|
|
| (76 intermediate revisions by the same user not shown) |
| Line 1: |
Line 1: |
| − | == Biodata == | + | == BIODATA== |
| | + | |
| | + | [[File:Revisi_thumnail_.jpg|Right|800px]] |
| | + | |
| | + | |
| | '''Nama :''' | | '''Nama :''' |
| | | | |
| Line 17: |
Line 21: |
| | | | |
| | | | |
| − | == Pertemuan Minggu 1 ==
| + | KATA PENGANTAR |
| − | | |
| − | '''Komponen Nilai'''
| |
| − | | |
| − | 1. Value (adab)
| |
| − | | |
| − | 2. Knowledge (Paham: konsep & teori)
| |
| − | | |
| − | 3. Ketrampilan (Terampil menerapkan konsep, ''hands-on, analytical skill'')
| |
| − | | |
| − | '''Mekanika Fluida'''
| |
| − | | |
| − | Cabang mekanika yang mempelajari mengenai pergerakan dari fluida. Pergerakan ini diamati dalam bentuk cairan maupun gas. Dalam mekanika fluida juga dipelajari fluida yang tidak dalam keadaan bergerak atau diam.
| |
| − | | |
| − | '''Kinematika'''
| |
| − | | |
| − | Tinjauan gerak partikel zat cair tanpa memperhatikan gaya yang menyebabkan gerak tersebut. Kinematika mempelajari kecepatan di setiap titik dalam medan aliran pada setiap saat. Di dalam aliran zat cair, pergerakan partikel-partikel zat tersebut sulit diamati, oleh karena itu biasanya digunakan kecepatan pada suatu titik sebagai fungsi waktu untuk mendefinisikan pergerakan partikel. Setelah kecepatan didapat, maka dapat diperoleh distribusi tekanan dan gaya yang bekerja pada zat.
| |
| − | | |
| − | == Pertemuan Minggu 2 ==
| |
| − | | |
| − | Melakukan tanya jawab dengan ChatGPT :
| |
| − | | |
| − | '''What is hydrostatic pressure?'''
| |
| − | | |
| − | Hydrostatic pressure refers to the pressure generated by a fluid that is at rest or not moving due to the weight of the fluid above it. This pressure is
| |
| − | caused by the gravitational force acting on the fluid directly proportional to the density of the fluid and the height of the fluid column above the point
| |
| − | of rest. The hydrostatic pressure at a point in the fluid is the same in all directions and depends only on the depth at which the point is below the
| |
| − | surface of the fluid. The formula for hydrostatic pressure is :
| |
| − | P = ρgh
| |
| − | where P is the hydrostatic pressure, ρ is the density of the fluid, g is the acceleration due to gravity, and h is the depth to the point below the surface of the fluid.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''Why is there a difference in fluid levels on the manometer?'''
| |
| − | | |
| − | The difference in the height of the fluid on the manometer occurs due to the difference in pressure at two points in the fluid. When there is a difference in pressure at the two points, the fluid will flow from an area with lower pressure to an area with higher pressure. This fluid flow causes a difference in fluid level at both ends of the manometer. For example, if one end of the manometer is connected to a source of higher pressure than the other, the pressure at the first end will be greater than the pressure at the second end. This will cause the fluid in the manometer to flow from the lower pressure end to the higher pressure end, causing a difference in the height of the fluid column at the two ends of the manometer.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''What are the advantages & disadvantages of U-Shaped manometers?'''
| |
| − | U-shaped manometers can be used to measure pressure in hydraulic systems, pneumatic systems, heating systems, and other systems. The advantages of using a
| |
| − | U-shaped manometer are that it is easy to use, does not require an electrical power supply, and can provide accurate and reliable results. However, the use of mercury as a liquid in U-shaped manometers can pose health and environmental risks, so it is now more common to use manometers with alternative fluids such as water or oil.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | == Tugas Manometer ==
| |
| − | | |
| − | Pengamatan Singkat Mengenai Percobaan :
| |
| − | | |
| − | | |
| − | Video 1 :
| |
| − | | |
| − | - Sistem terdiri dari vaccum cleaner (yang diinput sisi dorongannya), katup controller, 2 buah, 2 alat ukur analog dengan range 0 – 25 milibar, piot tube (belum dihubungkan)
| |
| − | - Arah alirannya dari vaccum pump akan masuk ke sistem riser. Kemudian mengalir melalui titik ukur tekanan 1, titik ukur kecepatan 1, ke atas berbelok ke sisi kanan dan melalui titik ukur tekanan 2.
