Mekanika Fluida Dan Hidrolika: Definisi Dan Sifat-Sifat Fluida Besaran Dan Dimensi [PDF]

Citation preview

Modul ke:



01



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA DEFINISI DAN SIFAT-SIFAT FLUIDA BESARAN DAN DIMENSI



Fakultas



FTPD Program Studi



Teknik Sipil



Acep Hidayat,ST,MT



DEFINISI DAN SIFAT-SIFAT FLUIDA • Mekanika fluida dan hidrolika adalah bagian dari mekanika terpakai (Applied Mechanics) yang merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan dasar bagi teknik sipil. • Mekanika fluida dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat dan hukum-hukum yang berlaku serta perilaku fluida (cairan dan gas)



BESARAN DAN SATUAN Standar Untuk Besaran Panjang, Massa, dan Waktu Hukum-hukum fisika dapat dinyatakan dalam besaran-besaran dasar. Besaran-besaran dasar tersebut mempunyai definisi yang jelas. Besaranbesaran dasar tersebut disebut besaran Pokok. Di dalam mekanika, ada tiga besaran Pokok, yaitu Panjang (L), Massa (M), dan Waktu (T). Oleh karena itu semua besaran-besaran di dalam mekanika dapat dinyatakan dengan besaran-besaran dasar tersebut. Misalnya besaran kecepatan yang mempunyai satuan meter/sekon, dapat dinyatakan oleh besaran dasar panjang (meter) dan besaran waktu (sekon). Besaran-besaran di dalam fisika pada umumnya merupakan kombinasi dari beberapa besaran yang lebih mendasar. Misalnya, besaran kecepatan merupakan kombinasi dari besaran panjang dan besaran waktu. Yang dimaksud dengan besaran standar atau besaran pokok adalah besaran yang didefinisikan dan kemudian dijadikan sebagai acuan pengukuran.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran dan Satuan



BESARAN DAN SATUAN Standar Untuk Besaran Panjang, Massa, dan Waktu Hukum-hukum fisika dapat dinyatakan dalam besaran-besaran dasar. Besaranbesaran dasar tersebut mempunyai definisi yang jelas. Besaran-besaran dasar tersebut disebut besaran Pokok. Di dalam mekanika, ada tiga besaran Pokok, yaitu Panjang (L), Massa (M), dan Waktu (T). Oleh karena itu semua besaran-besaran di dalam mekanika dapat dinyatakan dengan besaran-besaran dasar tersebut. Misalnya besaran kecepatan yang mempunyai satuan meter/sekon, dapat dinyatakan oleh besaran dasar panjang (meter) dan besaran waktu (sekon). Besaran-besaran di dalam fisika pada umumnya merupakan kombinasi dari beberapa besaran yang lebih mendasar. Misalnya, besaran kecepatan merupakan kombinasi dari besaran panjang dan besaran waktu. Yang dimaksud dengan besaran standar atau besaran pokok adalah besaran yang didefinisikan dan kemudian dijadikan sebagai acuan pengukuran.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran dan Satuan



BESARAN DAN SATUAN Standar satuan panjang Sebelum tahun 1960, standar satuan panjang didefinisikan sebagai panjang antara dua goresan pada suatu batang terbuat dari Platina-Iridium yang disimpan pada suatu ruangan yang terkontrol kondisinya (lihat gambar 1b). standar ini sudah ditinggalkan karena beberapa alasan, antara lain karena ketelitian dari standar ini sudah tidak lagi memenuhi tuntutan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi yang menurut ketelitian makin tinggi. Setelah standar panjang di atas ditinggalkan pada tahun 1960, didefinisikan kembali standar panjang baru yaitu: Satu meter didefinisikan sebagai 1 650 763,73 kali panjang gelombang cahaya oranye merah yang dipancarkan oleh lampu Krypton-86. Pada tahun 1983, standar panjang ini didefinisikan kembali, yaitu: Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya di dalam vakum selama waktu 1/299 792 458 detik. Standar ini yang berlaku hingga kini. Dari definisi yang terakhir ini, maka dapat kita tetapkan bahwa kecepatan cahaya di dalam vakum adalah 299 792 458 meter per sekon.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran dan Satuan



BESARAN DAN SATUAN Standar satuan massa Standar untuk satuan massa sistem Internasional adalah kilogram (kg). Massa sebesar 1 kilogram didefinisikan sebagai masa sebuah benda berbentuk silinder yang terbuat dari platina-iridium. Gambar 1 (a) memperlihatkan kilogram standar yang tersimpan dan tertutup oleh tabung gelas. Masa standar ini berbentuk silinder dengan diameter 3,9 cm dan tinggi 3,9 cm. Kilogram standar ini disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, di Sevres, Prancis dan ditetapkan pada tahun 1887. Duplikasi dari kilogram standar ini disimpan di “National Institute of Standars and Technology (NIST) di Gaithersburg, Md”. Bila kita mempunyai benda bermassa 5 kg, berarti benda tersebut mempunyai massa 5 kali massa standar di atas.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran dan Satuan



