Michael Stefanus

Biodata Diri

Nama : Michael Stefanus

NPM  : 2106704105

Mekanika Fluida

Mekanika fluida adalah cabang fisika yang mempelajari mekanika fluida dan gaya-gaya yang bekerja padanya. Ini memiliki aplikasi dalam berbagai disiplin ilmu, termasuk teknik mekanik, kedirgantaraan, sipil, kimia dan biomedis, geofisika, oseanografi, meteorologi, astrofisika, dan biologi.

Ini dapat dibagi menjadi statika fluida, studi tentang fluida saat istirahat; dan dinamika fluida, studi tentang efek gaya pada gerakan fluida. Ini adalah cabang dari mekanika kontinum, subjek yang memodelkan materi tanpa menggunakan informasi bahwa materi terbuat dari atom; yaitu, ia memodelkan materi dari sudut pandang makroskopis, bukan dari mikroskopis. Mekanika fluida, khususnya dinamika fluida, adalah bidang penelitian yang aktif, biasanya kompleks secara matematis. Banyak masalah sebagian atau seluruhnya tidak terpecahkan dan paling baik ditangani dengan metode numerik, biasanya menggunakan komputer. Sebuah disiplin modern, yang disebut dinamika fluida komputasi (CFD), dikhususkan untuk pendekatan ini. Velosimetri gambar partikel, metode eksperimental untuk memvisualisasikan dan menganalisis aliran fluida, juga memanfaatkan sifat aliran fluida yang sangat visual.

Kinematika Fluida

Kinematika fluida adalah cabang ilmu mekanika fluida yang mempelajari gerak dan deformasi fluida tanpa memperhatikan penyebab gerakan tersebut, seperti gaya atau tekanan. Kinematika fluida mencakup studi tentang perubahan kecepatan, percepatan, dan perpindahan partikel fluida dalam aliran fluida. Hal ini membantu memahami aliran fluida dan perilaku fluida yang terkait, seperti aliran turbulen, aliran laminar, dan aliran seragam.

Tugas chatGPT

Can you speak bahasa indonesia

Yes, I can understand and speak Bahasa Indonesia to some extent. Although my proficiency in the language depends on the complexity of the conversation and the context of the discussion. I can assist with basic to intermediate level conversations or questions in Bahasa Indonesia.

Apa itu manometer

Manometer adalah sebuah alat pengukur tekanan fluida yang umum digunakan dalam aplikasi industri dan laboratorium. Manometer mengukur perbedaan antara tekanan fluida yang diukur dan tekanan referensi. Tekanan fluida diukur dengan cara membandingkan ketinggian fluida dalam tabung manometer dengan ketinggian fluida dalam tabung referensi. Ada beberapa jenis manometer yang tersedia, seperti manometer raksa, manometer air, manometer zat padat, dan manometer gas. Manometer sangat penting dalam industri untuk memantau dan mengukur tekanan dalam sistem pipa dan tabung, dan juga dalam aplikasi lain seperti dalam alat-alat medis dan instrumentasi laboratorium.

Jelaskan lebih tentang aplikasi manometer

Manometer memiliki berbagai aplikasi dalam industri dan laboratorium, tergantung pada jenis dan akurasi manometer yang digunakan. Beberapa contoh aplikasi manometer antara lain:

1. Pengukuran tekanan udara di dalam ban kendaraan, terutama pada ban kendaraan besar seperti truk dan bus. Hal ini penting untuk memastikan ban berada pada tekanan yang tepat untuk meminimalkan keausan ban dan meningkatkan efisiensi bahan bakar.

2. Pengukuran tekanan gas dalam tabung gas. Hal ini penting untuk memantau tekanan gas agar tidak melebihi batas aman dan untuk menghindari kecelakaan atau ledakan.

3. Pengukuran tekanan air dalam pipa dan sistem air. Hal ini dapat membantu memastikan tekanan air yang tepat dan membantu dalam mendeteksi kebocoran dalam sistem.

4. Pengukuran tekanan fluida dalam sistem hidrolik dan pneumatik. Hal ini penting untuk memastikan sistem beroperasi dengan benar dan mencegah kerusakan pada peralatan.