| |
| − | - Prosedur : Vaccum cleaner dinyalakan, katup 1 dibuka full, sedangkan katup 2 ditutup. Didapatkan tekanan udara 1 sebesar 10 mbar dan tekanan 2 sebesar 1,5 mbar. Setelah itu, katup 2 dibuka sebanyak 2 putaran. Didapatkan tekanan udara 1 turun menjadi 8,5 mbar dan tekanan 2 menjadi 1,2 mbar.
| |
| − | | |
| − | Video 2 :
| |
| − | | |
| − | - Manometer tipe- U dengan fluida air
| |
| − | - Terdiri dari selang yang dirangkai membentuk U, diberikan penjepit supaya strukturnya kuat, penggaris untuk melihat seberapa besar tekanan dapat menaikkan ketinggian air
| |
| − | - Prosedur : Isi air hingga mengenai batas 0 penggaris kemudian sistem dihidupkan. Kemudian katup yang terbuka ditutup
| |
| − | - Ujung kiri atas dan kanan atas berhubungan dengan udara luar, sehingga tekanan sama. Maka, permukaan kiri dan kanan memiliki elevasi yang sama (sejajar)
| |
| − | - Hasil : Terjadi peningkatan ketinggian
| |
| − | | |
| − | | |
| − | | |
| − | '''1. Jelaskan mekanisme kerja manometer analog!'''
| |
| − | | |
| − | - Jawab :
| |
| − | | |
| − | Manometer analog memanfaatkan cairan yang terkandung dalam tabung berbentuk U dan beroperasi menggunakan prinsip Keseimbangan Hidrostatik. Cairan di dalam tabung akan mengendap pada ketinggian yang sama di setiap kaki tabung ketika kedua ujungnya terbuka terhadap tekanan atmosfer. Namun, jika tekanan positif diterapkan pada salah satu kaki tabung berbentuk U, maka ketinggian cairan akan turun di kaki tersebut dan naik di kaki lainnya. Hal ini karena tekanan akan memaksa fluida untuk turun di satu kaki dan naik di kaki lainnya hingga berat kolom fluida yang dihasilkan dari tekanan yang diberikan cukup untuk melawan nilai tekanan tersebut. Oleh karena itu, jarak vertikal antara ketinggian fluida di kedua kaki tabung menunjukkan ukuran besarnya tekanan yang diterapkan. Nilai tekanan (P) yang diamati merupakan fungsi dari tinggi (h) dan densitas (ρ) fluida yang digunakan pada manometer, nilai (g) menyatakan tetapan gravitasi.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | | |
| − | Pertama-tama, cairan atau gas yang akan diukur tekanannya dialirkan melalui katup pengatur tekanan ke dalam tabung manometer. Tekanan dari cairan atau gas tersebut kemudian membuat cairan di dalam tabung naik atau turun ke atas atau ke bawah. Cairan tersebut akan mencapai ketinggian tertentu di dalam tabung yang sebanding dengan tekanan yang diukur. Selanjutnya, ketinggian cairan tersebut akan ditunjukkan oleh jarum penunjuk yang terhubung dengan bagian atas cairan melalui sebuah mekanisme penghubung. Jarum penunjuk akan bergerak sepanjang skala pengukuran yang telah dibuat dengan nilai-nilai yang telah ditentukan sebelumnya.
| |
| − |
| |
| − | Dalam mekanisme kerja manometer analog, penting untuk memperhatikan beberapa faktor seperti jenis cairan atau gas yang digunakan, jenis tabung manometer, serta skalanya. Hal ini akan mempengaruhi ketelitian dan akurasi pengukuran yang dilakukan.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''2. Jelaskan mekanisme kerja manometer tipe U (fluida air)!'''
| |
| − | | |
| − | - Jawab :
| |
| − | | |
| − | Prinsip dasar manometer tipe U adalah bahwa tekanan yang akan diukur diterapkan pada satu sisi tabung menghasilkan gerakan fluida. Perpindahan ini kemudian dapat diukur dengan skala yang dipasang di antara tabung. Ketika tekanan konstan diterapkan pada satu sisi tabung, cairan akhirnya akan berhenti ketika kesetimbangan telah tercapai antara tekanan di kedua sisi tabung.
| |
| − | | |
| − | Salah satu ujung pipa U-shaped dihubungkan ke sumber fluida yang ingin diukur tekanannya, sedangkan ujung yang lain dihubungkan ke atmosfer atau ke suatu alat atau sistem yang memiliki tekanan yang diketahui. Saat fluida (air) mengalir ke dalam pipa U-shaped, tekanan pada kedua ujung pipa akan berbeda, sehingga tinggi fluida pada masing-masing pipa akan berbeda.
