Jelaskan apa yang dimaksud dengan fluida dinamis?

Pernah nggak kamu main ke sungai atau dam? Kamu pasti bakalan ngeliat air sungai bergerak dari satu titik ke titik lainnya. Pada pembahasan kali ini Burhan bakalan jelasin tentang fluida yang bergerak dari satu titik ke titik lainnya.

Fluida yang bergerak ini disebut sebagai fluida dinamis, namun apakah semua fluida yang bergerak dapat dikatakan demikian? Simak penjelasan lengkap Burhan tentang ini.

Pengertian Fluida Dinamis

Kalo kamu ngeliat aliran sungai, pasti kamu sadar kalo air sungai sedang bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya. Fenomena pergerakan air ini dalam fisika disebut sebagai fluida bergerak (dinamis). Tapi fluida yang bergerak nggak cuman air doang lho, angin juga termasuk fluida yang bergerak lho dari satu tempat ke tempat lainnya.

Tapi nggak semua zat cair atau gas bisa dikatakan sebagai fluida yang bergerak. Fluida yang dinamis, diasumsikan fluida tersebut bergerak dengan kecepatan konstan, volumenya tetap sejak awal, nggak kental, dan alirannya nggak turbulen maka fluida tersebut bisa disebut fluida yang dinamis. Sehingga kamu bisa ngerti perbedaan fluida yang dinamis.

Ciri-ciri Fluida Dinamis

Kalo dari pengertian yang udah Burhan jelasin di atas, kamu bakalan ngerti apa saja ciri-ciri suatu fluida bisa dikatakan dinamis. Kamu bisa nyimak penjelasan Burhan tentang ciri-ciri fluida ideal yang dinamis di bawah ini ya.

Ciri pertama yang Burhan jelasin adalah tidak termampatkan. Suatu fluida yang bergerak ketika diberi tekanan berapapun fluida tersebut nggak bakalan termampatkan atau terkompres. Fluida yang tidak terkompres selama bergerak disebut fluida yang dinamis.

Suatu fluida yang bergerak pasti bakalan mengalami gesekan dengan wadahnya kan? Nah fluida yang dinamis dapat bergerak meskipun terjadi gesekan dan gesekan nggak berpengaruh terhadap kecepatan fluida. Kalo dalam fisika biasanya Burhan nganggep bahwa gesekan dengan wadah dianggap nol atau diabaikan.

Selain nggak adanya gesekan, suatu fluida juga nggak boleh memiliki kekentalan yang cukup tinggi. Tingkat viskositas suatu fluida yang semakin tinggi bakalan mempengaruhi kecepatan dari fluida sehingga fluida tersebut nggak bakalan dinamis.

Ciri ketiga yang Burhan jelasin adalah aliran fluidanya stasioner. Aliran stasioner suatu fluida ngejelasin kalo fluida bergerak dengan arah wadah dan selama proses pergerakan fluida nggak terjadi turbulensi atau pusaran dalam fluida. Jadi fluida yang dinamis nggak bakalan ngalamin pusaran selama proses bergeraknya.

Ciri terakhir suatu fluida yang dinamis adalah keceptan alirannya tunak atau steady state. Jadi selama proses terjadinya pergerakan fluida, kecepatan fluida konstan terhadap waktu dan nggak mengalami perubahan yang signifikan.

Besaran Fluida Dinamis

Terdapat dua besaran yang sangat penting untuk kamu pelajari dalam fluida yang bergerak yaitu debit air dan persamaan kontinuitas. Burhan bakalan jelasin kedua besaran fluida bergerak ini di bawah.

Besaran pertama yang bakalan Burhan jelasin adalah debit. Kalo kamu ngeliat fluida yang bergerak, pasti kamu bakalan berpikir berapa banyak volume fluida yang mengalir. Perbandingan antara volume fluida mengalir persatuan waktu tertentu dalam fisika disebut sebagai debit. Kamu bisa gunain rumus debit di bawah ini.

Q = A.v

Q = V / t

Keterangan:

• Q adalah debit aliran air (m3/s)
• A adalah luas penampang dari wadah atau jalur air (m2)
• v adalah kecepatan aliran fluida (m/s)
• V adalah volume fluida yang mengalir (m3)
• t adalah selang waktu fluida yang mengalir (s)

Besaran kedua yang bakalan Burhan bahas adalah persamaan kontinuitas. Persamaan kontinuitas ngejelasin kalo semua arah aliran di dalam pipa memiliki nilai yang sama tiap debitnya. Sehingga rumus untuk persamaan kontinuitas bisa kamu liat di bawah ini.

Jenis-Jenis Aliran Fluida Dinamis

Dalam fluida yang bergerak, ada 2 jenis yang harus kamu ngerti yaitu aliran laminer dan aliran turbulen. Burhan bakalan jelasin dua jenis aliran fluida di bawah ini.