Secara umum, manometer sangat penting dalam memantau dan mengukur tekanan dalam berbagai aplikasi industri dan laboratorium untuk memastikan sistem beroperasi dengan benar dan aman.

Tugas 1 Manometer

Jawablah pertanyaan ini berdasarkan informasi dari video

1. Jelaskan mekanisme kerja manometer analog

2. Jelaskan mekanisme kerja manometer tipe U (fluida air)

3. Tuliskan hasil pengukuran P1, P2, dan P2 (ketika menggunakan manometer tipe U)

4. Faktor apa yang mempengaruhi tinggi rendahnya tekanan

5. Tuliskan satuan yang ada pada manometer tersebut dan konversi ke dalam satuan SI

6. Buatlah skala tekanan pada manometer tersebut

Jawaban :

1. Manometer analog atau manometer mekanik bekerja berdasarkan perubahan ketinggian fluida yang dihasilkan oleh tekanan fluida. Manometer analog terdiri dari dua bagian utama: tabung manometer dan skala pengukuran.

Tabung manometer terdiri dari sebuah tabung transparan yang terisi dengan fluida, seperti air, raksa, atau minyak silikon. Di bagian bawah tabung terdapat pipa penghubung yang terhubung dengan sumber tekanan fluida yang akan diukur.

Ketika tekanan fluida diterapkan pada pipa penghubung, tekanan tersebut akan membuat fluida di dalam tabung manometer naik atau turun. Perbedaan ketinggian fluida di dalam tabung manometer diukur dengan skala pengukuran yang biasanya terdapat pada sisi luar tabung.

2. Mekanisme kerja manometer tipe U didasarkan pada perbedaan tekanan antara dua sisi tabung U. Ketika fluida mengalir melalui pipa penghubung ke kedua sisi tabung U, maka tekanan fluida di kedua sisi tabung U akan menjadi berbeda, dan mengakibatkan fluida di dalam tabung U akan naik atau turun.

Ketika tekanan fluida di sisi kiri tabung U lebih besar daripada tekanan di sisi kanan, maka fluida di dalam tabung U akan naik di sisi kiri dan turun di sisi kanan. Sebaliknya, jika tekanan fluida di sisi kanan lebih besar daripada tekanan di sisi kiri, maka fluida akan naik di sisi kanan dan turun di sisi kiri. Perbedaan ketinggian fluida dalam tabung U diukur dengan skala pengukuran yang terdapat pada sisi luar tabung u.

3. Untuk P1 = 10 milibar (turun menjadi 8,5 milibar) dan P2 = 1,5 milibar (turun menjadi 1,2 milibar)

4.Tinggi atau rendahnya tekanan pada manometer tipe U untuk fluida air dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya:

a. Ketinggian fluida: Tekanan pada manometer tipe U dipengaruhi oleh ketinggian kolom fluida di masing-masing lengan manometer. Semakin tinggi ketinggian kolom fluida, semakin besar tekanan yang dihasilkan.

b. Berat jenis fluida: Berat jenis atau densitas fluida juga mempengaruhi tekanan pada manometer tipe U. Semakin besar berat jenis fluida, semakin besar tekanan yang dihasilkan.

c. Gravitasi: Tekanan pada manometer juga dipengaruhi oleh gravitasi atau percepatan gravitasi yang mempengaruhi kolom fluida. Semakin besar percepatan gravitasi, semakin besar tekanan yang dihasilkan.

d. Bentuk dan ukuran pipa: Faktor lain yang mempengaruhi tekanan pada manometer tipe U adalah bentuk dan ukuran pipa. Semakin besar diameter pipa, semakin kecil hambatan aliran fluida dan semakin kecil tekanan yang dihasilkan pada manometer. Sebaliknya, semakin kecil diameter pipa, semakin besar hambatan aliran fluida dan semakin besar tekanan yang dihasilkan pada manometer.

