MEKANIKA DAN FLUIDA.

BAB II 

MEKANIKA DAN FLUIDA

A.  Besaran Pokok dan Besaran Turunan

            Fisika adalah cabang ilmu alam yang diperoleh dari serangkaian pengukuran secara teliti dan akurat yang keberadaannya dapat diuji dan hasilnya selalu dirumuskan dalam bentuk matematik.  Maka,  fisika berkaitan dengan pengukuran

Dalam bentuk bilangan. Sesuatu yang diukur disebut besaran fisika.

            Suatu contoh di Amerika, pengukuran suhu badan menggunakan satuan Fahtenheit. Ukuran massa menggunakan satuan pound dan ukuran panjang menggunakan Standard, seperti di Indonesia dalam istilah satuan jangkal, hasta dan depa. Sistem satuan adalah sekelompok satuan standard dan kombinasi dari satuan-satuan, ada dua  system satuan yaitu system metric dan system inggris, system metrik

Hamper digunakan diseluruh dunia, sedangkan system inggeris secara luas digunakan di Amerika.

            Perbedaan satuan dalam system yang sama atau dari system yang berbeda dapat digunakan untuk menggambarkan sesuatu yang sama,  contohnya tinggi

 Seseorang dapat dinyatakan dalam satuan kaki, inchi, sentimeter, meter bahkan satuan mil.

B. Dimensi

            Besaran yang sangat mendasar untuk menggambarkan suatu besaran fisika disebut dimensi ( Besaran yang berkenaan dengan  panjang, massa dan  waktu ).

Dimensi dapat ditulis dalam simbol  kurung siku [ ]. Contoh dimensi panjang adalah [ L ].

Analisa dimensi diperlukan untuk mengetahui sifat konsistensi dari suatu persamaan yang secara cepat dapat dicek dengan mudah,  karena dalam persamaan matematika tersebut mengandung karakteristik dimensi, maka kedua sifat tersebut dapat menyesuaikan nilai numeriknya juga diperlukan kesamaan dimensi. Dimensi dapat diperlakukan seperti besaran  aljabar, contohnya 5 m x 3 m = 15 m ². Secara dimensi dapat ditulis [ L ] x [ L ] = [ L ² ].

Gerak dan Usaha

 A. Gerak

Gerak merupaka perubahan posisi dan waktu . contohnya dari tempat A menuju ketempat B dengan menggunakan sepeda motor tentu akan melewati berbagai alternative jalan. Untuk sampai ketempat B dengan menggunakan sepeda motor, maka jalur  yang harus kita tempuh ialah garis yang menghubungkan AC dilanjutkan dengan titik CB. Jika diperhatikan sebenarnya kita hanya mengalami perpindahan gerak sepanjang garis AB yang merupaka jarak terpendek dari tempat A ke B, maka jarak adalah panjang lintasan total yang ditempuh oleh sepeda motor, dimana garis yang dilewati adalah AC dan CB.

B. Percepatan

            Jika sebuah benda mengalami kecepatan konstan dan kemudian mengalami percepatan, Maka perubahan kecepatan adalah sebuah percepatan. Percepatan rata-rata di definisikan sebagai perubahan. Kecepatan dibagi dengan waktu yang diperlukan untuk membuat perubahan. Secara matematis dapat ditulis  art= ∆v/∆t

C. Gaya

            Gaya adalah perpindahan suatu benda dari tempat satu pada tempat yang lain. Ada beberapa jenis  gaya antara lain :

-          Gaya gravitasi

-          Gaya tegangan tali

      Gaya gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda lain diatas bumi

dan arahnya menuju pusat bumi.

Beberapa ilmuan telah banyak membahas dan menyimpulkan bahwa antara

Gaya dan gerak yang disebut hukum newton.

D. Konsep Gaya

            Seperti pengamatan kita sehari – hari, gaya dapat menyebabkan perubahan benda dan geraknya. Gaya dapat juga menyebabkan benda yang diam bergerak, juga benda yang bergerak kemudian akan bergerak lebih cepat.