Burhan bakalan jelasin tentang aliran fluida tipe laminar. Aliran fluida laminar adalah aliran yang bergerak dengan mulus dan searah dengan lintasan. Kalo kamu ngeliat aliran laminar ini, kamu bakalan ngeliat semua bagian fluida bergerak secara serentak ke arah yang sama tanpa ada tubrukan. Kamu bisa ngeliat contoh aliran air ini pada pipa atau selang air.

Berbeda dengan aliran laminar yang arah pergerakannya searah dan mulus, Aliran turbulen memiliki arah yang berantakan dan saling bertubrukan. Jadi kamu bakalan ngeliat air sedang bergejolak akibat tubrukan antar aliran. Kamu bisa ngeliat bentuk aliran turbulen melalui gambar di bawah ini.

Asas-asas yang Mendasari Penerapannya

Dalam menganalisis fluida yang dinamis, Burhan belajar beberapa asas yang mendasari analisis Burhan yaitu asas Bernoulli dan asas kontinuitas. Burhan bakalan jelasin dua asas yang mendasari fluida bergerak di bawah ini.

Asas pertama yang Burhan jelasin adalah asas Bernoulli. Asas Bernoulli ngejelasin kalo energi potensial per satuan volume, tekanan (p), dan energi kinetik per satuan volume dalam setiap titik sepanjang garis arus punya nilai yang sama. Bernoulli ngambil kaidah ini berdasarkan hukum kekelan energi.

(Energi Potensial per satuan volume + Tekanan + Energi kinetik per satuan volume)masuk

=

(Energi Potensial per satuan volume + Tekanan + Energi kinetik per satuan volume)keluar

Sehingga kamu bisa nulis persamaan Bernoulli seperti di bawah ini.

Asas kedua yang Burhan jelasin adalah asas kontinuitas. Asas kontinuitas nerapin debit aliran fluida di sembarang titik memiliki nilai yang sama karena fluida tidak bisa dikompres atau dimampatkan. Kalo kamu ngeliat fluida dari dua tempat, misalkan dari pintu masuk dan keluar, maka debit aliran fluida pada pintu masuk dan keluar memiliki nilai yang sama.

Belajar materi aliran yang dinamis bakalan ngebantu kamu buat memahami fenomena aliran-aliran fluida dalam ruang tertutup seperti di dalam pipa. Penerapan lainnya dari materi ini adalah pengisian kolam menggunakan selang. Kamu bisa memperkirakan debit yang dibutuhin biar proses pengisiannya nggak berlangsung lama.

Contoh Soal Fluida Dinamis

Sandy sedang menyiram tanaman dengan menggunakan air selang dengan kedua ujung diameter pipa berbeda. Pada penampang pipa besar dengan luas kecepatan alir fluida adalah 7,2 km/jam. berapakah kecepatan air fluida yang mengalir pada ujung pipa kecil dengan luas penampang  dalam satuan m/s?

A. 1 m/s

B. 2 m/s

C. 4 m/s

D. 7,2 m/s

E. 14,4 m/s

PEMBAHASAN

Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut, kita perlu mengetahui persamaan yang berhubungan dengan luas penampang dan kecepatan alir pada suatu fluida, nah persamaan yang paling tepat adalah persamaan Debit. Debit didefinisikan sebagai Jumlah volume fluida yang mengalir melewati luasan penampang tertentu persatuan waktu.

Dari kasus tersebut, pada pipa besar, kecepatan alir fluida adalah 7,2 km/jam. Karena soal meminta kita untuk menentukan kecepatan alir fluida pada pipa kecil dalam satuan meter/sekon maka, terlebih dahulu kita harus mengkonversikan kecepatan alir fluida pada pipa besar :

Setelah kita mengetahui kecepatan pada pipa besar maka kita langsung aja masukan ke persamaan debit pada prinsip kontinuitas yang menyatakan bahwa perkalian antara luas penampang pipa dengan laju fluida pada kedua ujung pipa adalah konstan :

Maka kecepatan alir fluida pada pipa kecil adalah 4 m/s hal ini sesuai dengan definisi dari persamaan debit bahwa luas penampang dengan kecepatan alir adalah berbanding terbalik.

Jawaban : C

Jawaban A salah karena nilai perbandingan antarara nilai kecepatan pipa besar dan pipa kecil terbalik

Jawaban B salah karena hanya berupa nilai kecepatan pada pipa besar

Jawaban D salah karena nilai kecepatan belum di konversi kedalam satuan m/s

Jawaban E salah karena nilai kecepatan belum di konversi kedalam satuan m/s dan perbandingan nilai kecepatan pipa besar dan pipa kecil terbalik.

[Total: 3 Average: 5]