FLUIDA DINAMIS

Assalamu'alaikum wr, wb

Mari kita ungkap lagi masalah zat yang mengalir, yaitu FLUIDA. Namun kali ini fliida 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). Bahasan pada fluida dinamis adalah Debit Fluida, Kontinuitas dan hukum Bernoulli.

•    Debit Fluida
Debit (Q) adalah volume fluida yang mengalir setiap satuan  waktu (t).

 

KONTINUITAS :

 

•    Hukum Bernoulli
Hukum Bernoulli mengatakan bahwa "Pada ketinggian yang kira-kira sama, tekanan lebih besar jika kecepatan alir fluida lebih kecil, sebaliknya tekanan lebih kecil jika kecepatan alir fluida lebih besar."

Pada gaya angkat pesawat terbang, dibandingkan tekanan dan kecepatan udara di atas permukaan sayap dengan di bawah permukaan sayap. Ketinggian kedua permukaan dianggap sama. sehingga :

Kecepatan alir udara di atas harus lebih besar dari permukaan bawah, agar gaya angkat di bawah lebih besar dari tekanan di permukaan atas sayap pesawat. Ini dimungkinkan dengan bentuk sayap pesawat yang membelokkan aliran udara di permukaan atas, sedang di permukaan bawah aliran udara cenderung tanpa hambatan.

•    Venturimeter

Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan.

Zat cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebih sempit, dengan demikian maka akan terjadi perubahan kecepatan.

Apabila kecepatan aliran yang melalui penampang lebih besar adalah v1 dan kecepatan aliran yang melalui pipa sempit adalah v2, maka kecepatan yang lewat pipa sempit akan memiliki laju yang lebih besar (v1 < v2).

Dengan cara demikian tekanan yang ada pada bagian pipa lebih sempit akan menjadi lebih kecil daripada tekanan pada bagian pipa yang berpenampang lebih besar. Lihat gambar di bawah ini.

dari dua persamaan di atas didapatkan hubungan kecepatan dengan beda tinggi permukaan venturimeter.

 •    Gerak Jatuh bebas Fluida

Ketika fluida jatuh bebas dengan sudut elevasi tertentu, berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan gerak parabola.

EVALUASI PEMAHAMAN :

Untuk lebih memahami lagi konsep FLUIDA DINAMIS, silakan dijawab beberapa pertanyaan berikut !
Jawaban diketik dengan Ms.Word font Arial ukuran 11, persamaan matematika menggunakan equation, lalu diemailkan ke : ruddy.albayan@gmail.com

IMPULS DAN MOMENTUM

Assalamu'alaikum wr wb.

Kita jumpa lagi di Betmenfisika, kali ini mari kita ulas sedikit tentang momentum dan Impuls.

A. Momentum

momentum dianggap sebagai kuantitas gerak. Kuantitas ini diukur karena jika sebuah benda bergerak dan memiliki massa, maka ia akan memiliki momentum.

Sesuatu yang memiliki massa besar akan memiliki momentum yang besar atau sesuatu yang bergerak sangat cepat memiliki momentum besar. Benda dengan sejumlah besar momentum sulit akan untuk berhenti.

Dalam fisika, momentum adalah besaran yang dapat dihitung dengan mengalikan massa dan kecepatan dari benda yang terlibat. Momentum dinyatakan oleh huruf  p.

dengan m = massa (kg) dan v = kecepatan (m/s)

B. Impuls

Sedangkan Impuls adalah perubahan momentum. Impuls terjadi karena pada benda yang semula bergerak atau diam diberikan gaya luar yang dapat mengubah kecepatan gerak benda.

Hubungan antara Impuls dan momentum dapat digambarkan dari penurunan rumus GLBB sebagai berikut :

C. Hukum Kekekalan Momentum

Pada peristiwa tumbukan, terjadi hukum kekekalan momentum, dengan kelentingan tubukan sesuai elastisitas benda. tingkat kelentingan ini dihitung dengan koefisien restitusi (e).

Koefisien restitusi tumbukan :

Untuk benda jatuh, dan bertumbukan dengan lantai, koefisien restitusi dapat dituliskan sebagai berikut :

Untuk tumbukan lenting sempurna, berlaku juga hukum kekekalan energi kinetik.

