FLUIDA STATIK
PENDAHULUAN
Suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan fluida. Cairan adalah
salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak
partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas
juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat lemah sehingga
diabaikan. Dengan demikian kerapatannya akan lebih kecil.
Karena itu, fluida dapat ditinjau sebagai sistem partikel dan kita dapat
menelaah sifatnya dengan menggunakan konsep mekanika partikel. Apabila fluida
mengalami gaya geser maka akan siap untuk mengalir. Jika kita mengamati fluida
statik, misalnya air di tempayan. Sistem ini tidak mengalami gaya geser tetapi
mempunyai tekanan pada dinding tempayan.
Berdasarkan uraian di atas, maka pada modul ini akan dibahas dulu mengenai
fluida statik. Pada kegiatan berikutnya akan dibahas secara khusus fluida
dinamik. Pembahasan sering menggunakan konsep umum maupun prinsip mekanika
partikel. Dengan mempelajari modul ini berarti Anda akan dapat mengkaji sifat
fluida statik dan fluida dinamik dengan menggunakan mekanika partikel. Setelah
Anda mempelajari modul ini, Anda dapat:
- Menjelaskan makna hukum utama
hidrostatik.
- Menggunakan hukum utama
hidrostatik untuk menjelaskan sifat-sifat khusus fluida statik.
- Membedakan macam-macam aliran
fluida.
- Menghitung debit aliran fluida.
- Menjelaskan makna hukum
Bernoulli.
- Menggunakan hukum Bernoulli
untuk menjelaskan sifat-sifat aliran fluida.
- Menjelaskan masalah fluida pada
kehidupan sehari-hari dengan menggunakan konsep fisika
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. Jika V = h ∆A, kita dapatkan:
W = ρ h
∆A
g
(2)
Jika berat itu ditopang oleh luasan
∆A, yang sebanding dengan luas ∆A, akibatnya gaya ini tersebar rata di
permukaan dasar bejana.
Tekanan sebagai perbandingan gaya
dengan luas, seperti diilustrasikan pada gambar 2.
gaya
ρ h ∆A g
p =
=
= ρ g h (3)
luas
∆A
Di mana p adalah tekanan yang
dialami dasar bejana. Dalam satuan tekanan diukur dalam N/m2, dan
dinamai Pascal yang disingkat Pa.
Gambar 2. Cairan setinggi h menekan dasar
bejana A
Sebagai contoh, misalnya akan kita
cari tekanan dalam Pa, yang dialami dasar bejana cairan dengan ρ = 670
kg/m3 dan dalamnya 46 cm.
p = ρ g h = (670 kg/m3) (9,8 m/s2) (0,46 m)
= 3020 kg.m/s2 = 3020 n/m2 = 3020 pa
Tekanan
adalah kuantitas skalar tanpa arah. Gaya yang menghasilkan tekanan yang bekerja
pada permukaan adalah vektor yang arahnya selalu tegak lurus ke permukaan. Kita
dapat menggunakan keadaan setimbang gaya-gaya yang bekerja pada bagian kecil
cairan, seperti dilukiskan pada gambar 3.
Gambar 3. Keseimbangan gaya pada bagian kecil cairan.
Bagian kecil cairan yang tebalnya ∆A
dan luas permukaan bagian atas (ada bagian bawah) A serta luas sisi lainnya A
mengalami keseimbangan gaya. Dalam hal ini cairan tidak mengalami pergolakan
yang mengakibatkan cairan mengalir. Tiap bagian dari cairan mestilah diam.
Tekanan yang dilakukan bagian cairan lain pada bagian kecil cairan tersebut
yang dilakukan oleh gaya-gaya F3 dan F4 saling
meniadakan, demikian pula oleh gaya-gaya F5 dan F6. Gaya
F2 mestilah cukup besar terhadap F1 agar dapat menopang
bagian cairan tersebut.
Karena F3 = F4
dan F5 = F6, maka p3 (=F3/A2)
= p4 (=F4/A2) dan p5 (=F5/A2)
= p6 (F6/A2)
Sekarang, karena F2 >
F1, maka
p2 A1 . p1 A1 = ρ g A1 ∆h
p2 . p1 = ρ g ∆h
atau
∆p = ρ
g ∆h
(4)
Jadi, apabila kerapatannya konstan,
perubahan tekanan di antara dua titik di dalam cairan berbanding lurus dengan
perbedaan kedalamannya. Pada kedalaman yang sama mempunyai tekanan yang sama.