| |
| − | | |
| − | Tinggi fluida pada sisi pipa yang terhubung ke sumber fluida akan lebih tinggi dibandingkan dengan sisi pipa yang terhubung ke atmosfer atau tekanan yang diketahui. Perbedaan tinggi ini disebabkan oleh tekanan hidrostatik yang dihasilkan oleh fluida yang mengalir. Perbedaan tinggi fluida pada kedua pipa U-shaped dapat diukur menggunakan skala yang terdapat pada bagian luar pipa. Skala ini biasanya diberi satuan tekanan, seperti psi (pounds per square inch) atau kPa (kiloPascal).
| |
| − | | |
| − | Dengan mengetahui tinggi fluida pada kedua sisi pipa U-shaped, perbedaan tekanan antara kedua sisi pipa dapat dihitung menggunakan rumus tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik diukur dalam satuan yang sama dengan satuan tekanan pada skala manometer.
| |
| − |
| |
| − | | |
| − | '''3. Tuliskan hasil pengukuran P1, P2, dan P2 (ketika menggunakan manometer tipe U)!'''
| |
| − | | |
| − | - Jawab :
| |
| − | | |
| − | P1 = 10 milibar (turun menjadi 8,5 milibar)
| |
| − | | |
| − | P2 = 1,5 milibar (turun menjadi 1,2 milibar)
| |
| − | | |
| − | Tekanan udara pada percobaan pertama,
| |
| − | | |
| − | P(gas) = ρ(udara) + ρ(air) . g . (h2 - h1)
| |
| − | | |
| − | P(gas) = 101325 N/m^2 + 1000 kg/m^3 . 9.81 m/s^2 . 0.0065 m
| |
| − | | |
| − | P(gas) = 101388 N/m^2 = 101388 Pa
| |
| − | | |
| − | Tekanan udara pada percobaan kedua,
| |
| − | | |
| − | P(gas) = P(udara) + ρ(air) . g . (h3 - h1)
| |
| − | | |
| − | P(gas) = 101325 N/m^2 + 1000 kg/m^3 . 9.81 m/s^2 . 0.0095 m
| |
| − | | |
| − | P(gas) = 101418 N/m^2 = 101418 Pa
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''4. Faktor apa yang mempengaruhi tinggi rendahnya tekanan?'''
| |
| − | | |
| − | - Jawab :
| |
| − | | |
| − | Tinggi rendahnya tekanan pada manometer dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya:
| |
| − | | |
| − | a). Kecepatan aliran fluida: Semakin tinggi kecepatan aliran fluida, semakin rendah tekanan fluida di dalam pipa atau saluran. Hal ini dapat terjadi pada sistem yang memiliki pompa dengan kecepatan yang tinggi atau sistem yang memiliki diameter pipa yang kecil.
| |
| − | | |
| − | b). Ketinggian fluida: Semakin tinggi ketinggian fluida, semakin tinggi pula tekanan fluida. Oleh karena itu, manometer yang diletakkan pada titik yang lebih tinggi pada pipa akan menunjukkan tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan manometer yang diletakkan pada titik yang lebih rendah.
| |
| − | | |
| − | c). Massa jenis fluida: Fluida dengan massa jenis yang lebih besar akan menghasilkan tekanan yang lebih besar pada manometer.
| |
| − | | |
| − | d). Kecepatan rotasi pada pompa: Jika sistem menggunakan pompa, maka kecepatan rotasi pada pompa akan mempengaruhi tekanan pada sistem. Semakin tinggi kecepatan rotasi, semakin tinggi pula tekanan yang dihasilkan. Namun, perlu diingat bahwa kecepatan rotasi yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan kerusakan pada sistem.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''5. Tuliskan satuan yang ada pada manometer tersebut dan konversi ke dalam satuan SI!'''
| |
| − | | |
| − | - Jawab :
| |
| − | | |
| − | Satuan tekanan udara pada manometer = milibar
| |
| − | Satuan SI tekanan udara = pascal
| |
| − | | |
| − | 1 mbar = 100 Pa
| |
| − | | |
| − | Konversi :
| |
| − | | |
| − | P1 (awal) = 10 milibar = 1000 pascal
| |
| − |
| |
| − | P1 (akhir) = 8,5 milibar = 850 pascal
| |
| − | | |
| − | P2 (awal) = 1,5 milibar = 150 pascal
| |
| − | | |
| − | P2 (akhir) = 1,2 milibar = 120 pascal
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''6. Buatlah skala tekanan pada manometer tersebut!'''