EVALUASI PEMAHAMAN :

Untuk lebih memahami lagi konsep Impuls dan Momentum, silakan dijawab beberapa pertanyaan berikut !
Jawaban diketik dengan Ms.Word font Arial ukuran 11, persamaan matematika menggunakan equation, lalu diemailkan ke : ruddy.albayan@gmail.com

SESI KESATU

1.Sebuah bola voli bermassa 500 gram meluncur dengan kecepatan 10 m/s di atas lantai licin. Setelah mengenai tembok bola berbalik arah dengan kecepatan 6 m/s. Besar perubahan momentum bola adalah .... Ns

2.Sebuah bola kasti yang massaya 0,10 kg dilempar horizontal ke kanan dengan kecepatan 20 m/s kemudian dipukul sehingga bola berbalik arah dengan kecepatan 30 m/s. Jika kontak bola dan pemukul terjadi selama 0,0001 sekon, maka besar impuls yang diberikan pemukul pada bola adalah ....Ns

3.Sebuah mobil bermassa 800 kg melaju dengan kecepatan 90 km/jam menabrak gerobak bermassa 200 kg yang berhenti di tepi jalan. Setelah tabrakan, gerobak menempel pada mobil dan bergerak dengan laju ....m/s

4.Sebuah benda dijatuhkan pada ketinggian 20 m, jika bola memantul kembali dengan ketinggian 5 meter, koefisien restitusi pantulan tersebut sebesar....

SESI KEDUA

1.Messi menendang bola yang menuju ke arah kakinya dengan kecepatan 10 m/s. Setelah ditendang dengan gaya sebesar 400 N bola berbalik arah dengan kecepatan 108 km/jam. Jika massa bola 500 gram maka besar impuls pada bola adalah ….

2.Sebuah bola yang massanya 100 gram dipukul dengan gaya 25 N dalam waktu 0,1 sekon. Jika mula-mula bola diam, maka kecepatan bola setelah dipukul adalah ....

3.Sebutir peluru 40 gram bergerak dengan kecepatan 100 m/s arah mendatar menumbuk balok bermassa 960 gram yang diam di atas bidang datar. Jika peluru tertahan di dalam balok maka kecepatan keduanya menjadi ....

4.Sebuah bola jatuh bebas dari ketinggian 100 m di atas lantai. Jika koefisien restitusi antara bola dengan lantai 0,5 maka tinggi pantulan pertama bola tersebut adalah ....

SESI KETIGA
1.Sebuah bola tenis massa 100 gram dilempar ke tembok dengan kelajuan 3 m/s. Setelah menumbuk tembok, bola tersebut memantul. Jika kecepatan bola setelah tumbukan adalah 2 m/s, bola menerima impuls dari tembok sebesar ….Ns

2.Sebuah truk yang massanya 2 ton dan melaju dengan kecepatan 36 km/jam menabrak sebuah pohon dan berhenti dalam waktu 0,5 detik. Gaya rata-rata pada truk selama berlangsungnya tabrakan adalah .... N

3.Bola A bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Beberapa saat setelah bergerak, bola A menumbuk bola B yang diam. Jika tumbukan yang terjadi tidak lenting dan massa bola A sama dengan bola B, kecepatan bola A dan B setelah tumbukan adalah ....  m/s

4.Sebuah benda dijatuhkan pada ketinggian h, dan bola memantul kembali dengan ketinggian 3 meter. Jika koefisien restitusi pantulan tersebut sebesar 1/5, tentukan nilai h!

SESI KEEMPAT

1.Fikri menendang bola yang menuju ke arah kakinya dengan kecepatan 36 km/jam. Setelah ditendang dengan gaya sebesar 100 N bola berbalik arah dengan kecepatan 72 km/jam. Jika massa bola 400 gram maka besar impuls pada bola adalah ….Ns

2.Sebuah bola bermassa 400 g bergerak dengan kecepatan 10m/s ke arah timur, kemudian bola dipukul dengan gaya 800 N ke arah barat. Jika selang waktu bola mengenai pemukul 0.01 sekon, besar dan arah kecepatan bola seelah dipukul adalah ...m/s ke......

3.Sebutir peluru bermassa 50 gram ditembakkan horizontal dan menumbuk bola boling bermassa 3 kg yang diam. Setelah terjadi tumbukan dengan peluru, bola boling bergerak dengan kecepatan 0,5 m/s dan peluru tertahan di dalam bola boling. Kecepatan peluru sebelum terjadi tumbukan adalah ....m/s

4.Sebuah benda dijatuhkan pada ketinggian 45 m, jika bola memantul kembali dengan ketinggian 5 meter, koefisien restitusi pantulan tersebut sebesar....