Selama variasi tekanan di dalam cairan statis hanya tergantung pada
kedalamannya, maka penambahan tekanan dari luar yang dilakukan pada permukaan
cairan, misalnya karena perubahan tekanan atmosfer atau tekanan piston,
mestilah merupakan penambahan tekanan pada semua titik dalam cairan, seperti
dikemukakan oleh Blaise Pascal (1623-1662), yang dikenal sebagai Hukum Pascal.
Tekanan yang dilakukan pada cairan dalam ruang tertutup, akan diteruskan
kemana-mana sama besarnya termasuk dinding tempatnya.
Apabila kerapatan ρ (massa jenis) sangat kecil, misalnya fluida
berbentuk gas, maka perbedaan tekanan pada dua titik di dalam fluida dapat
diabaikan. Jadi di dalam suatu bejana yang berisi gas, tekanan gas di mana-mana
adalah sama. Hal ini tentu saja bukan untuk ∆h yang sangat besar. Tekanan dari
udara sangat bervariasi untuk ketinggian yang besar dalam atmosfer. Dalam
kenyataan, kerapatan ρ berbeda pada ketinggian yang tidak sama dan ρ
ini hendaklah kita ketahui sebagai fungsi dari h sebelum persamaan 3 di atas
kita pergunakan.
Marilah kita perhatikan hal berikut ini. Andaikan ke dalam pipa berbentuk U
dimasukkan dua jenis cairan yang tidak dapat bercampur secara sempurna,
misalnya air dengan minyak tanah.
Gambar 4. Pipa berbentuk
U berisi dua jenis cairan.
Setelah cairan yang kerapatannya ρ1
dimasukkan ke dalam pipa, cairan yang kedua dengan kerapatan ρ2
(di mana ρ1 > ρ2) dimasukkan ke salah
satu pipa sehingga permukaan cairan yang pertama turun setinggi 1 di bawah
cairan yang kedua itu, sedangkan permukaan lainnya naik setinggi 1 seperti
dilukiskan pada gambar 4 di atas. Akan kita tentukan perbandingan kerapatan
kedua jenis cairan tersebut. Pada gambar 4 titik C menyatakan keseimbangan
tekanan. Tekanan di C yang dilakukan cairan di atasnya adalah
Untuk cairan pertama : p1 g 2 1
Untuk cairan kedua : p1 g 2 1
Sehingga :
ρ1 g 2 1 = ρ2 g (d + 2 1)
atau
ρ2 2 1
=
ρ1 d + 2 1
Perbandingan kerapatan suatu bahan
terhadap kerapatan air dinamakan kerapatan relatif atau gravitas
spesifik dari bahan tersebut.
Archimedes mendapatkan suatu prinsip sebagai berikut. Apabila suatu benda
dicelupkan ke dalam cairan (seluruhnya atau sebagian), benda itu mengalami gaya
ke atas sebesar berat cairan yang dipindahkannya.
Apabila sebuah benda dicelupkan ke dalam cairan, seperti ditunjukkan dalam
gambar 5, total gaya ke atas atau gaya angkat, dilakukan pada benda. Akibat
gaya ini terdapat perbedaan tekanan pada bagian bawah dan bagian atas benda.
Selama tekanan ini tergantung pada kedalaman cairan, dengan mudah dapat kita
hitung gaya ke atas untuk sederhana, antara lain untuk balok tegar di mana
salah satu permukaannya horizontal.
Gambar 5. Gaya-gaya yang
dialami benda di dalam cairan.
Benda yang bentuknya sembarang, agak sulit kita menentukan tekanan karena
bervariasinya titik-titik permukaan benda. Untuk itu prinsip Archimedes sangat
membantu. Andaikan benda dikeluarkan dari dalam cairan akan menggantikan tempat
benda sebanyak tempat yang tadinya ditempati oleh benda. Jika volume tempat
benda itu telah diisi oleh cairan, ini menunjukkan bahwa adanya keseimbangan
gaya yang terjadi antar cairan penyelubung dengan bagian cairan yang
menggantikan tempat benda tersebut. Jadi gaya netto yang arahnya ke atas adalah
sama dengan m1 g, di mana m1 adalah massa
cairan yang mengisi volume yang ditinggalkan oleh benda.
