1. Fluida Dinamis a. Tabung Venturi Tanpa Manometer Tabung
advertisement
1. Fluida Dinamis a. Tabung Venturi Tanpa Manometer Tabung venturi adalah alat untuk mengukur kelajuan zat cair Gambar 16 Zat cair mengali dari penampang 𝐴! ke penampang 𝐴! yang lebih kecil maka sesuai persamaan kontinuitas 𝑉! < 𝑉! sehingga menurut hukum Bernoulli 𝑃! > 𝑃! akibatnya air pada pipa kecil sebelah kiri lebih tinggi dari pipa sebelah kanan Persamaan kontinuitas Tekanan Hidrostatis 𝐴! 𝑣! = 𝐴! 𝑣! !! !! 𝑃! − 𝑃! = 𝜌𝑔ℎ = 𝑣! !! Persamaan Bernoulli pada pipa datar adalah ! 𝑃! − 𝑃! = 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! ! ! 𝜌𝑔ℎ = ! 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! 𝑔ℎ = ! 𝑣! ! − 𝑣! ! ! 2𝑔ℎ = 𝑣! ! − 𝑣! ! 2𝑔ℎ = 2𝑔ℎ = !! !! ! !! !! !! ! 𝑣! − 𝑣! = 2𝑔ℎ = !!! !! ! !! !! − 𝑣! ! ! 2𝑔ℎ !!! !! ! !! !! ! !! ! !! 𝑣! ! − 𝑣! ! !! ! !! − 1 𝑣! ! = 𝑣! ! = 𝑣! Kecepatan aliran zat cair pada tabung venturi tanpa manometer adalah 𝑣! = 2𝑔ℎ 𝐴! 𝐴! ! −1 b. Tabung Venturi Dengan Manometer Gambar 17 Hampir sama dengan tabung venturi sebelumnya hanya disini menggunakan pipa tabung berbentuk U yang berisi air raksa dengan massa jenis 𝜌! Persamaan kontinuitas Tekanan Hidrostatis 𝐴! 𝑣! = 𝐴! 𝑣! !! !! 𝑃! − 𝑃! = 𝜌! 𝑔ℎ = 𝑣! !! Persamaan Bernoulli pada pipa datar adalah ! 𝑃! − 𝑃! = 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! 𝜌! 𝑔ℎ 𝜌! 𝑔ℎ ! ! = ! 𝜌 𝑣! − 𝑣! = 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! !!! !! = 2𝑔ℎ = !! !! ! !! !! !! ! = ! = ! 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! 2𝜌! 𝑔ℎ ! !!! !! ! ! !!! !! ! ! !!! !! ! ! !! ! − 𝑣! ! ! !! !!! !! !! ! !! !! ! 𝑣! ! − 𝑣! ! = !! ! !! 𝑣! ! − 𝑣! ! !! ! !! − 1 𝑣! ! = 𝑣! ! = 𝑣! Kecepatan aliran zat cair pada tabung venturi tanpa manometer adalah 2𝜌! 𝑔ℎ 𝑣! = 𝜌 𝐴! 𝐴! ! −1 c. Tabung Pitot Pada umumnya tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan udara atau gas di dalam pipa tertutup. Tabung pitot menggunakan pipa tabung berbentuk U yang berisi air raksa dengan massa jenis 𝜌! Kecepatan udara pada ujung pipa U sebelah kiri 𝑣! = 0 karena aliran udara terperangkap di dalam pipa oleh air raksa sedang pipa vertikal. Gambar 18 Tekanan hidrostatis 𝑃! − 𝑃! = 𝜌! 𝑔ℎ Persamaan Bernoulli pada pipa datar adalah ! 𝑃! − 𝑃! = 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! ! ! 𝜌! 𝑔ℎ = ! 𝜌 𝑣! ! − 0! 𝜌! 𝑔ℎ = ! 𝜌𝑣! ! 2𝜌! 𝑔ℎ !!! !! ! !!! !! ! ! = 𝜌𝑣! ! = 𝑣! ! = 𝑣! Kecepatan aliran udara dalam tabung pitot 𝑣! = 2𝜌! 𝑔ℎ 𝜌 d. Gaya Angkat Pesawat Terbang Pada sayap pesawat bagian atas lintasan udara lebih panjang dibandingkan lintasan bagian bawah pesawat atau 𝑠! > 𝑠! Udara dari depan pesawat baik yang lewat bagian atas sayap maupun yang lewat bagian bawah sayap menempuh waktu yang sama sampai ke belakang sayap atau 𝑡! = 𝑡! = 𝑡 sehingga 𝑠! > 𝑠! !! ! > ! ! ! 𝑣! > 𝑣! Sesuai prinsip Bernoulli jika 𝑠! > 𝑠! maka 𝑃! < 𝑃! sehingga 𝑃! < 𝑃! 𝑃! ×𝐴 < 𝑃! ×𝐴 𝐹! < 𝐹! Selisih gaya 𝐹! − 𝐹! merupakan gaya yang mengangkat pesawat ke atas Jika gaya angkat lebih besar dari berat pesawat 𝐹! − 𝐹! > 𝑚𝑔 maka pesawat akan terbang Gambar 19 𝐹! − 𝐹! 𝐹! − 𝐹! = 𝑃! 𝐴 − 𝑃! 𝐴 = 𝑃! − 𝑃! 𝐴 ! = 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! 𝐴 ! Gaya angkat pesawat adalah 1 𝐹! − 𝐹! = 𝜌 𝑣! ! − 𝑣! ! 𝐴 2 dimana 𝐴 adalah luas penampang sayap pesawat