| |
| − | | |
| − | - Jawab :
| |
| − | | |
| − | Skala yang digunakan : 1 milibar = 100 Pa
| |
| − | | |
| − | Skala pada manometer ==> 0 sampai 25 mmbar dan 0 sampai 250 mmH2O
| |
| − | | |
| − | Perbandingan antara tekanan udara setelah dan sebelum katup 2 dibuka :
| |
| − | | |
| − | P1 = 10 mbar menjadi 1,5 mbar ----- Skala = 1,5 : 10 = 3 : 20
| |
| − |
| |
| − | P2 = 1,5 mbar menjadi 1,2 mbar ---- Skala = 1,2 : 1,5 = 4 : 5
| |
| − | | |
| − | Perbandingan antara tekanan udara sebelum dan setelah katup 2 dibuka :
| |
| − | | |
| − | P1 = 10 mbar menjadi 1,5 mbar ----- Skala = 10 : 1,5 = 20 : 3
| |
| − | | |
| − | P2 = 1,5 mbar menjadi 1,2 mbar ---- Skala = 1,5 : 1,2 = 5 : 4
| |
| − | | |
| − | | |
| − | | |
| − | | |
| − | '''PERTANYAAN KEPADA CHATGPT'''
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''1. An object weighs 20 N in air and 18 N in water.'''
| |
| − | | |
| − | '''(a).How large is the upward force exerted by the liquid'''
| |
| − | | |
| − | '''(b).What is the density of the object'''
| |
| − | | |
| − | | |
| − | (a). The upward force exerted by the liquid is equal to the weight of the water that has been displaced by the object. This is known as Archimedes' principle.
| |
| − | The weight of the water displaced by the object is equal to the difference between the weight of the object in air and the weight of the object in water.
| |
| − | | |
| − | Therefore:
| |
| − | Weight of water displaced = Weight of object in air - Weight of object in water
| |
| − | Weight of water displaced = 20 N - 18 N
| |
| − | Weight of water displaced = 2 N
| |
| − | | |
| − | Therefore, the upward force exerted by the liquid (i.e., the buoyant force) is 2 N.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | (b) To find the density of the object, we can use Archimedes' principle, which states that the buoyant force on an object is equal to the weight of the fluid displaced by the object. We can use this principle to determine the volume of the object submerged in water, and then use the mass of the object and the volume submerged to calculate its density.
| |
| − | | |
| − | The buoyant force on the object in water is:
| |
| − | | |
| − | Buoyant force = Weight of water displaced = Weight of object in air - Weight of object in water
| |
| − | | |
| − | Buoyant force = 20 N - 18 N
| |
| − | Buoyant force = 2 N
| |
| − | | |
| − | The volume of the object submerged in water can be calculated using the buoyant force and the density of water:
| |
| − | Buoyant force = Weight of water displaced = Density of water x Volume of water displaced x Gravity
| |
| − | | |
| − | 2 N = 1000 kg/m^3 x Volume of water displaced x 9.81 m/s^2
| |
| − | Volume of water displaced = 0.000204 m^3
| |
| − | The density of the object can then be calculated using the mass of the object and the volume of water displaced:
| |
| − | Density of object = Mass of object / Volume of water displaced
| |
| − | Density of object = 20 N / (20 N - 18 N) / 1000 kg/m^3
| |
| − | Density of object = 10,000 kg/m^3
| |
| − | | |
| − | Therefore, the density of the object is 10,000 kg/m^3.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''2. If 10 liters of water is poured into a container through a hose with a cross sectional area of 5 cm takes 2 seconds, determine the speed of the water flow in the hose'''
| |
| − | | |
| − | To determine the speed of the water flow in the hose, we can use the equation for the continuity equation, which relates the cross-sectional area of the hose, the velocity of the water flow, and the volume flow rate of the water:
| |
| − | | |
| − | A1v1 = A2v2
| |
| − | | |
| − | where A1 and A2 are the cross-sectional areas of the hose at points 1 and 2, and v1 and v2 are the velocities of the water flow at points 1 and 2.
| |
| − | In this problem, the cross-sectional area of the hose is given as 5 cm^2, and the volume of water poured into the container is 10 liters, or 0.01 m^3. We also know that it takes 2 seconds to pour this volume of water.
