Materi Fisika SMA – Rumus Fluida Dinamis

AhmadDahlan. Net – Pernahkah kalian memperhatikan air yang keluar dari sebuah selang? Jika kalian perhatikan, air tersebut bergerak dari sebuah kerang menuju ujung selang. Air yang keluar dari selang merupakan salah satu contoh dari penerapan fluida dinamis. Berikut penjelasan lebih lengkap mengenai fluida dinamis.

A. Pengertian Fluida Dinamis

Fluida dinamis merupakan fluida yang bergerak. Terdapat beberapa ciri dari fluida dinamis, yaitu :

1. fluida dianggap tidak kompresibel
2. fluida diasumsikan bergerak tanpa gesekan walaupun ada gerakan materi
3. aliran fluida memiliki kecepatan dan arah gerak partikel yang tetap.
4. memiliki kecepatan yang tetap dan membentuk aliran laminer

B. Persamaan Fluida Dinamis

1. Debit fluida

Debit merupakan laju aliran fluida. Secara umum, debit fluida memiliki persamaan :

Q=\frac{V}{t}

Keterangan,
Q : debit fluida (m³/s)
V : volume fluida (m³)
t : waktu (s)

2. Azas Kontinuitas

Azas Kontinuitas menyatakan bahwa fluida yang mengalir dalam keadaan tunak (konstan) akan memiliki laju aliran yang sama di setiap titik nya. Secara umum persamaan kontinuitas dituliskan sebagai berikut :

A_1v_1=A_2v_2

Keterangan,
A₁ : luas penampang 1 (m²)
v₁ : kecepatan aliran fluida di penampang 1 (m/s)
A₂ : luas penampang 2 (m²)
v₂ : kecepatan aliran fluida di penampang 2 (m/s)

3. Azas Bernoulli

Azas Bernoulli menyatakan bahwa kecepatan fluida yang meningkat akan menurunkan tekanan pada fluida tersebut. Secara umum azas Bernoulli memiliki persamaan :

P_1+ρgh_1+\frac12ρv_1^2=P_2+ρgh_2+\frac12ρv_2^2

Keterangan,
P : Tekanan (Pa)
ρ : massa jenis fluida (kg/m³)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
h : ketinggian fluida (m)
v : kecepatan fluida (m/s)

C. Contoh Soal

Air mengalir dari pipa yang berjari jari 3 cm dan keluar melalui sebuah keran yang
berjari jari 1 cm. Jika kecepatan air keluar keran 3 m/s. berapakah kecepatan air dalam pipa?

Pembahasan

Dik :
r_pipa = 3 cm = 0,03 m
r_keran = 1 cm = 0,01 m
v_keran = 3 m/s

Dit :
v_pipa = ?

Jawab :

A_{pipa}v_{pipa}=A_{keran}v_{keran}

\pi r_{pipa}^2v_{pipa}=\pi r_{keran}^2v_{keran}

\pi (0,03\ m)^2v_{pipa}=\pi (0,01\ m)^2\ (3\ m/s)

\pi (0,0009\ m^2)v_{pipa}=\pi (0,0001\ m^2)\ (3\ m/s)

v_{pipa}=\frac{\pi (0,0001\ m^2)}{\pi (0,0009\ m^2)}\ (3\ m/s)

v_{pipa}=(0,11)\ (3\ m/s)

v_{pipa}=0,33\ m/s

Jadi, kecepatan air di pipa adalah 0,33 m/s