Suhu dan Kalur

1. Suhu dan Pengukuran

            Suhu adalah salah satu besaran pokok fisik yang diukur dengan skala Kelvin dalam satuan SI. Suhu menunjukkan panas dan dinginnya suatu benda secara kwalitatif. Alat pengukur suhu yang standar disebut thermometer.

            Ukuran suhu pada thermometer bervariasi. Skala kalvin digunakan sebagai standard untuk menunjukkan ukuran suhu dalam SI. Dalam kehidupan sehari – hari

Orang lebih mudah dan sering menggunakan skala celcius dan Fahrenheit.

a. Pemuaian panjang.

            Perubahan benda dalam suatu dimensi  seperti panjang, luas dan volume suatu benda terjadi karena benda tersebut menerima atau membuang panas dari atau ke lingkungan sekitarnya.

b. Pemuaian Luas

            Pemuaian luas terjadi bila benda yang berbentuk bidang dipanaskan, seperti selembar potungan seng atau alat penggorengan yang berbentuk lingkaran dan pemanggangan roti. Misalnya selembar alomunium dengan panjang P dan lebar  L

Dipanaskan sehingga suhunya naik sebesar  ∆T

c. Pemuaian  Volume

            Pada benda padat mengalami pemuaian akibat pengaruh suhu, maka volume benda padat juga mengalami pemuaian. Saat volume benda padat atau cair mula-mula besarnya kenaikan volume benda tersebut.

            Air mempunyai tingkah laku yang berbeda, yaitu pada suhu diatas 4⁰c air

Mengalami pemuaian, namun pada rentang 0 – 4⁰ c akan mengalami penyusutan bila air dipanaskan dari 0⁰ c  sampai 4⁰c, maka pada suhu 4⁰ c  air mempunyai kerapatan yang maksimum karena pada suhu volume air minimum. Air mempunyai kerapatan lebih kecil deri pada kerapatan maksimum pada suhu selain 4⁰ c.

II. Panas

            Panas sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari dalam menggambarkan bentuk perpindahan energi. Energi panas atau panas dalam hal ini menunjukkan pada penambahan atau pengurangan energy dalam satu system. Panas adalah energy yang berpindah, maka panas dapat diukur baik sebagai energy yang hilang atau ditambahkan dan diukur dengan satuan energi  standard seperti besaran energy yang lain. Dalam SI  satuan standard untuk energy adalah joule ( J ) atau newton meter  (N-M).

FLUIDA

A. Tekanan dan Prinsip Pascal

            Pada benda padat aflikasi gaya melalui titik kontak, namun pada fluida (zat cair dan gas ) gaya harus dikenakan pada seluruh luas permukaan. Gaya persatuanluas yaitu P=F/A.

Prinsip pascal menyatakan bahwa, tekanan yang diberikan kedalam fluida dalam bejana tertutup diteruskan kesemua titik didalam fluida dan dinding bejana secara sama dan besarnya sama dengan tekanan yang diberikan pada fluida tersebut.

B. Prinsif Archimedes

            Prinsip arcimedes yaitu sebuah benda yang dibenamkan seluruhnya kedalam fluida adan mendapatkan gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang ditempati oleh benda tersebut.

C. Tegangan Permukaan dan Kapilaritas

            Molekul-molekul zat cair mengerjakan gaya tarik menarik yang kecil atau sama lainnya. Secara elektrik, molekul zat cair tersebut dalam keadaan netral, namun ada sedikit muatan yang tidak semetres, sehingga memberikan gaya tarik menarik antar molekul ( disebut gaya Van der waals ).

D. Adhesi dan Kohesi

               Gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang tidak sejenis. Gaya kohesi adalah gaya darik antar molekul yang sejenis. Jika gaya adhesi antara molekul zat cair terhadap suatu permukaan lebih besar dari pada gaya kohesi, maka zat cair tersebut memberikan sifat kebasahan pada permukaan benda. Sebaliknya jika