Di suatu tempat terdapat sungai bawah tanah yang diketahui ada air mengalir dari hulu ke hilir

tugas proyek fisika kelas XI semester ganjil
guru indri dayana,M.Si
materi pembelajaran:fluida dinamis tujuan pembelajaran:mengetahui konsep fluida iddeal,garis arus dan asas kontinuitas,asas bernoulli dan mengetahui pnerapan penerapan asas kontinuitas dan asas bernoulli dalam kehidupan serta dapat mengerjakan latihan latiahn fluida dinami apakah yang dimaksud dengan fluida dinamis? fluida dinamis adalah fluida yang bergerak. beberapa konsep tentang fluida dinamis: 1.fluida termampatkan :fluida yang volume atau massa jenisnya berubah ketika diberi tekanan 2.fluida tak termampatkan :fluida yang volume atau massa jenisnya tetap ketika diberi tekanan 3.aliran tunak : aliran fluida dimana kecepatan fluida di setiap titik adalah tetap. 4.aliran tidak tunak: aliran fluida dimana kecepatan fluida di setiap titik tidak tetap 5.aliran berputar: fluida tersebut mengalami momentum sudut terhadap suatu titik tertentu 6. aliran tidak berputar: fluida tersebut tidak mengalami momentum sudut terhadap suatu titik tertentu 7. fluida kental: fluida dimana gesekan internal di dalam fluida tidak dapat diabaikan sehingga benda bergerak melalui fluida tersebut mengalami gaya gesekan 8.fluida tak kental :fluida dimana gesekan internal di dalam fluida dapat diabaikan sehingga benda bergerak melalui fluida tersebut tidakmengalami gaya gesekan

garis arus dan asas kontinuitas

keterangan :
Q = debit (m3/s)
V = volume (m3)
t = waktu (s)

keterangan :

A = luas penampang (m2)

Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau 2 tempat, maka:

Debit aliran 1 = Debit aliran 2, atau :

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 m2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m2 dan kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, tentukan kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil!

Pembahasan

D.penerapan asas kontinuitas dan asas bernoulli

• pada tangki yang berlubang

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

p1 + ρgh1 + 0 = p2 +ρgh2 + ρv22

g(h1 – h2) = v2

v = 

v = 

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 vBX = v =  . Sedangkan kecepatan awal pada saat jatuh (sumbu Y) merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dengan percepatan ay = g. Berdasarkan persamaan jarak Y = v0yt +  ay t2 dengan Y = H –h, v0y = 0, dan ay = g, maka kita peroleh persamaan untuk menghitung waktu yang diperlukan air dari titik B ke titik D sebagai berikut.

Karena v0X = vBX = v =   , maka:

R = X =  

R = X = 

R = X = 

Tangki air dengan lubang kebocoran diperlihatkan gambar berikut! 

Jarak lubang ke tanah adalah 10 m dan jarak lubang ke permukaan air adalah 3,2 m. Tentukan:

Pembahasan

b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air

c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah

merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran suatu fluida/zat cair 

venturimeter tanpa manometer

Untuk mengukur kecepatan aliran air pada sebuah pipa horizontal digunakan alat seperti diperlihatkan gambar berikut ini!

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 dan luas penampang pipa kecil adalah 3 cm2 serta perbedaan ketinggian air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm tentukan :

Pembahasan

v1 = A2√ [(2gh) : (A12 − A22) ]

a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besar
v1 = A2√ [(2gh) : (A12 − A22) ]
v1 = (3) √ [ (2 x 10 x 0,2) : (52 − 32) ]
v1 = 3 √ [ (4) : (16) ]
v1 = 1,5 m/s

• venturimeter dengan manometer

diperoleh :

alat pada mesin yang digunakan unruk menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara pada proses pembakaran dalam mesin

memiliki prinsip kerja yang mirip dengan karburator.ketika pengisap pompa ditekan,udara dari tabung silinder dipaksa keluar melalui lubang sempit.udara yang keluar dari lubang sempit ini mempunyai kecepatan tinggi sehingga menurunkan tekanan udara di bagian atas nosel.

merupakan alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran gas atau udara.

• pada sayap pada pesawat terbang

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Perhatikan gambar dibawah. Garis arus pada sisi bagian atas lebih rapat daripada sisi bagian bawahnya. Artinya, kelajuan aliran udara pada sisi bagian atas pesawat v2 lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap v1. Sesuai dengan asas Bornoulli, tekanan pada sisi bagian atas p2 lebih kecil daripada sisi bagian bawah p1 karena kelajuan udaranya lebih besar. Dengan A sebagai luas penampang pesawat, maka besarnya gaya angkat dapat kita ketahui melalui persamaan berikut.

Gaya angkat yang terjadi pada sebuah pesawat diketahui sebesar 1100 kN. 

Pembahasan

1. Tentukan besar debit dari suatu aliran air yang melalui sebuah pipa berdiameter 4 cm dengan kecepatan rata-rata 4 m/s

3. Tentukan kecepatan aliran udara di bagian atas sayap, jika kecepatan aliran udara di bagian bawah sayap pesawat adalah 60 m/s dan beda tekanan di atas dan di bawah sayap adalah 10 N/m2 (ρudara = 1,29 kg/m3

4.   Sebuah tangki air memiliki lubang kebocoran. Jarak lubang ke tanah adalah 10 m dan jarak lubang ke permukaan air adalah 3,2 m. Tentukan:

      a) Kecepatan keluarnya air 

      b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air

      c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah

berikut adalah pembahasannya

1.Diketahui: d = 4 cm = 4 × 10–2 m r = 2 × 10–2 m v = 4 m/s

A = π r2 = 3,14 × (2 × 10-2)2 = 1,256 × 10-3 m2

Q = A v = 1,256 × 10-3 × 4 = 5,024 × 10-3 m2 /s

4      a) Kecepatan keluarnya air 
           v = √(2gh) 
           v = √(2 x 10 x 3,2) = 8 m/s
b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air