Biodata Diri

Nama saya Heru Prasetyo. Tempat tanggal lahir saya Blora, 01 januari 1993. Saya anak kedua dari tiga bersaudara. Setelah lulus dari SMK Migas Cepu - Teknik Perminyakan (Pengolahan Migas dan Petrokimia) saya mengikuti Basic Mechanic Heavy Equipment di UT School di Jakarta. Setelah setahun mengikuti training, saya mencoba melamar di PT. PGAS Solution (Anak Perusahaan PGN) dan alhamdulillah diterima, hingga saat ini saya bekerja di PT. PGAS dan melanjutkan studi di Universitas IBN Khaldun Bogor (Teknik Mesin). Sekian cerita singkat mengenai data diri saya.

Wassalam.

Hukum Bernoulli dan Persamaannya

Hukum Bernoulli dan Persamaannya

Prinsip Bernoulli
         Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.

Persamaan Bernoulli Asumsi dalam Persamaan Bernoulli :

Kecepatan partikel fluida di setiap penampang adalah sama.
Tidak ada gaya-gaya luar yang bekerja pada fluida selain gaya berat.
Tidak terjadi kehilangan energi.

 Persamaan diatas diperoleh dari penurunan persamaan yang saya jelaskan di bawah ini :
=> Persamaan pertama,rumus gaya (F) = Tekanan (P) . Luas penampang (A)

 =>Persama ke-2,turanan dari rumus usaha (W) = Gaya (F) . Jarak atau perpindahan (S)

 => Persamaan ke -3,konservasi Energi

 => Persamaan ke -4 ,
dapat diporel persamaan 2 = persamaan 3,seperti yang dijelaskan pada gambar dibawah ini :

 Dari penurunan diatas,mendapat persamaan Bernoulli........................


Penerapan Hukum bernoulli

GERAK ALIRAN FLUIDA

GERAK ALIRAN FLUIDA

Gerak aliran fluida adalah Aliran fluida ditandai dengan medan vektor kecepatan dalam ruang tiga dimensi, dalam kerangka mekanika kontinum. Arus,streamlines streaklines, dan pathlines adalah garis-garis medan yang dihasilkan dari ini deskripsi medan vektor dari arus. Mereka hanya berbeda ketika perubahan arus dengan waktu. Yaitu ketika aliran tidak stabil.
Arus adalah keluarga dari kurva yang instan bersinggungan dengan vektor kecepatan aliran. Ini menunjukkan arah elemen fluida tak bermassa akan melakukan perjalanan di setiap titik waktu.

Ada beberapa jenis gerakl fluida, yaitu :
1. Streamline dan sreamtube
2. Pathline
3. Streakline

1.

adalah garis yang tangensial pada setiap titik pada kecepatan dan pada waktu tertentu dengan syarat tidak perpotongan satu sama lainnya atau sembarang garis yang dilukiskan dalam medan aliran,dimana setiap garis singgung pada setiap titik dlam garis tersebut menyatakan arah kecepatan aliran.

 2. Streakline     

Streaklines adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi euler yang benar dan tepat.Atau gabungan garis/lintasan dari sejumlah partikel yang mengalir,dimana identitas partikel sudah di ketahui dan partikel tersebut pernah lewat titik yang sama. 

 3. Pathline

 Pathline adalah garis jejak/jejak partikel sebagai fungsi waktu.Pathline juga dapat dikatakan garis yang dilalui pertikel terentu dalam suatu periode.Atau lintasan yang dibentuk oleh sebuah partikel yang bergerak dalam aliran.

  Perhatikan gambar diatas, ada dua molekul dalam suatu pipa. Molekul A dan B. Ketika molekul di beri tekanan T(waktu)=1 molekul bergerak sehingga menimbulkan perpindahan  posisi pada molekul dan meninggalkan jejak yang telah di lewatinya yang di gambarkan pada gambar diatas garis merah di situ lah letak pathlines, ketika T(waktu)=2 molekul bergerak lagi ke arah seperti gambar diatas. Sehingga menimbulkan pathlines baru.