| |
| − | | |
| − | To find the velocity of the water flow, we need to determine the cross-sectional area of the container that the water is flowing into. Let's assume that the container has a circular opening with a diameter of 20 cm, which corresponds to a cross-sectional area of:
| |
| − | | |
| − | A2 = πr^2 = π(0.1 m)^2 = 0.01π m^2
| |
| − | | |
| − | Using the continuity equation, we can solve for the velocity of the water flow:
| |
| − | | |
| − | A1v1 = A2v2
| |
| − | (5 × 10^-4 m^2) v1 = (0.01π m^2) v2
| |
| − | v1 = (0.01π m^2 / 5 × 10^-4 m^2) v2
| |
| − | v1 = 62.83 v2
| |
| − | | |
| − | Next, we can use the equation for volume flow rate, which is given by:
| |
| − | | |
| − | Q = A1v1
| |
| − | | |
| − | where Q is the volume flow rate of the water. The volume flow rate of the water is equal to the volume of water poured into the container (0.01 m^3) divided by the time it takes to pour the water (2 seconds):
| |
| − | | |
| − | Q = 0.01 m^3 / 2 s = 0.005 m^3/s
| |
| − | | |
| − | Substituting in the values we have calculated, we get:
| |
| − | | |
| − | Q = A1v1
| |
| − | 0.005 m^3/s = (5 × 10^-4 m^2) v1
| |
| − | v1 = 10 m/s
| |
| − | | |
| − | Therefore, the speed of the water flow in the hose is 10 m/s.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''3. In a U-tube manometer, with one side open to the air and the other is connected to air blowing system with velocity 20 m/s, the liquid mercury shows a differential of height of 8 mm. Calculate the pressure being applied to the liquid mercury.'''
| |
| − | | |
| − | In a U-tube manometer, the pressure difference between two points can be determined by the difference in the height of the liquid in the two arms of the manometer. The pressure difference is proportional to the difference in height of the liquid and the density of the liquid being used.
| |
| − | | |
| − | In this case, the manometer is open to the air on one side, so the pressure on that side is atmospheric pressure, which we can assume to be 101325 Pa. The other side is connected to an air blowing system with a velocity of 20 m/s. Since the pressure of a fluid decreases as the velocity of the fluid increases, the pressure on this side will be less than atmospheric pressure.
| |
| − | | |
| − | Let's assume the liquid used in the manometer is mercury, which has a density of 13600 kg/m³. The height difference of the mercury in the two arms of the manometer is 8 mm, or 0.008 m.
| |
| − | | |
| − | The pressure difference between the two arms of the manometer can be calculated as follows:
| |
| − |
| |
| − | ΔP = ρgh | |
| − | | |
| − | where ΔP is the pressure difference, ρ is the density of the liquid, g is the acceleration due to gravity (9.81 m/s²), and h is the height difference of the liquid.
| |
| − | | |
| − | Substituting the values, we get:
| |
| − | ΔP = (13600 kg/m³)(9.81 m/s²)(0.008 m) = 1061.568 Pa
| |
| − | | |
| − | Therefore, the pressure being applied to the liquid mercury is 101325 - 1061.568 = 100263.432 Pa, or approximately 100.26 kPa.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | Kunjungan ke Lab CCIT
| |
| − | | |
| − | | |
| − | Pada Sabtu, 4 Maret 2023, saya dan teman-teman kelas Mekaniks Fluida Dasar - 02 mengunjungi lab CCIT di Kukusan. Di sini, kami mempelajari alat pengukur tekanan, seperti manometer analog, manometer U dan ''pressure transducer''
| |
| − | | |
| − | | |
| − | '''Prinsip Kerja Manometer Analog, Manometer U dan Pressure Transducer'''
| |
| − | | |
| − | ''' a). Manometer Analog '''
| |
| − | | |
| − | Alat pengukur tekanan yang menggunakan prinsip fluida hidrostatis. Prinsip kerjanya didasarkan pada perbedaan tinggi kolom cairan di dalam tabung yang terbentuk oleh tekanan hidrostatik yang bekerja pada kedua ujung tabung. Manometer analog terdiri dari tabung yang berisi cairan (biasanya air atau air raksa), sebuah skala pengukuran, dan dua buah selang untuk menghubungkan manometer dengan sumber tekanan yang akan diukur.
| |
| − | | |
| − | Cara kerja manometer analog adalah sebagai berikut:
| |
| − | | |
| − | i). Salah satu ujung selang dihubungkan dengan sumber tekanan yang akan diukur, sedangkan ujung lainnya dihubungkan dengan manometer analog.
| |
| − | | |
| − | ii). Cairan dalam manometer analog akan mengalir ke dalam tabung dan naik ke ketinggian tertentu sesuai dengan besarnya tekanan yang diberikan oleh sumber tekanan.
| |
| − | | |
| − | iii). Tinggi kolom cairan yang terbentuk pada manometer analog akan terbaca pada skala pengukuran yang ada pada tabung.
| |
| − | | |
| − | iv). Hasil pengukuran tekanan dapat ditentukan dengan cara mengukur tinggi kolom cairan pada skala pengukuran dan mengkonversinya menjadi satuan tekanan yang diinginkan.
| |
| − | | |
| − | Dalam prakteknya, manometer analog dapat digunakan untuk mengukur tekanan udara, gas, atau cairan dalam sistem yang tidak terlalu besar atau rumit. Namun, penggunaan air raksa dalam manometer analog perlu dihindari karena dapat berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan.
