Definisi Fluida dan Kajian Mekanika Fluida

Definisi Fluida

Fluida adalah zat yang terus menerus berubah bentuk secara kontinu ketika mengalami gaya gesek tanpa memperhatikan besar kecilnya gaya tersebut. Contoh fluida adalah air dan udara.

Kajian Mekanika Fluida

Mekanika fluida mempelajari tentang sifat-sifat fisis dari fluida. Fluida dapat berupa fluida statis, dinamis, dan kinematis. Fluida statis hanya mengalami tekanan normal. Fluida dinamis mengalami tekanan normal dan tangensial. Fluida kinematis menggunakan konsep matematis Lagrang dan Euler dalam memecahkan masalah. Dalam mekanika fluida, dikenal konsep Fluida Kontinum, yang terbagi menjadi makroskopis dan statistikal. Makroskopis berarti melihat fluida berdasarkan kumpulan molekul-molekul fluida, bukan partikel. Statistikal berarti melihat kumpulan molekul-molekul fluida berdasarkan gerak rata-rata partikel fluida.

Mekanika fluida hanya mempelajari tentang penjumlahan (integral) momentum partikel. Ketika tidak ada kecepatan yang bekerja pada kumpulan partikel, maka tak ada gaya gesek, atau biasa disebut dengan istilah hidrostatis. Tetapi kejadian tersebut sangatlah ideal, sehingga jarang sekali ditemukan dalam dunia nyata. Pada umumnya fluida bergerak secara tak-linear atau random.

Asumsi yang digunakan dalam mekanika fluida yaitu walaupun karakteristik dasar fluida adalah diskrit, tetapi agar memudahkan dalam perhitungan secara matematika kontinu, maka fluida dianggap berkarakter kontinu.

Perbedaan Antara Fluida dan Padatan

diantaranya yaitu:

1.         Fluida tidak memiliki bentuk yang tetap, sedangkan padatan memiliki bentuk tertentu

2.         Fluida selalu bergerak, sedangkan padatan relatif statis

Persamaan Antara Fluida dan Padatan

diantaranya yaitu:

1.         Hipotesis kontinum dapat digunakan pada fluida dan padatan

2.         Hukum-hukum dasar mekanika yang bekerja pada fluida dan padatan yaitu kekekalan momentum, massa, dan energi

Hubungan antara Mekanika Fluida dan Hukum Newton

Mekanika Fluida juga sangat berhubungan erat dengan Hukum Newton. Terutama hukum Newton Kedua yaitu perbedaan momentum berbanding lurus dengan gaya yang bekerja padanya.Partikel Fluida dianggap sebagai massa terkecil dari fluida yang di definisikan sebagai kumpulan molekul - molekeul fluida.

Konsep Kontinum

Konsep Kontinum adalah konsep yang mengasumsikan atau menganggap bahwa sifat - sifat fisis fluida berubah secara kontinu (menerus) dalam ruang fluida.

Rangkuman Video

Di bumi ini fluida dapat dilihat sebagai fenomena alam yang dapat diteliti dari skala kumpulan molekul di laboratorium melalui pemodelan sampai bentuk raksasa seperti pusaran tornado tropis. Dalam skala molekul, fluida dapat diamati dengan scan khusus yang memungkinkan aliran fluida panas udara dapat terlihat. Hal ini dapat dicontohkan dengan hal yang sangat sederhana yaitu suhu tubuh dan nafas manusia. Perbedaan suhu antara tubuh dan udara di lingkungan sekitar menimbulkan suatu aliran energy di udara yang menimbulkan aliran. Dalam kehidupan sehari-hari, aliran yang sering kita jumpai adalah yang berasal dari alat-alat elektronik seperti computer, laptop, dll. Sebaliknya, dalam skala yang sangat besar di bumi ini, fenomena gerak fluida yang dapat diamati dari luar angkasa yaitu badai tropis atau pusran raksasa yang timbul akibat perbedaan suhu, tekanan, dan letak geografis. Hal ini sangat sering terjadi di daerah sekitar ekuator. Panas matahari mengakibatkan air laut menguap secara massif di daerah ini. Uap air ini berkumpul di awan yang kemudian mengakibatkan perbedaan tekanan di atmosfer. Hal yang unik dari awan tornado ini adalah arah putaran pusaran ini yang selalu berlawanan arah dengan jarum jam.

Mekanika Fluida sangat berhubungan dengan Hukum Bernoulli. Hukum ini diaplikasikan secara massif pada aerodinamika pesawat terbang. Hal ini memungkinkan udara yang mengalir melalui sayap pesawat dapat mengangkat badan pesawat. Perbedaan tekanan udara di atas sayap pesawat dan udara dibawah sayap pesawat diakibatkan dari mesin pesawat yang mendorong badan pesawat ke depan. Landing pesawat di control dengan sirip di sayap pesawat yang dapat dinik-turunkan.

Fenomena alam dari mekanika fluida yang sangat mudah untuk diamati adalah aliran air di permukaan seperti sungai, air terjun, dll. Dalam kuliah mekanika fluida, sifat fisis yang dipelajari yaitu kumpulan molekul-molekul yang dihitung secara integral. Hal ini memungkinkan untuk menghitung fenomena aliran fluida ini secara matematika kontinu. Dalam keadaan sebenarnya semua fluida ini bersifat diskrit yang dapat juga diartikan sebagai random atau acak yang berlawanan dengan kontinu.