BESARAN DAN SATUAN Standar satuan waktu Sebelum tahun 1960, waktu standar dinyatakan dalam hari matahari rata-rata pada tahun1900. Sehingga satu detik didefinisikan sebagai (1/60) (1/60) (1/24) hari matahari. Pada tahun 1960 satu detik didefinisikan kembali, hal ini dilakukan untuk dapat memperoleh ketelitian yang tinggi, yaitu dengan menggunakan Jam atom. Standar ini didasarkan pada prinsip transisi atom (proses berpindahnya atom dari suatu tingkat energi ke tingkat energi yang lebih rendah). Dalam alat ini, frekuensi transisi atom dapat diukur dengan ketelitian sangat tinggi yaitu 10-12. Frekuensi ini tidak bergantung pada lingkungan di mana jam atom ini berada. Oleh karena itu satu detik didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh atom Cesium untuk bergetar sebanyak 9 192 631 770 kali. Dengan menggunakan jam atom ini, waktu hanya berubah 1 detik setiap 300 000 tahun.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran dan Satuan



Besaran dan Dimensi Besaran Pokok dan Besaraan Turunan Di dalam makanika, kita kenal sistem MKS (meter, kilogram, dan sekon). Selain sistem MKS ada juga sistem besaran yang lain. Tetapi pada tahun 1960, suatu komite internasional telah menetapkan sejumlah besaran yang merupakan suatu besaran dasar atau besaran pokok. Sistem tersebut dikenal sebagai “System International”. Untuk selanjutnya, di dalam buku ini akan selalu digunakan Sistem International. Adapun besaran-besaran dasar yang ditetapkan di dalam Sistem International tersebut besaran dasar (Pokok) yang dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1: Besaran pokok, satuan, dan dimensinya menurut Sistem Internasional (SI) No Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi * panjang meter m L •massa kilogram kg M •waktu sekon s T •kuat arus listrik ampere A I •suhu kelvin K  •Intensitas cahaya mol mol N •Jumlah zat kandela (lilin) Cd J



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran Pokok San Besaran Turunan.



Besaran dan Dimensi Selain besaran pokok di atas masih ada besaran lain, yaitu besaran pelengkap No Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi * Sudut datar Radian rad * Sudut ruang Steradian Sr Setelah besaran-besaran pokok ditetapkan, maka besaran-besaran dalam fisika dapat mempunyai yang merupakan kombinasi dari besaran-besaran pokok tersebut maupun dengan besaran pelengkap. Besaran yang satuannya dapat diturunkan dari besaran pokok disebut besaran turunan. Jadi secara garis besar, besaran di dalam fisika dapat dibagi menjadi Besaran Pokok, Besaran Turunan, dan Besaran Tambahan. Contoh dari besaran turunan adalah: kecepatan, percepatan, gaya, usaha, daya, volume, massa jenis dan lain-lain.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran Pokok San Besaran Turunan.



Besaran dan Dimensi Dimensi Kata dimensi di dalam fisika mempunyai arti yang berbeda dengan kata dimensi dalam kehidupan sehari-hari. Dimensi merupakan sifat fisis dari suatu besaran dan tidak bergantung pada besar pengukuran. Misalnya: besaran massa, apakah massa tersebut 5 kg, 10 kg, atau 20 kg, besaran massa tersebut tetap mempunyai dimensi M (lihat tabel 1). Pada umumnya besaran-besaran di dalam fisika mempunyai dimensi. Dimensi besaran turunan dapat diperoleh dengan menggunakan kombinasi dari besaran pokok. Dengan kata lain, dimensi dari suatu besaran turunan merupakan cara dari besaran tersebut tersusun dari besaran pokok, misalnya: Volume suatu balok, dapat dicari dengan mengalikan panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) dari balok tersebut. Panjang, lebar maupun tinggi mempunyai dimensi panjang, yaitu L. Oleh karena itu, dimensi dari volume menjadi L3. Dimensi suatu besaran dinyatakan dengan lambang huruf dan diberi tanda kurung persegi. Misalnya, dimensi dari besaran gaya F dapat ditulis sebagai [ F ]. Dengan mengetahui dimensi dan satuan dari besaran-besaran pokok, maka dengan menggunakan analisis dimensional, kita dapat menentukan dimensi dan satuan dari besaran turunan.



MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA Besaran Pokok San Besaran Turunan.



Terima Kasih PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL