hidrolika i - UIGM | Login Student

HIDROLIKA I
Yulyana Aurdin, ST., M.Eng
ATURAN PERKULIAHAN
1. TEPAT WAKTU
2. TIDAK MEMAKAI
BAJU KAOS DAN
SANDAL
3. TAAT SEGALA
PERATURAN
PERKULIAHAN
4. KEHADIRAN MIN
80%
HIDROLIKA
1.1.PENDAHULUAN
Hidrolika adalah bagian dari hidromekanika
mechanics) yang berhubungan dengan gerak air.
(hydro
Untuk mempelajari HIDROLIKA mahasiswa harus
memahami tentang kalkulus dan mekanika fluida lebih dulu.
Tidak harus sich ............... ???????
Dengan bekal pengetahuan kalkulus dan mekanika fluida
mahasiswa akan mampu memahami penurunan persamaanpersamaan dasar dan fenomena aliran yang pada prinsipnya
merupakan fungsi dari tempat (x,y,z) dan waktu (t).
Ir.Darmadi,MM
4
4/19/2017
HYDROSTATICS
Statika Fluida
HYDRO
HYDRODYNAMICS
MECHANICS
Dinamika/gerak fluida
(Mekanika Cairan)
HYDRAULICS
Hidrolika
(terapan)
FLUID
MECHANICS
(MekanikaFluida)
AEROSTATICS
Statika Udara
AERO
MECHANICS
(Mekanika Udara)
Ir.Darmadi,MM
5
THEORITICAL
AERODYNAMICS
EXPERIMENTAL
AERODYNAMICS
4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA
Ir.Darmadi,MM
6
4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA
1.BIDANG JALAN RAYA
- Desain saluran drainase Jalan
- Desain ruang bawah jembatan
3
Ir.Darmadi,MM
7
4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA
2. BIDANG PENGAIRAN
3
Ir.Darmadi,MM
8
4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA
2. BIDANG PENGAIRAN
3
Ir.Darmadi,MM
9
4/19/2017
APLIKASI DALAM DUNIA NYATA
3. BIDANG KONSTRUKSI /
GEDUNG BERTINGKAT
Ir.Darmadi,MM
10
4/19/2017
Yang dipelajari
dalam HIDROLIKA
a. ALIRAN saluran terbuka
b. ALIRAN saluran tertutup / pipa.
s
Ir.Darmadi,MM
11
4/19/2017
Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua
macam aliran yaitu
-aliran saluran tertutup dan
- aliran saluran terbuka.
Ir.Darmadi,MM
Kedua aliran tersebut dalam banyak hal mempunyai
kesamaan tetapi ada perbedaan yg prisipal
12
4/19/2017
Apa perbedaan Open Channel/Free flow
dengan
Close Conduit/Pipe flow ?
Perbedaan prinsipnya adalah pada keberadaan
permukaan aliran;
- aliran saluran terbuka mempunyai
permukaan bebas, shg air bebas bentuknya
- aliran saluran tertutup mempunyai
permukaan tidak bebas karena air mengisi
seluruh penampang saluran.
- aliran saluran terbuka mempunyai
permukaan yang terhubung dengan atmosfer
- aliran saluran tertutup mempunyai permukaan
tidak terhubungan dengan atmosfer.
Ir.Darmadi,MM
14
4/19/2017
HUKUM YANG DIGUNAKAN
Persamaan yang dipakai dalam hidrolika
Persamaan Kontinuitas Q = A1 V1 = A2 V2
Persamaan Energi
E = mgh + ½
mV2
Persamaan Momentum
Persamaan Gesekan
Persamaan Bernoulli
Ir.Darmadi,MM
15
4/19/2017
HUKUM 1 NEWTON
 Menurut Hukum pertama Newton, setiap benda
memiliki sifat inert (lembam), artinya bila tidak ada
ganguan dari luar benda cenderung mempertahankan
keadaan geraknya (diam atau bergerak).
 Dengan demikian hukum Newton yang pertama dapat
kita rumuskan sebagai berikut :
Dalam kerangka inersial, setiap benda akan tetap dalam
keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, jika Resultan
(jumlah/hasil) gaya yang bekerja pada benda itu sama
dengan nol.
APLIKASI HUKUM 1 NEWTON
APA YANG TERJADI DENGAN TANGGA TERSEBUT ???
APLIKASI HUKUM 1 NEWTON
BAGAIMANA DENGAN PERISTIWA YANG INI ??
JELASKAN MENURUT PENDAPATMU !
HUKUM KEDUA NEWTON
 Hukum kedua Newton menyatakan hubungan antara gaya dan
perubahan keadaan gerak secara kuantitatif (a). Newton
menyebutkan bahwa kecepatan perubahan kuantitas gerak
suatu partikel sama dengan resultan gaya yang bekerja pada
partikel tersebut. Dalam mekanika klasik pada umumnya massa
partikel m adalah tetap, hukum II Newton dituliskan sbb:
a
 F atau F  m . a

m
= gaya resultan yang bekerja pada benda
F
 Gaya sebesar 1 Newton diartikan sebagai besarnya gaya yang bila
dikerjakan pada benda bermassa 1 kilogram akan menghasilkan
percepatan 1 meter per sekon kuadrat.
APLIKASI HUKUM KEDUA NEWTON
APLIKASI HUKUM KEDUA NEWTON
HUKUM KETIGA NEWTON
 Menurut hukum ketiga Newton:
Setiap gaya mekanik selalu muncul berpasangan, yang
satu disebut aksi dan yang lain disebut reaksi, sedemikian
rupa sehingga aksi = - reaksi.