5. Satuan tekanan udara pada manometer = milibar Satuan SI tekanan udara = pascal

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.Perhitungan skala didasarkan pada 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

Perhitungan skala didasarkan pada 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

Soal Untuk ChatGPT

Soal : Terdapat 2 buah zat dalam suatu manometer tipe u yaitu air dan raksa. Jika ketinggian h1 pada air yaitu 20 cm dengan massa jenis air sebesar 1000kg/m3 dan massa jenis raksa sebesar 13600 kg/m3 maka berapa ketinggian h2 pada raksa?

Jawab : Dalam manometer tipe U yang terdiri dari air dan raksa, karena zat yang lebih padat adalah raksa dengan massa jenis sebesar 13600 kg/m3, maka ketinggian kolom raksa di salah satu lengan manometer akan lebih rendah daripada ketinggian kolom air di lengan yang lain.

Untuk mencari ketinggian kolom raksa (h2), dapat menggunakan prinsip bahwa tekanan pada kedua lengan manometer harus sama karena keduanya terhubung dan berada pada tinggi yang sama, sehingga:

P1 = P2

Atau dapat dituliskan sebagai:

ρ1 x g x h1 = ρ2 x g x h2

di mana: ρ1 = massa jenis air = 1000 kg/m3 ρ2 = massa jenis raksa = 13600 kg/m3 g = percepatan gravitasi = 9.8 m/s2 h1 = ketinggian kolom air = 20 cm = 0.2 m h2 = ketinggian kolom raksa yang akan dicari

Dengan mengganti nilai yang diketahui dan menyelesaikan persamaan di atas, kita dapat mencari nilai h2:

1000 x 9.8 x 0.2 = 13600 x 9.8 x h2

h2 = (1000 x 9.8 x 0.2) / (13600 x 9.8) = 0.00147 m atau 1.47 mm

Jadi, ketinggian kolom raksa (h2) dalam manometer tipe U tersebut adalah sebesar 1.47 mm.

Tugas 4 Maret

1. Prinsip kerja alat pengukur tekanan manometer U, manometer analog dan pressure transducer

a. Manometer U Prinsip kerja manometer tipe U adalah dengan membandingkan tekanan pada dua sisi kolom U yang terisi cairan, di mana perbedaan ketinggian cairan pada kedua sisi kolom akan menunjukkan perbedaan tekanan di antara kedua sisi tersebut. Manometer tipe U biasanya digunakan untuk mengukur tekanan pada sistem yang memiliki tekanan rendah atau sedang, seperti sistem hidrolik, sistem pendingin, dan sistem pengukuran tekanan udara pada mobil.

b. Manometer Analog Prinsip kerja manometer analog didasarkan pada hukum fisika yang menyatakan bahwa tekanan dalam suatu sistem dapat dikonversi menjadi gaya atau perpindahan mekanik pada suatu komponen yang sensitif terhadap perubahan tekanan. Manometer analog terdiri dari sebuah bagian yang sensitif terhadap tekanan, yang dapat berupa pegas, membran, atau tabung Bourdon, dan sebuah indikator yang menunjukkan nilai tekanan pada sebuah skala. Saat tekanan fluida atau gas diterapkan pada bagian sensitif tersebut, maka terjadi perubahan bentuk atau perpindahan mekanik yang diubah menjadi gerakan jarum atau penunjuk pada skala. Contoh penggunaan manometer analog adalah pada pompa angin atau pada alat pengukur tekanan ban.

c. Pressure Transducer Prinsip kerja pressure transducer adalah konversi tekanan mekanik menjadi sinyal listrik, yang kemudian dapat diolah dan dibaca oleh perangkat elektronik. Ada beberapa jenis pressure transducer, namun prinsip kerja umumnya melibatkan perubahan resistansi atau kapasitansi sebagai respons terhadap tekanan.

2. Soal perhitungan (1) tekanan sebesar 30mbar a. Saat fluidanya minyak :

30 mbar = p x g x h 3000 P = 800 x 10 x h h = 0.375 m

b. Saat fluidanya raksa :

30 mbar = p x g h 3000 P = 13500 x 10 x h h = 0.0222 m

(2) tekanan 3mbar a. Saat fluidanya minyak :

3 mbar = p x g x h 300 P = 800 x 10 x h h = 0.0375 m

b. Saat fluidanya raksa :

3 mbar = p x g h 300 P = 13500 x 10 x h h = 0.00222 m