4. Streamtube

Streamtube adalah garis – garis streamlines yang berada pada suatu pipa yang membentuk suatu aliran pipa di dalamnya dan  memiliki kecepatan vektor.

Streamline

Contoh Soal Mekanika Fluida dan Penyelesaiannya

1. Seorang membuat tabung seperti pada gambar. Lalu mengisinya dengan air raksa (warna abu) dan minyak (warna putih). Jika massa jenis merkuri, air dan minyak masing-masing adalah 13.000, 1.000 dan 800 kg/m3, berapa tekanan di titik 1, 2, 3 dan 4? 
   
    Penyelesaian:
   
   
   1. Sebuah keluarga dari ayah, ibu dan dua orang anak, dengan masing masing massanya adalah 70 kg, 60 kg, 20 kg dan 10 kg. mereka mempunyai sebuah olam renang di belakang rumah mereka. Ayah ingin membuat sebUh perahu sederhana dari papan kayu (dengan massa jenis = 500 kg/m3, hitung tinggi papan kayu agar air tidak membasahi permukaan yang akan ditempati keempat anggota keluarga tersebut. Jelaskan logika anda!
   
   
   
   
    Penyelesaian:
   
   
   
   
   
     Kesimpulan :
   Dari uraian diatas FA > W maka perahu yang dinaiki oleh 4 orang akan terapung.
   
   3.  3    Seorang tukang emas ingin membuat sebuah bola berongga yang terbuat dari emas murni. Tentukan jari-jari dalam dan luar bola emas ini agar bola emas ini terapung setengahnya di ata air. Anggap masa jenis air = 1000 kg/m3 dan massa jenis emas = 19300 kg/m3.
   
   
   
   
   
    Sebuah es teapung di dalam gelas berisi air penuh. Ketika es meleleh, apakah ada air yang tumpah dari gelas?
   Jawab:
   Saat air membeku menjadi es, dia mengalami perubahan volume. Penambahan volume ini disebabkan karena molekul-molekul yang membentuknya mengalami perubahan struktur dari es menjadi padat yang membentuk ruang. Hal ini terbukti saat kita membuat es batu di freezer kulkas. Semula wadah diisi penuh dengan air dan saat berubah menjadi beku, es yang terbentuk sebagian akan keluar dari wadahnya.
   Es batu yang mengapung di air dalam gelas tentu akan mencair. Pada saat berubah kembali menjadi es terjadi pengurangan volume. Saat berbentuk padat, es batu tadi menempati ruang milik air di gelas dan saat mencair ruangan itu terisi oleh cairan es. Akibatnya tidak ada penambahan air di gelas.
   Itu artinya tidak ada air yang tumpah dari bibir gelas
   
   
   
   
   
   Jadi, Saat es mencair massa jenisnya naik dan volumenya menurun.sehingga permukaan akan tetap dan tidak ada yang tumpah.

Aplikasi Hukum Bernoulli

  Aplikasi asas Bernoulli dapat kita jumpai pada peristiwa atau alat antara lain tangki berlubang (penampungan air), alat penyemprot (obat nyamuk dan parfum), venturimeter, tabung pitot, dan gaya angkat pesawat terbang.

1. Penerapan Asas Bernoulli Pada Tangki Berlubang

 

 skema persamaan Bernoulli untuk fluida dalam tangki dan terdapat kebocoran dalam ketinggian tertentu.

Perhatikan gambar diatas, pada titik A, kecepatan fluida turun relatif kecil sehingga dianggap nol (v₁ = 0). Oleh karena itu persamaan Bernoulli menjadi sebagai berikut.