Sekarang kita tinggalkan pengandaian tadi dengan benda sesungguhnya yang
massanya mo. Cairan mestilah melakukan kontak dengan setiap titik
pada permukaan benda yang memberikan gaya-gaya sama di mana-mana. Gaya ini
mestilah sama dengan gaya penopang cairan yang volumenya adalah sama. Gaya ini
adalah gaya angkat (ke atas) yang besar.
Fb
= mf g = ρ1 Vg
(5)
Di mana m1 adalah massa
cairan yang dipindahkan oleh benda yang tercelup ke dalam cairan adalah
kerapatan cairan. Gaya angkat ini arahnya vertikal ke atas.
Persamaan 5 dinamakan Prinsip Archimedes yang dikemukakan oleh
Archimedes pada tahun 250 SM. Jika gaya ke atas lebih kecil daripada berat
benda yang dicelupkan, mala benda itu akan tenggelam. Jika berat benda lebih
kecil daripada gaya ke atas, benda itu akan terapung. Seandainya ρo
adalah kerapatan benda, dengan volume V, maka beratnya
W = mo
g = ρo V g
Gaya ke atas dinyatakan oleh
persamaan 5.
Fb
= ρ1 V
g
(6)
Netto gaya ke atas ketika benda
semuanya tercelup dalam cairan
Fnet
= Fb . W =( ρf. ρo) V
g
(7)
Jadi benda dengan kerapatan lebih
besar dari kerapatan cairan akan tenggelam, dan yang lebih kecil akan terapung.
Sekarang Anda lakukan latihan
sebagai berikut.
1.
Sebuah balon terbuat dari karet massanya 2 g diisi dengan
gas helium yang massanya ¾ g. JIka volume balon itu 41, akan kita cari gaya ke
atas netto yang bekerja pada balon.
2.
Balok kayu yang kerapatannya 0,6 cm-3 berupa
kubus dengan rusuk 10 cm terapung di dalam air seperti dilukiskan pada gambar
6. Akan kita tentukan bagian kayu yang tidak tercelup dalam air.
FLUIDA DINAMIKA
Aliran air yang ada di alam ini memiliki bentuk yang beragam, karena berbagai
sebab dari keadaan alam baik bentuk permukaan tempat mengalirnya air juga
akibat arah arus yang tidak mudah untuk digambarkan. Misalnya aliran sungai
yangs edang banjir, air terjun dari suatu ketinggian tertentu, dan sebagainya.
Contoh yang disebutkan di bagian depan memberikan gambaran mengenai bentuk yang
sulit dilukiskan secara pasti. Namun demikian, bila kita kaji secara mendalam
maka dalam setiap gerakan partikel tersebut akan selalu berlaku hukum ke-2
Newton. Oleh sebab itu, agar kita labih mudah untuk memahami perilaku air yang
mengalir diperlukan pemahaman yang berkaitan dengan kecepatan (laju air) dan
kerapatan air dari setiap ruang dan waktu. Bertolak dari dua besaran ini aliran
air akan mudah untuk dipahami gejala fisisnya, terutama dibedakan macam-macam
alirannya.
Bertolak dari kecepatan sebagai fungsi dari tempat dan waktu dapat dibedakan
menjadi:
a.
Aliran steady (mantap) dan non steady (tidak
mantap)
b.
Aliran rotational dan aliran irotational
Aliran
air dikatakan steady (mantap) apabila kelajuan air pada setiap titik
tertentu setiap saat adalah konstan. Hal ini berarti pada titik tersebut
kelajuannya akan selalu konstan. Hal ini barati pada aliran steady
(mantap) kelajuan pada satu titik tertentu adalah tetap setiap saat, meskipun
kelajuan aliran secara keseluruhan itu berubah/berbeda.