| |
| − | | |
| − | ''' b). Manometer U '''
| |
| − | | |
| − | Alat pengukur perbedaan tekanan antara dua titik dalam sistem fluida. Prinsip kerja manometer tabung-U didasarkan pada perbedaan tekanan antara dua titik dalam sistem fluida, yang menyebabkan kolom fluida bergerak dalam tabung berbentuk-U. Manometer tabung-U terdiri dari tabung berbentuk U yang sebagian diisi dengan cairan, seperti air atau merkuri. Kedua ujung tabung berbentuk U terbuka ke atmosfer, dengan salah satu ujungnya dihubungkan ke sistem yang sedang diukur.
| |
| − | | |
| − | Ketika sistem diberi tekanan, perbedaan tekanan antara dua titik di dalam sistem menyebabkan fluida di dalam manometer tabung-U bergerak. Fluida pada sisi tabung yang terhubung dengan sistem yang diukur akan tergeser ke bawah akibat tekanan yang meningkat, sedangkan fluida pada sisi berlawanan dari tabung akan bergerak ke atas akibat penurunan tekanan. Perbedaan ketinggian antara dua kolom fluida adalah ukuran perbedaan tekanan antara dua titik dalam sistem.
| |
| − | | |
| − | Perbedaan tekanan dihitung dengan menggunakan persamaan:
| |
| − | | |
| − | ∆P = ρgh
| |
| − | | |
| − | Dimana ΔP adalah perbedaan tekanan, ρ adalah densitas fluida dalam manometer tabung-U, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah perbedaan ketinggian antara dua kolom fluida.
| |
| − | | |
| − | Oleh karena itu, prinsip kerja manometer tabung-U didasarkan pada perbedaan tekanan antara dua titik dalam sistem fluida, yang menyebabkan kolom fluida bergerak dalam tabung berbentuk-U. Dengan mengukur perbedaan ketinggian kolom fluida, perbedaan tekanan dapat dihitung.
| |
| − | | |
| − | ''' c). Pressure Transducer '''
| |
| − | | |
| − | Perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur tekanan dan mengubah pembacaan tekanan menjadi sinyal listrik yang dapat digunakan untuk pemantauan, kontrol atau akuisisi data. Dalam kasus manometer, transduser tekanan dapat digunakan untuk mengubah pengukuran tekanan dari manometer tabung-U menjadi sinyal listrik. Prinsip pengoperasian transduser tekanan didasarkan pada deformasi sensing element saat mengalami perbedaan tekanan. Deformasi sensing element menghasilkan sinyal listrik sebanding dengan tekanan yang diukur.
| |
| − | | |
| − | Dalam manometer, transduser tekanan biasanya dipasang pada salah satu ujung tabung-U, tempat perbedaan tekanan diukur. Transduser mengubah pengukuran tekanan menjadi sinyal listrik yang dapat ditampilkan pada pembacaan digital atau direkam oleh sistem akuisisi data.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | ''' Studi kasus '''
| |
| − | | |
| − | Manometer U dengan tekanan 300 Pa maka akan menyebabkan peningkatan tekanan h....untuk masing-masing fluida air, raksa dan minyak
| |
| − | | |
| − | Jawab :
| |
| − | | |
| − | Jika Manometer U dihubungkan ke sistem yang memiliki tekanan sebesar 300 Pa, maka akan terjadi peningkatan ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer. Besarnya peningkatan ketinggian fluida tergantung pada massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer.