Lintasan air (fluida) pada tangki berlubang

Perhatikan gambar diatas. Jika air keluar dari lubang B dengan kelajuan v yang jatuh di titik D, maka terlihat lintasan air dari titik B ke titik D berbentuk parabola. Berdasarkan analisis gerak parabola, kecepatan awal fluida pada arah mendatar sebesar v_BX = v =  . Sedangkan kecepatan awal pada saat jatuh (sumbu Y) merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dengan percepatan a_y = g. Berdasarkan persamaan jarak Y = v_0yt +  a_y t² dengan Y = H –h, v_0y = 0, dan a_y = g, maka kita peroleh persamaan untuk menghitung waktu yang diperlukan air dari titik B ke titik D sebagai berikut.

 Gerak air (fluida) pada sumbu X merupakan gerak lurus beraturan (GLB) sehingga berlaku persamaan: X = v_0X t

2. Penerapan Asas Bernoulli Pada Alat Penyemprot

Alat penyemprot yang menggunakan prinsip Bernoulli yang sering kita gunakan adalah alat penyemprot racun serangga. Perhatikan gambar berikut.

 

 Penyemprot racun serangga 

Ketika kita menekan batang pengisap, udara dipaksa keluar dari tabung pompa melalui tabung sempit pada ujungnya. Semburan udara yang bergerak dengan cepat mampu menurunkan tekanan pada bagian atas tabung tandon yang berisi cairan racun. Hal ini menyebabkan tekanan atmosfer pada permukaan cairan turun dan memaksa cairan naik ke atas tabung. Semburan udara berkelajuan tinggi meniup cairan, sehingga cairan dikeluarkan sebagai semburan kabut halus.

 

4. Penerapan Asas Bernoulli Pada Venturimeter

Tabung venturi adalah venturimeter, yaitu alat yang dipasang pada suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan zat cair. Ada dua venturimeter yang akan kita pelajari, yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain.

Venturimeter Tanpa Manometer

Gambar diatas menunjukkan sebuah venturimeter yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran dalam sebuah pipa. Untuk menentukan kelakuan aliran v₁ dinyatakan dalam besaran-besaran luas penampang A₁ dan A₂ serta perbedaan ketinggian zat cair dalam kedua tabung vertikal h. Zat cair yang akan diukur kelajuannya mengalir pada titik-titik yang tidak memiliki perbedaan ketinggian (h₁ = h₂) sehingga berlaku persamaan berikut.

 

 

 Pada gambar diatas terlihat perbedaan ketinggian vertikal cairan tabung pertama dan kedua adalah h. Oleh karena itu selisih tekanan sama dengan tekanan hidrostatis cairan setinggi h.

p₁ – p₂ = ρgh

Dengan menggabungkan kedua persamaan yang melibatkan perbedaan tekanan tersebut diperoleh kelajuan aliran fluida v₁.

Venturimeter Dengan Manometer

Pada prinsipnya venturimeter dengan manometer hampir sama dengan venturimeter tanpa manometer. Hanya saja dalam venturimeter ini ada tabung U yang berisi raksa. Perhatikan gambar berikut.

 Venturimeter dengan sistem manometer

Berdasarkan penurunan rumus yang sama pada venturimeter tanpa manometer, diperoleh kelajuan aliran fluida v₁ adalah sebagai berikut.

 

Keterangan:

ρ_r : massa jenis raksa
ρ_u : massa jenis udara

 

Penerapan dan Aplikasi Hukum Bernoulli

Contoh Soal :

Jawab:

Kesimpulan:

"bahwa tekanana fluida lebih besar di penampang yang lebih besar dan kecepatan fluida lebih rendah di penampang lebih besar , sedangkan di penampang yang lebih kecil terjadi penurunan tekanan dan kenaikan kecepatan fluida"

APLIKASI INTEGRAL DASAR

APLIKASI INTEGRAL DASAR


Waktu Yang Dibutuhkan Untuk Mengosongkan Cairan Didalam Tabung

Kita pakai persamaan Kontinuitas
A1 . V1 = A2 . V2

Pada penyelesaian diatas pada huruf K itu hanya untuk mempermudah tulisan bukan berarti konstanta atau yang lainnya.

Waktu Yang Dibutuhkan Untuk Mengosongkan Cairan Didalam Corong

Penyelesaian :