Yang mana disebut aksi dan yang mana yang disebut reaksi tidaklah
penting, yang penting kedua-duanya ada.
Sifat pasangan gaya aksi-reaksi adalah sebagai berikut:
 (1) sama besar (2) arahnya berlawanan, dan (3) bekerja pada benda
yang berlainan (satu bekerja pada benda A, yang lain bekerja pada
benda B. Pasangan aksi-reaksi yang memenuhi ketiga sifat ini
disebut memenuhi bentuk lemah hukum Newton III. Banyak pula
pasangan aksi-reaksi yang memenuhi sifat tambahan yaitu (4)
mereka terletak dalam satu garis lurus . Pasangan ini juga memenuhi
sifat terakhir disebut memenuhi bentuk kuat hukum Newton III.
APLIKASI HUKUM KETIGA NEWTON
F2
F1
Gambar 1
F
F
3
4
F
F
5
6
Gambar 2
LEBIH JAUH TENTANG GAYA
Gaya F adalah besaran vektor, karena itu
mempunyai besar dan arah serta memenuhi
aturan-aturan operasi vektor. Satuan untuk gaya
adalah newton, dan disingkat dengan N.
Besar dan arah gaya bergantung kepada macam
sistem dan lingkungan yang sedang ditinjau serta
diungkapkan lewat hukum gaya. Hukum gaya ini
mempunyai bentuk yang khas bagi sebuah sistem
dan lingkungannya.
Misal:
Benda di dekat permukaan bumi : Gaya berat.
Benda diikat dengan tali : Tegangan tali .
APLIKASI SISTEM GAYA
APLIKASI SISTEM GAYA
SISTEM PEDATI
SISTEM PESAWAT TERBANG
F1
F2
F3
F4
Gaya
Gaya
Arah
F1 = Gaya tarikan kuda
Ke depan
F2 = Gaya dorongan lantai
Ke depan
F3 = Gaya tarikan gerobak
Ke belakang
F4 = Gaya gesekan
Ke belakang
Arah
Gravity
Ke bawah
Lift
Ke atas
Air Drag
Ke belakang
Glider
Ke belakang
Propeller
Ke depan
BESARAN DAN SISTEM SATUAN
1.1
1.2 BESARAN DAN SATUAN
 Besaran :
Sesuatu yang dapat diukur  dinyatakan dengan
(kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.
angka
 Mengukur :
Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis
yang ditetapkan sebagai satuan.
Besaran Fisika baru terdefenisi jika :  ada nilainya (besarnya)
 ada satuannya
contoh : panjang jalan 10 km
satuan
nilai
1.4
 Satuan :
Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan.
Contoh :  meter, kilometer
 satuan panjang
 detik, menit, jam
 satuan waktu
 gram, kilogram
 satuan massa
 dll.
 Sistem satuan : ada 2 macam
1. Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon)
b. cgs (centimeter, gram, sekon)
2. Sistem Non metrik (sistem British)
 Sistem Internasional (SI)
Sistem satuan mks yang telah disempurnakan  yang paling
banyak dipakai sekarang ini.
Dalam SI :
Ada 7 besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tak
berdimensi
1.5
7 Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI)
NO
Besaran Pokok
Satuan
Singkatan
Dimensi
1
Panjang
Meter
m
L
2
Massa
Kilogram
kg
M
3
Waktu
Sekon
s
T
4
Arus Listrik
Ampere
A
I
5
Suhu
Kelvin
K
θ
6
Intensitas Cahaya
Candela
cd
j
7
Jumlah Zat
Mole
mol
N
Besaran Pokok Tak Berdimensi
NO
Besaran Pokok
Satuan
Singkatan
Dimensi
1
Sudut Datar
Radian
rad
-
2
Sudut Ruang
Steradian
sr
1.6
 Dimensi
Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok.
- Guna Dimensi :
1. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran
2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan
- Metode penjabaran dimensi :
1. Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri
2. Setiap suku berdimensi sama
 Besaran Turunan
Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
1.7
Contoh :
a. Tidak menggunakan nama khusus
NO
Besaran
Satuan
1
Kecepatan
meter/detik
2
Luas
meter 2
b. Mempunyai nama khusus
NO
Besaran
Satuan
Lambang
1 Gaya
Newton
N
2 Energi
Joule
J
3 Daya
Watt
W
4 Frekuensi
Hertz
Hz
1.8
Besaran Turunan dan Dimensi
NO
Besaran Pokok
Rumus
Dimensi
1
Luas
panjang x lebar
[L]2
2
Volume
panjang x lebar x tinggi
[L]3
3
Massa Jenis
4
massa
volume
[m] [L]-3
Kecepatan
perpindahan
waktu
[L] [T]-1
5
Percepatan
kecepatan
waktu
6
Gaya
massa x percepatan
[M] [L] [T]-2
7
Usaha dan Energi
gaya x perpindahan
[M] [L]2 [T]-2
8
Impuls dan Momentum
gaya x waktu
[M] [L] [T]-1
[L] [T]-2
1.9
Faktor Penggali dalam SI
NO
Faktor
Nama
Simbol
1
10 -18
atto
a
2
10 -15
femto
f
3
10 -12
piko
p
4
10 -9
nano
n
5
10 -6
mikro
μ
6
10 -3
mili
m
7
10 3
kilo
K
8
10 6
mega
M
9
10 9
giga
G
10
10 12
tera
T
1.10