14.2 Variasi Tekanan terhadap kedalaman
14.3 Pengukuran Tekanan
14,4 Gaya Apung dan Prinsip Archimedes
14,5 Dinamika Fluida
14.6 Persamaan Bernoulli
14,7 Aplikasi Dinamika Fluida Lainnya
Materi biasanya diklasifikasikan sebagai salah satu dari tiga keadaan: padat, cair, atau gas. Dari pengalaman sehari-hari kita tahu bahwa benda padat memiliki volume dan bentuk yang pasti, cairan memiliki volume yang pasti tapi tidak ada bentuk yang pasti, dan gas terbatasi tidak memiliki suatu volume tertentu atau bentuk yang pasti. Deskripsi ini membantu kita membayangkan keadaan materi, tetapi mereka agak buatan. Sebagai contoh, aspal dan plastik biasanya dianggap padatan, tetapi dalam jangka waktu yang panjang mereka cenderung mengalir seperti cairan. Demikian juga, sebagian besar zat dapat menjadi padat, cair, atau gas (atau kombinasi dari salah satu dari tiga), tergantung pada suhu dan tekanan. Secara umum, interval waktu yang diperlukan untuk zat tertentu untuk mengubah bentuknya dalam menanggapi gaya eksternal menentukan apakah kita memperlakukan substansi sebagai benda padat, cair, atau gas.
Fluida adalah kumpulan molekul yang secara acak diatur dan diselenggarakan bersama oleh gaya kohesif lemah dan dengan gaya yang diberikan oleh dinding sebuah wadah. Keduanya, cairan dan gas adalah fluida.
Dalam pembelajaran kita tentang mekanika fluida, kita akan menerapkan prinsip-prinsip yang telah kita bahas. Pertama, kita mempertimbangkan mekanika fluida saat diam, yaitu, statika fluida, dan kemudian mempelajari cairan dalam gerak, yaitu, dinamika fluida.
14.1 Tekanan
Tekanan dalam cairan dapat diukur dengan perangkat yang digambarkan pada Gambar 14.2. Perangkat ini terdiri dari sebuah silinder yang dievakuasi, membungkus piston cahaya terhubung ke pegas. Ketika perangkat yang tenggelam dalam fluida, fluida menekan di bagian atas piston dan menekan pegas hingga gaya dalam yang diberikan oleh fluida diseimbangkan dengan gaya luar yang diberikan oleh pegas. Tekanan fluida dapat diukur secara langsung jika pegas dikalibrasi terlebih dahulu. Jika F adalah besarnya gaya yang bekerja pada piston dan A adalah luas permukaan piston, tekanan P dari cairan pada tingkat yang perangkat telah terendam didefinisikan sebagai rasio gaya terhadap luas daerah:
Tekanan adalah besaran skalar karena sebanding dengan besarnya gaya pada piston.
Jika tekanan bervariasi terhadap luas area, gaya dF sangat kecil pada elemen permukaan daerah kecil dA adalah:
dF = P dA (14.2)
di mana P adalah tekanan di lokasi daerah dA. Untuk menghitung total gaya yang bekerja pada permukaan wadah, kita harus mengintegrasikan Persamaan 14.2 di atas permukaan.
Satuan tekanan adalah newton per meter persegi (N/m2) dalam sistem SI. Nama lain untuk unit SI dari tekanan adalah pascal (Pa):
1 Pa =1 N/m2 (14.3)
Untuk demonstrasi taktil dari definisi tekanan, mengadakan taktik antara ibu jari dan telunjuk, dengan titik taktik pada ibu jari dan kepala taktik pada jari telunjuk Anda. Sekarang dengan lembut tekan ibu jari dan telunjuk bersama-sama. Ibu jari Anda akan mulai merasa sakit segera sementara jari telunjuk Anda tidak akan. Taktik ini mengerahkan gaya yang sama pada kedua ibu jari dan telunjuk, tapi tekanan pada ibu jari Anda jauh lebih besar karena daerah yang kecil di mana gaya diterapkan (Serway, 2010:402-403).
Tinggalkan komentar