Aliran
steady ini akan banyak dijumpai pada aliran air yang memiliki kedalaman
yang cukup, atau pada aliran yang yang memiliki kecepatan yang kecil. Sebagai
contoh aliran steady ini adalah aliran laminier, yakni bahwa arus air memiliki
arus yang sederhana (streamline/arus tenang), kelajuan gerak yang kecil
dengan dimensi vektor kecepatannya berubah secara kontinyu dari nol pada
dinding dan maksimum pada sumbu pipa (dimensi linearnya kecil) dan banyak
terjadi pada air yang memiliki kekentalan rendah. Selanjutnya aliran air
dikatakan tidak mantap (non steady) apabila kecepatan v pada setiap
tempat tertentu dan setiap saat tidak konstan. Hal ini berarti bahwa pada
aliran ini kecepatan v sebagai fungsi dari waktu.
Dalam
aliran ini elemen penyusun air akan selalu berusaha menggabungkan diri satu
sama lain dengan elemen air di sekelilingnya meskipun aliran secara keseluruhan
berlangsung dengan lancar. Contoh aliran tidak steady ini adalah aliran
turbulen, yakni bahwa partikel dalam fluida mengalami perubahan kecepatan dari
titik ke titik dan dari waktu ke waktu berlangsung secara tidak teratur (acak).
Oleh sebab itu aliran turbulen biasanya terjadi pada kecepatan air yang tinggi
dengan kekentalan yang relatif tinggi serta memiliki dimensi linear yang
tinggi, sehingga terdapat kecenderungan berolak selama pengalirannya.
Di
samping aliran laminier dan aliran turbulen dikenal pula aliran yang memiliki
profil kecepatan datar, tetapi aliran ini hanya dikenal pada fluida yang tidak
memiliki kekentalan (koefisien kekentalannya nol) dan mengalir secara lambat.
Sedangkan air adalah tergolong pada fluida yang memiliki kekentalan, sehingga
air tidak dapat digolongkan sebagai aliran datar.
Selanjutnya
aliran irrotational adalah aliran air yang tidak diikuti perputaran
partikel penyusun air tersebut, sedangkan aliran rotational adalah
aliran yang diikuti perputaran partikel penyusun air. Hal ini memberikan
gambaran bahwa untuk aliran rotational dapat diberikan istilah rotasi. Salah
satu cara untuk mengetahui adanya aliran rotasi ini antara lain bila di
permukaan air terapung sebuah tongkat yang melintang selama aliran gerak
tongkat tersebut akan mengalami gerakan yang berputar di samping berpindag
secara translasi akibat aliran air tersebut. Contoh aliran rotasi adalah aliran
yang berupa aliran pusaran, yakni suatu aliran yang vektor kecepatannya berubah
dalam arah tegak/transversal.
Selanjutnya
bila ditinjau dari perubahan massa jenis air yang mengalir maka akan dikenal
aliran-aliran sebagai berikut:
- Aliran viscous dan aliran non
viscous
- Aliran termampatkan dan aliran
tak termampatkan
Aliran
viscous adalah aliran dengan kekentalan, atau sering disebut aliran fluida
pekat. Kepekatan fluida ini tergantung pada gesekan antara beberapa partikel
penyusun fluida. Di samping itu juga gesekan antara fluida itu sendiri dengan
tempat terjadinya aliran tersebuut. Untuk aliran air lebih didekatkan pada
aliran dengan kekentalan yang rendah, sehingga aliran air dapat berapda pada aliran
non viscous.
Selanjutnya
aliran termampatkan adalag aliran yang terjadi pada fluida yang selama
pengalirannya dapat dimampatkan atau berubah volumenya, sehingga akan mengubah
pula massa jenis fluida tersbeut. Aliran termampatkan ini pada umumnya berlangsung
pada gas, sedangkan pada air alirannya lebih didekatkan pada pengertian aliran
tak termampatkan yakni bahwa selama pengaliran air tersebut massa jenis air
dianggap tetap besarnya.
Dari
uraian yang telah dikemukakan di bagian depan, maka agar aliran air dapat
dipahami dengan mudah maka aliran yang dimaksud dalam pembahasan nanti labih
ditekankan pada aliran-aliran yang meliputi:
1.
Aliran air merupakan aliran yang mantap
2.
Aliran air merupakan aliran yang tidak berputar (irrotational
= tidak berotasi)
3.
