggunakan suntikan udara.

2. Atur tinggi air raksa dalam manometer sama tinggi sebagai h1 dan h2 dari level reverensi.

3. Catat tekanan udara pada suntikan pada kondisi ini sebagai p1 ( ditentukan ) dan p2 = 1atm.

4. Tangkai suntikan ditekan, sehingga terjadi perubahan tekanan udara pada manometer U catat perubahan tinggi air raksa sebagai h3 dan h4.

5. Ulangi langkah di atas sebanyak 5 kali variasi.

2.5. TUGAS PRAKTIKUM

1. Turunkan persamaan hidrostatik hingga mendapatkan persamaan manometer.

2. Ganti fluida pada percobaan di atas dengan minyakREFERENSI

1. Munson, Bruce R, dkk , 2003, Mekanika Fluida , Jakarta : Erlangga

2. MIPA , 2010 , Panduan Praktikum Fisika Dasar , Laboratorium MIPA : MIPA UNDIP

MODUL 3

MODUL 4

BAB 5KINEMATIKAMETODE EULER DAN LAGRANGE

5.1. Tujuan

1. Memahami aplikasi metode Euler dan Lagrange dalam pengukuran kecepatan arus.

2. Mengetahui perbedaan metode lagrange dan euler.5.2. Teori Dasar

5.2.1 Metode pengukuran Arus Laut

1. Metode Euler

2. Metode Lagrange

5.2.2 Pengertian arus laut

Arus laut adalah segala kumpulan pergerakan dan pertukaran air laut yang sangat rumit antara daerah daerah laut yang berbeda.Arus laut terjadi akibat perbedaan penyinaran matahari di berbagai tempat di lautan, Perbedaan perbedaan ini mendapat tambahan maupun tidak dari gaya luar akan menimbulkan arus laut.

5.2.3 Metode Euler

Merupakan metode pengukuran arus pada lokasi yang tetap (misal : current meter). Berdasarkan Sensor Kecepatan yang digunakan current meters di bagi menjadi 2 yaitu:

1. Sensor mekanik

yaitu pengukuran arus yang dihasilkan dari perputaran rotor.

2. Sensor non mekanik

pengukuran arus yang dihasilkan dari perubahan gelombang elektromagnetik atau perbedaan waktu transmisi akustik di sepanjang jalur akustik.

5.2.4 Metode Lagrange

merupakan metode pengukuran arus dengan mengikuti jejak suatu alat (misal : pelampung). secara konvensional (red : Kuno) dilakukan denga cara terjun langsung ke lapangan, dimana didapatkan data jarak, lokasi dan waktu pengukuran. secara Modern dapat dilakukan dengan Pencatat arus Quasi-Lagrange. Pencatat arus QuasiLagrange dapat dibedakan ke dalam 2 tipe utama; Pencatat Arus Permukaan yang memiliki pelampung permukaan yang disambungkan ke parasut bawah permukaan di beberapa kedalaman tertentu (umumnya kurang dari 300m) - Bawah Permukaan, pelampung netral yang didesain untuk tetap tinggal/berada pada permukaan densitas lapisan bawah permukaan

5.2.5 Pengertian Current Meter

Current Meter adalah alat ukur arah dan kecepatan arus, merupakan pengukuran arus yang dihasilkan dari perputaran rotor. Alat ini bekerja secara mekanik, badan air yang bergerak memutar baling baling yang dihubungkan dengan sebuah roda gigi. pada roda gigi tersebut terdapat penghitung (counter) dan pencatat waktu (timekeeper) yang merekam jumlah putaran untuk setiap satuan waktu. Melalu