Tugas 3 Mekanika Fluida

1. Apa itu aliran steady state? Berikan contohnya dalam fenomena nyata?

Aliran steady state merujuk pada keadaan di mana suatu sistem telah mencapai keseimbangan dan tidak ada perubahan signifikan dalam waktu. Dalam konteks aliran fluida, 
steady state berarti bahwa aliran fluida melalui suatu sistem atau perangkat tetap dan stabil, sehingga kecepatan dan tekanan fluida tidak berubah seiring waktu.

Salah satu contoh fenomena nyata dari aliran steady state adalah aliran air dalam pipa yang terhubung ke keran air. Ketika keran dibuka, air mengalir keluar dari pipa 
dengan kecepatan dan tekanan yang konstan selama keran terbuka. Ketika keran ditutup, aliran air akan berhenti, dan sistem kembali ke kondisi awal, di mana tidak ada aliran 
atau perubahan signifikan dalam waktu. Contoh lain adalah aliran udara stabil melalui pipa udara di dalam sistem ventilasi bangunan, yang menghasilkan suhu dan kelembaban 
yang stabil dan terkendali.

2. Apa itu Lagrange Method dan Euleriang Method?

Metode Lagrange dan metode Euler adalah dua metode yang digunakan dalam mekanika klasik untuk menganalisis gerakan sistem fisika. Kedua metode ini dinamakan berdasarkan 
matematikawan besar mereka, yaitu Joseph-Louis Lagrange dan Leonhard Euler.

Metode Lagrange adalah suatu cara untuk menentukan persamaan gerak suatu sistem fisika dengan mempertimbangkan energi kinetik dan potensial yang ada pada sistem tersebut. 
Metode ini mempergunakan prinsip dasar mekanika klasik, yaitu prinsip tindakan-reaksi Newton, untuk mendapatkan persamaan gerak. Dengan mempertimbangkan energi kinetik dan 
potensial suatu sistem, maka persamaan gerak yang diperoleh dapat lebih sederhana dan mudah untuk dipecahkan.

Metode Euler, di sisi lain, adalah metode numerik yang digunakan untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa. Metode ini melibatkan perhitungan iteratif untuk 
memperkirakan nilai fungsi pada titik yang berbeda dalam interval waktu tertentu. Metode ini sangat berguna dalam simulasi komputer, karena dapat digunakan untuk memodelkan 
sistem fisika yang kompleks.

3. Apa perbedaan antara aliran uniform dan aliran non-uniform? Berikan contohnya dalam fenomena nyata

Aliran fluida dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu aliran uniform dan aliran non-uniform, tergantung pada kecepatan fluida di setiap titik dalam aliran.

Aliran uniform merujuk pada aliran di mana kecepatan fluida di setiap titik dalam aliran sama. Ini berarti bahwa arus fluida mengalir dengan cara yang konsisten dan stabil, 
tanpa ada perubahan signifikan dalam kecepatan atau arah. Contoh fenomena nyata dari aliran fluida yang seragam adalah aliran air dari keran atau pipa dengan diameter yang 
sama.

Di sisi lain, aliran non-uniform merujuk pada aliran di mana kecepatan fluida di setiap titik dalam aliran berbeda-beda. Ini berarti bahwa arus fluida mengalir dengan cara 
yang tidak konsisten dan tidak stabil, dengan perubahan signifikan dalam kecepatan atau arah. Contoh fenomena nyata dari aliran fluida yang tidak seragam adalah aliran 
sungai atau aliran udara dalam cuaca yang berubah-ubah.

Dalam aliran non-uniform, kecepatan fluida biasanya paling cepat di tengah dan paling lambat di tepi. Aliran non-uniform juga dapat menyebabkan turbulensi dan perubahan 
dalam tekanan fluida, yang dapat mempengaruhi gaya dan energi yang terkait dengan aliran tersebut.

4. Apa itu aliran laminar dan aliran turbulen? Apa perbedaan keduanya?

Aliran laminar adalah aliran fluida yang bergerak dalam lapisan yang teratur dan paralel. Partikel fluida dalam aliran laminar mengalir dalam arah yang sama dan tidak 
saling memengaruhi. Aliran laminar biasanya terjadi pada kecepatan rendah dan viskositas tinggi, seperti pada aliran minyak atau air yang mengalir di dalam pipa kecil atau 
saluran yang halus. Aliran laminar ini dapat diprediksi dengan tepat menggunakan persamaan Navier-Stokes.

Sedangkan aliran turbulen adalah aliran fluida yang tidak memiliki pola yang teratur dan seringkali terlihat acak. Partikel fluida dalam aliran turbulen bergerak dengan 
arah yang berbeda-beda dan saling memengaruhi satu sama lain. Aliran turbulen terjadi pada kecepatan tinggi dan viskositas rendah, seperti pada aliran udara di sekitar 
sayap pesawat atau pada air yang mengalir di dalam sungai. Aliran turbulen sulit diprediksi dan sering memerlukan model matematika khusus untuk menggambarkannya.

5. Apa itu streamline, streakline, dan pathline?

-Streamline adalah garis imajiner yang digambar dalam aliran fluida, sehingga arah vektor kecepatan fluida selalu sejajar dengan garis tersebut. Dengan kata lain, jika kita 
meletakkan partikel kecil di dalam aliran fluida, partikel tersebut akan mengikuti jalur yang sama dengan streamline. Streamline biasanya digunakan untuk memvisualisasikan 
aliran fluida pada suatu titik atau wilayah tertentu.

-Streakline adalah garis imajiner yang digambar dalam aliran fluida, sehingga mengikuti pergerakan sekelompok partikel yang dilepaskan secara simultan dari titik tertentu 
dalam aliran fluida. Dengan kata lain, streakline adalah jalur yang diikuti oleh semua partikel yang dilepaskan dari suatu titik tertentu dalam aliran fluida pada saat yang 
sama. Streakline biasanya digunakan untuk memvisualisasikan aliran fluida pada suatu waktu tertentu.

-Pathline (garis jejak) adalah garis imajiner yang menggambarkan jalur yang dilalui oleh suatu partikel dalam fluida dari waktu awal hingga waktu akhir. Pathline berbeda 
dengan streamline karena pathline dapat berubah arah karena dipengaruhi oleh gaya-gaya yang bekerja pada partikel.