14. FLUIDA
14. FLUIDA
Fluida atau zalir (zat alir) merupakan salah satu jenis zat yang dapat mengalir baik dalm bentu gas ataupun cairan. Artinya, fluida adalah segala macam zat yang tidak solid yang dapat meluncur, berpindah, mengalir jika dipindahkan ke dalam wadah yang berbeda. Sehingga, tidak hanya cairan, zat dalam bentuk gas dan juga plasma dapat termasuk ke dalam fluida.
Bentuk fluida cenderung tidak tetap, yakni bergantung pada wadah atau
penampungan tempat zat itu berada.
Air
dalam kolam renang, dalam bak penampungan, dalam gelas, dan dalam botol
merupakan beberapa contoh dari fluida statik.
Berdasarkan
pergerakannya, fluida dibedakan menjadi fluida statik (diam/
tidakm mengalir) dan fluida dinamik (bergerak/ mengalir).
FLUIDA STATIS
Fluida statis adalah zat alir yang berada dalam
kondisi diam dan tidak bergerak.
Contoh Fluida statis yang paling
simpel adalah air yang diletakkan di dalam gelas.
Dalam fluida statis, fluida tidak
mengalir ataupun berpindah tempat dan tidak menimbulkan pergeseran. Namun,
bukan berarti molekul-molekul dalam fluida tersebut diam dan tidak menimbulkan
gaya apa-apa. Molekul-molekul dalam fluida statis tetaplah bergerak, namun
dalam kecepatan yang tetap dan tidak mengalami percepatan. Mereka juga
menghasilkan tekanan dan juga gaya.
Fluida statis disebut juga dengan hidrostatis. Fluida statis umumnya
membahas terkait besaran tekanan pada fluida atau yang diberikan fluida pada
objek yang ada di dalamnya.
Salah satu fenomena yang menjelaskan fluida statis adalah kenaikan
tekanan air pada kedalaman tertentu hingga perubahan tekanan atmosfer.
Rumus Fluida Statis :
Fluida statis memiliki sejumlah
besaran-besaran. Mulai dari massa jenis, tekanan, dan tekanan hidrostatis.
Berikut rumus dari masing-masing besaran dari fluida statis.
1. Massa Jenis
Massa jenis (densitas) adalah perbandingan massa per
satuan volume.
Simbol massa jenis yaitu ρ (rho).
Berikut rumus dari massa jenis.
ρ
= m / v
Keterangan:
ρ = massa jenis (Kg/m³)
m = massa (Kg atau gram)
V = volume (m³atau cm³)
2. Tekanan
Tekanan adalah besar gaya yang bekerja pada permukaan
benda tiap satuan.
Berikut rumus dari tekanan.
P = F / A
Keterangan:
P = tekanan (Pa atau Nm²)
F = gaya tekanan (N)
A = luas permukaan tekan (m²)
3. Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan air
ke semua arah pada titik ukur manapun karena adanya gaya gravitasi. B
Berikut rumus dari tekanan
hidrostatis.
Ph = ρ . g . h
Keterangan:
Ph = tekanan hidrostatik (Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = kedalaman zat cair dari permukaan (m)
FLUIDA DINAMIS
Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak atau mengalir. Aliran fluida ini akan membentuk garis-garis arus.
Fluida dinamis merupakan zat gas ataupun zat cair yang berjalan atau bergerak, mempunyai kecepatan konstan atas waktu, fluida dinamis yang tak berubah atas volume, tak kental maupun tak turbulen (tak menghadapi rotasi).
Berdasarkan jenis alirannya fluida terbagi menjadi dua jenis, yaitu sebagai berikut :
1. Aliran Laminer
Aliran laminer ialah aliran ideal dan terjadi pada aliran fluida pada kecepatan rendah. Aliran ini terjadi ketika paket fluida meluncur bersama dengan paket fluida di sebelahnya, tiap jalur paket fluida tidak berseberangan dengan jalur lainnya.
2. Aliran Turbulen
Aliran turbulen terjadi ketika paket fluida tidak
meluncur bersamaan dengan paket fluida di sebelahnya, tiap jalur paket fluida
bisa bersebrangan dengan jalur lainnya. Aliran turbulen ditandai adanya
pusaran-pusaran air (turbulen) dan kecepatan alirannya tinggi.
Ciri-Ciri
Fluida Dinamis
- · Fluida
dianggap tak kompatibel, artinya densitas fluida dianggap selalu tetap saat
mengalami perubahan tekanan.
- · Walaupun
ada gerakan materi (tidak mempunyai kekentalan), fluida dianggap bergerak tanpa
gesekan.
- · Aliran
fluida ialah aliran stasioner, yakni kecepatan dan arah gerak partikel fluida
yang melalui suatu titik tertentu selalu bersifat tetap
- · Tidak
bergantung pada waktu (tunak), artinya ialah kecepatan konstan pada titik
tertentu, dan membentuk
- · Aliran leminer atau berlapis
Rumus Fluida Dinams :
· · Debit Fluida
Debit fluida adalah besarnya volume fluida yang keluar melalui
suatu pipa tiap satuan waktu.
Debit juga bisa dikatakan sebagai laju aliran fluida. Semakin besar
volume yang keluar setiap
detik, semakin besar debit fluidanya. Itu artinya, debit hanya dimiliki oleh fluida yang
bergerak. Secara matematis, bisa dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan :
Q = debit fluida (m3/s)
V = volume (m3)
t = waktu (s)
· · Asas Kontinuitas
Asas kontinuitas adalah asas yang mengatur laju
aliran fluida di dalam pipa. Menurut asas ini,
fluida yang tunak dan
tidak termampatkan memiliki debit yang selalu tetap di setiap titik di
sepanjang pipa. Itu
artinya, laju aliran fluida akan berbanding terbalik dengan luas penampang
pipanya.
Semakin besar luas
penampang pipa yang dilewati fluida, semakin kecil kelajuan fluidanya.
Sebaliknya, semakin
kecil luas penampang pipa, semakin besar kelajuan airnya.
Secara matematis, asas
kontinuitas dirumuskan sebagai berikut.
v1 A1 = v1 A2
Keterangan :
v1 =
kelajuan fluida di penampang 1 (m/s)
v2 =
kelajuan fluida di penampang 2 (m/s)
A1 =
luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2
(m2)