| |
| − | | |
| − | Dalam persamaan tekanan hidrostatis :
| |
| − | | |
| − | P = ρgh
| |
| − | | |
| − | | |
| − | di mana P adalah tekanan, rho adalah massa jenis fluida, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah perbedaan ketinggian fluida pada kedua ujung tabung manometer, maka ketinggian fluida dapat dihitung sebagai berikut:
| |
| − | | |
| − | h = P / (ρ * g)
| |
| − | | |
| − | ''Air''
| |
| − | | |
| − | Jika tekanan sistem adalah 300 Pa dan massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer adalah 1000 kg/m^3 (untuk air), dan percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s^2, maka ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer akan meningkat sebesar:
| |
| − | | |
| − | h = 300 / (1000 * 9.8)
| |
| − | | |
| − | 0.0306 m atau sekitar 3 cm
| |
| − | | |
| − | Jadi, tekanan 300 Pa pada sistem yang dihubungkan dengan manometer U akan menyebabkan peningkatan ketinggian fluida sebesar sekitar 3 cm pada salah satu ujung tabung manometer.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | Jika tekanan sistem adalah 3000 Pa dan massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer adalah 1000 kg/m^3 (untuk air), dan percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s^2, maka ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer akan meningkat sebesar:
| |
| − | | |
| − | h = 3000 / (1000 * 9.8)
| |
| − | | |
| − | 0.306 m atau sekitar 30,6 cm
| |
| − | | |
| − | Jadi, tekanan 3000 Pa pada sistem yang dihubungkan dengan manometer U akan menyebabkan peningkatan ketinggian fluida sebesar sekitar 30,6 cm pada salah satu ujung tabung manometer.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | ''Raksa''
| |
| − | | |
| − | Jika tekanan sistem adalah 300 Pa dan massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer adalah 13.600 kg/m^3 (untuk raksa), dan percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s^2, maka ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer akan meningkat sebesar:
| |
| − | | |
| − | h = 300 / (13.600 * 9.8)
| |
| − | | |
| − | 0.00225 m atau sekitar 0,2 cm
| |
| − | | |
| − | Jadi, tekanan 300 Pa pada sistem yang dihubungkan dengan manometer U akan menyebabkan peningkatan ketinggian fluida sebesar sekitar 0,2 cm pada salah satu ujung tabung manometer.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | Jika tekanan sistem adalah 3000 Pa dan massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer adalah 13.600 kg/m^3 (untuk raksa), dan percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s^2, maka ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer akan meningkat sebesar:
| |
| − | | |
| − | h = 3000 / (13.600 * 9.8)
| |
| − | | |
| − | 0.0225 m atau sekitar 2,25 cm
| |
| − | | |
| − | Jadi, tekanan 3000 Pa pada sistem yang dihubungkan dengan manometer U akan menyebabkan peningkatan ketinggian fluida sebesar sekitar 2,25 cm pada salah satu ujung tabung manometer.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | ''Minyak''
| |
| − | | |
| − | Jika tekanan sistem adalah 300 Pa dan massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer adalah 800 kg/m^3 (untuk minyak), dan percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s^2, maka ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer akan meningkat sebesar:
| |
| − | | |
| − | h = 300 / (800 * 9.8)
| |
| − | | |
| − | 0.0382 m atau sekitar 3,82 cm
| |
| − | | |
| − | Jadi, tekanan 300 Pa pada sistem yang dihubungkan dengan manometer U akan menyebabkan peningkatan ketinggian fluida sebesar sekitar 3,82 cm pada salah satu ujung tabung manometer.
| |
| − | | |
| − | | |
| − | Jika tekanan sistem adalah 3000 Pa dan massa jenis fluida yang digunakan dalam manometer adalah 800 kg/m^3 (untuk minyak), dan percepatan gravitasi adalah 9.8 m/s^2, maka ketinggian fluida pada salah satu ujung tabung manometer akan meningkat sebesar:
| |
| − | | |
| − | h = 3000 / (800 * 9.8)
| |
| | | | |
| − | 0.382 m atau sekitar 38,22 cm
| + | Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa. Atas rahmat dan berkat-Nya, penulis dapat menjalani perkuliahannya di jurusan teknik mesin di Universitas Indonesia. |
| | | | |
| − | Jadi, tekanan 3000 Pa pada sistem yang dihubungkan dengan manometer U akan menyebabkan peningkatan ketinggian fluida sebesar sekitar 38,22 cm pada salah satu ujung tabung manometer.
| + | Tidak lupa penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara selaku dosen untuk mata kuliah mekanika fluida dasar yang telah membantu penulis dalam mengerjakan laman ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman serta asisten dosen yang telah memberikan masukan serta pengetahuan dalam pembuatan laman ini. |
| | | | |
| | + | Laman ini berisikan catatan serta tugas saya selama menjalani mata kuliah mekanika fluida dasar. Bagi para mahasiswa yang mencari sumber pengetahuan tentang mekanika fluida dasar, maka laman ini dapat menjadi salah satu sarana pembelajaran. |
| | | | |
| | + | Penulis menyadari adanya kekurangan pada laman ini. Oleh karena itu, saran dan kritik senantiasa diharapkan demi perbaikan laman ini. Penulis juga berharap agar laman ini dapat memberikan pengetahuan tentang mekanika fluida dasar kepada orang banyak. |
| | | | |
| | | | |
| − | Pertanyaan Kepada ChatGPT
| |
| | | | |
| | | | |
| − | '''1. Why can the analog manometer needle move?'''
| |
| | | | |
| − | The analog manometer uses a mechanical mechanism to measure pressure, where the pressure measurement is indicated by the position of a needle on a dial. The needle is connected to a bourdon tube or a diaphragm that deflects when pressure is applied, causing the needle to move.