Aliran air merupakan aliran yang tidak termampatkan, yakni
bahwa selama pengaliran berlangsung massa jenisnya tetap
4.
Aliran air merupakan merupakan aliran tanpa kekentalan
(kekentalannya rendah)
Melalui pengertiannya seperti yang telah dikemukakan di atas selanjutnya akan
dikenal aliran stasioner, yakni bahwa aliran air tersebut akan membentuk gas
alir yang tertentu dan partikel penyusun air akan melalui jalur tertentu yang
pernah dilalui oleh pertikel penyusun air di depannya.
Gambar 1. Aliran stasioner
Gambar 2. Arus turbulen dan streamline
Garis-garis yang digambarkan dalam tabung 3 ini disebut sebagai garis alir atau
garis alur. Kecepatan titik A, B, dan C akan berbeda-beda.
Bilangan Reynold merupakan besaran fisis yang tidak berdimensi. Bilangan ini
dipergunakan sebagai acuan dalam membedakan aliran laminier dan turbulen di
satu pihak, dan di lain pihak dapat dimanfaatkan sebagai acuan untuk mengetahui
jenis-jenis aliran yang berlangsung dalam air. Hal ini didasarkan pada suatu
keadaan bahwa dalam satu tabung/pipa atau dalam satu tempat mengalirnya air,
sering terjadi perubahan bentuk aliran yang satu menjadi aliran yang lain.
Perubahan bentuk aliran ini pada umumnya tidaklah terjadi secara tiba-tiba
tetapi memerlukan waktu antara, yakni suatu waktu yang relatif pendek dengan
diketahuinya kecepatan kristis dari suatu aliran. Kecepatan kritis ini pada
umumnya akan dipengaruhi oleh ukuran pipa, jenis zat cair yang lewat dalam pipa
tersebut.
Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan terdapat empat besaran yang
menentukan apakah aliran tersebut digolongkan aliran laminier ataukah aliran
turbulen. Keempat besaran tersebut adalah besaran massa jenis air, kecepatan
aliran, kekentalan, dan diameter pipa. Kombinasi dari keempatnya akan
menentukan besarnya bilangan Reynold. Oleh sebab itu, bilangan Reynold dapat
dituliskan dalam keempat besaran tersebut sebagai berikut.
Re = (ρ v D)/η
Keterangan:
Re
: bilangan Reynold
ρ : massa jenis
η
: viscositas/kekentalan
v
: kecepatan aliran
D
: diameter pipa
Hasil perhitungan berdasarkan
eksperimen didapatkan ketentuan bahwa untuk bilangan Reynold berikut ini:
0 < Re ≤ 2000, aliran
disebut laminier
2000 < Re ≤ 3000,
aliran disebut transisi antara laminier dan aliran turbulen
Re > 3000, aliran
turbulen
Dalam pembahasan aliran air, baik aliran air yang lewat sungai maupun melalui
pipa oleh PAM, istilah debit air banyak dikenal.
Gambar 3. Aliran air
lewat pipa.
Debit merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat
atau yang dapat ditampung dalam suatu tempat tiap satu satuan waktu tertentu.
Satuan debit pada umumnya mengacu pada satuan volume dan satuan waktu. Apabila
Q menyatakan debit air dan v menyatakan volume air, sedangkan ∆t adalah selang
waktu tertentu mengalirnya air tersebut, maka hubungan antara ketiganya dapat
dinyatakan sebagai berikut:
Q = V/∆t
V
: volume satuannya m3 (MKS) atau cm3 (cgs)
∆t
: selang waktu tertentu satuannya second
Satuan Q adalah m3/sec
(MKS) dan cm3 (cgs)
Seperti telah diungkapkan di bagian
depan bahwa aliran air pada umumnya berkaitan dengan kecepatan pengalirannya,
dan massa jenis air itu sendiri. Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal
apabila air tersebut tidak dapat dimampatkan dan berpindah tanpa mengalami
gesekan. Hal ini berarti bahwa pada gerakan air tersebut memiliki kecepatan
yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dan geraknya beraturan akibat
pengaruh gravitasi bumi di suatu tempat terhadap partikel penyusun air
tersebut. Namun demikian sifat seperti yang telah diungkapkan di bagian depan
tersebut dalam kehidupan sehari-hari sering sulit dijumpai dalam kenyataan,
sehingga besarnya debit air yang mengalir pada sembarang aliran tersebut juga
tidak mudah. Oleh sebab itu dalam pembahasan kita nanti ukuran debit didasarkan
pada aliran ideal seperti yang telah diungkapkan di bagian depan.
Gambar 5. Gerak zat cair dalam tabung dari
posisi (a) dan (b)
Lihat gambar di atas, suatu pipa
terbuka yang luas penampang ujung kiri adalah A1 dan mengalir air
dengan kecepatan V1, selanjutnya air mengalir melalui pipa kanan
yang memiliki luas penampang A2 dengan kecepatan pengaliran adalah V2,
maka berdasarkan sifat yang telah dikemukakan di depan akan berlaku hukum
kekekalan massa, yakni bahwa selama pengaliran tidak ada fluida yang hilang,
maka selama t detik akan berlaku persamaan:
A1 V1 g t = A2
V2 g t
A1 V1
= A2 V2 = konstan
Persamaan tersebut merupakan
persamaan kontinuitas, dan sebagai konsekuensi aliran semacam ini adalah bahwa
lecepatan pengaliran air akan terbesar pada suatu tempat yang memiliki luas
penampang terkecil.
Di sini volume air yang mengalir V =
A v t
Jadi selama t detik besarnya debit
air yang dapat keluar adalah
Q = (A v t)/t
Q = A v
Seperti telah diungkapkan di bagian depan bahwa aliran air dalam suatu tabung
akan bergantung pada tingginya permukaan air di dalam tabung tersebut dan luas
penampang lubang yang terdapat dalam tabung. Hal ini berarti bahwa debit air
yang mengalir dalam tabung akan bergantung pada ketinggian permukaan air dalam
tabung dan luas penampangnya. Gambar di bawah ini memperlihatkan bahwa tabung
dengan ketinggian permukaan air yang sama tingginya tetapi luas lubang
pengaliran berbeda. Selanjutnya air dibiarkan mengalir dalam waktu yang sama.
Dari gambar di atas nampak jelas
bahwa banyaknya air yang meluah melalui lubang tabung yang memiliki luas
penampang yang lebih besar akan lebih banyak dibandingkan dengan tabung yang
memiliki luas penampang yang lebih kecil. Hal ini disebabkan luas penampang
lubang pengaliran air berbeda, yakni lubang yang satu lebih besar dari yang
lainnya.
Selanjutnya perhatikan gambar berikut ini, di bawah ini terdapat dua tabung
sama besar, diberikan dua lubang yang sama besarnya dan lubang tersebut berada
pada ketinggian yang sama. Seterusnya pada tabung diisi dengan air yang berbeda
tingginya dan dibiarkan air mengalir melalui lubang tersebut.
Dari aliran air dalam selang waktu
yang bersamaan akan dapat diketahui bahwa air dalam lubang tabung yang memiliki
permukaan yang lebih tinggi akan memberikan gambaran debit air yang lebih besar
daripada tabung yang memiliki ketinggian permukaan yang lebih rendah. Hal ini
disebabkan pada permukaan air yang lebih tinggi gaya berat yang diberikan air
semakin besar, sehingga memiliki kecenderungan tekanan yang lebih besar daripada
tabung yang memiliki ketinggian permukaan air yang lebih rendah. Akibatnya
aliran air akan lebih cepat dari yang lainnya. Dengan demikian akan memiliki
debit yang lebih besar dari lainnya, semakin tinggi permukaan air dalam tabung
akan semakin besar kecepatan air yang keluar dari tabung.
Untuk lebih dapat memahami uraian yang diungkapkan di bagian depan kerjakanlah
soal latihan di bawah ini.
1.
Jelaskan sifat-sifat aliran air yang ideal? Mengapa
pembahasan sifat tersebut diperlukan?
2.
Persyaratan apa saja yang harus dipenuhi agar aliran
memiliki aliran yang laminier?
3.
Jelaskan hukum kekekalan massa dalam aliran air!
4.
Jawablah masalah debit yang dilukiskan pada gambar di bawah
ini. Gambar aliran air mana yang memberikan debit yang lebih besar dari
lainnya?
Gambar 8.
0 komentar:
Posting Komentar