| + | Depok, 8 Maret 2023 |
| | | | |
| − | In a bourdon tube type analog manometer, the bourdon tube is a flattened, coiled tube that is sealed at one end and connected to the pressure source at the other end. When pressure is applied to the bourdon tube, it attempts to straighten out, which causes the tube to uncoil. The movement of the tube is then translated to the movement of a link that moves the needle on the dial. The amount of deflection of the bourdon tube is proportional to the pressure being measured, which is indicated by the position of the needle on the dial.
| + | Penulis |
| | | | |
| − | In a diaphragm type analog manometer, the diaphragm is a thin, flexible membrane that is sealed around the edges and connected to the pressure source at the center. When pressure is applied to the diaphragm, it deflects, causing a movement of a link that moves the needle on the dial. The amount of deflection of the diaphragm is proportional to the pressure being measured, which is indicated by the position of the needle on the dial.
| + | DAFTAR ISI |
| | | | |
| − | Therefore, the analog manometer needle can move because it is connected to a mechanism, such as a bourdon tube or a diaphragm, that deflects when pressure is applied. The deflection of the mechanism is proportional to the pressure being measured, which is indicated by the position of the needle on the dial.
| + | [[Pertemuan Minggu 1 : 14 & 17 Februari 2023]] |
| | | | |
| | + | [[Pertemuan Minggu 2 : 21 & 24 Februari 2023]] |
| | | | |
| − | '''2. How the movement of the needle represents pressure?'''
| + | [[Tugas 1 Manometer]] |
| | | | |
| − | The movement of the needle in an analog manometer represents pressure because the position of the needle on the dial is directly proportional to the pressure being measured. The analog manometer is calibrated in such a way that the position of the needle corresponds to a specific pressure reading.
| + | [[Pertemuan Minggu 3 : 28 Februari & 3 Maret 2023]] |
| | | | |
| − | In a bourdon tube or diaphragm type analog manometer, the deflection of the bourdon tube or diaphragm is proportional to the pressure being measured. The deflection of the mechanism is then translated into the movement of the needle on the dial, which is calibrated to provide a direct reading of the pressure being measured.
| + | [[Tugas Praktik Pengukuran Tekanan]] |
| − | For example, if the range of a particular analog manometer is 0-100 psi, and the pressure being measured is 50 psi, the needle will be positioned at the center of the dial, indicating a pressure reading of 50 psi. If the pressure being measured is increased to 75 psi, the needle will move further to the right, indicating a pressure reading of 75 psi. Conversely, if the pressure being measured is reduced to 25 psi, the needle will move to the left, indicating a pressure reading of 25 psi.
| |
| | | | |
| − | Therefore, the movement of the needle in an analog manometer represents pressure because the position of the needle on the dial is directly proportional to the pressure being measured, and the dial is calibrated to provide accurate pressure readings.
| + | [[Pertemuan Minggu 4 : 7 Maret & 10 Maret 2023]] |
| | | | |
| | + | [[Pertemuan Minggu 5 : 14 Maret 2023]] |
| | | | |
| − | '''3. What happens if the water is replaced with another fluid'''
| + | [[Tugas 2 Statika Fluida]] |
| | | | |
| − | If the water in a U-tube manometer is replaced with another fluid, such as oil or mercury, the specific gravity or density of the fluid will affect the amount of deflection of the fluid column in the manometer. This is because the deflection of the fluid column is determined by the pressure difference between the two arms of the U-tube and the weight of the fluid column itself.
| + | [[Tugas 3 Kinematika Fluida I]] |
| | | | |
| − | The pressure difference between the two arms of the U-tube manometer is determined by the pressure difference between the two points being measured. However, the weight of the fluid column is determined by the density and height of the fluid column.
| + | [[Tugas 4 Kinematika Fluida II]] |
| | | | |
| − | For example, if the U-tube manometer is filled with oil instead of water, the oil column will deflect less than the water column for the same pressure difference. This is because oil has a lower specific gravity than water, meaning it has less weight for the same volume. Therefore, the height of the oil column must be greater than the height of the water column to produce the same pressure difference.
| + | [[Reynold Transport Theorem]] |
| | | | |
| − | On the other hand, if the U-tube manometer is filled with mercury instead of water, the mercury column will deflect more than the water column for the same pressure difference. This is because mercury has a higher specific gravity than water, meaning it has more weight for the same volume. Therefore, the height of the mercury column can be lower than the height of the water column to produce the same pressure difference.
| + | [[Aplikasi Statika Fluida pada Video Praktikum]] |
| | | | |
| − | In summary, the replacement of water with another fluid in a U-tube manometer will affect the amount of deflection of the fluid column, and the height of the fluid column will be determined by the specific gravity or density of the fluid being used.
| + | [[Praktikum Pengukuran Air Flow]] |
