Selasa, 14 Juli 2009

FISIKA

Rumus konversi suhu
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

Berikut adalah rumus konversi temperatur.
Daftar isi
[sembunyikan]

* 1 Ringkasan
* 2 Dari kelvin
* 3 Dari Celsius
* 4 Dari Fahrenheit
* 5 Dari Rankine
* 6 Dari Delisle
* 7 Dari Newton
* 8 Dari Réaumur
* 9 Dari Rømer
* 10 Lihat pula

[sunting] Ringkasan
kelvin Celsius Fahrenheit Rankine Delisle Newton Réaumur Rømer
Nol absolut 0 K -273,15 °C -459,67 °F 0 °Ra 559.73 °De -90,14 °N -218,52 °Ré -135,9 °Rø
Titik beku air 273,15 K 0 °C 32 °F 491,67 °Ra 150 °De 0 °N 0 °Ré 7,5 °Rø
Suhu badan manusia 310,15 K 37 °C 98,6 °F 558,27 °Ra 94,5 °De 12,21 °N 29,6 °Ré 26,93 °Rø
Titik didih air 373,15 K 100 °C 212 °F 671,67 °Ra 0 °De 33 °N 80 °Ré 60 °Rø

[sunting] Dari kelvin
Skala yang diinginkan Formula
Celsius °C = K − 273,15
Fahrenheit °F = K × 1,8 − 459,67
Rankine °Ra = K × 1,8
Delisle °De = (373,15 − K) × 1,5
Newton °N = (K − 273,15) × 33/100
Réaumur °Ré = (K − 273,15) × 0,8
Rømer °Rø = (K − 273,15) × 21/40 + 7,5

[sunting] Dari Celsius
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °C + 273,15
Fahrenheit °F = °C × 1,8 + 32
Rankine °Ra = °C × 1,8 + 491,67
Delisle °De = (100 − °C) × 1,5
Newton °N = °C × 33/100
Réaumur °Ré = °C × 0,8
Rømer °Rø = °C × 21/40 + 7,5

[sunting] Dari Fahrenheit
Skala yang dinginkan Formula
kelvin K = (°F + 459,67) / 1,8
Celsius °C = (°F − 32) / 1,8
Rankine °Ra = °F + 459,67
Delisle °De = (212 − °F) × 5/6
Newton °N = (°F − 32) × 11/60
Réaumur °Ré = (°F − 32) / 2,25
Rømer °Rø = (°F − 32) × 7/24 + 7,5

[sunting] Dari Rankine
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °Ra / 1,8
Celsius °C = °Ra / 1,8 + 273,15
Fahrenheit °F = °Ra - 459,67
Delisle °De = (671,67 − °Ra) × 5/6
Newton °N = (°Ra − 491,67) × 11/60
Réaumur °Ré = (°Ra / 1,8 + 273,15) × 0,8
Rømer °Rø = (°Ra − 491,67) × 7/24 + 7,5

[sunting] Dari Delisle
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = 373,15 − °De × 2/3
Celsius °C = 100 − °De × 2/3
Fahrenheit °F = 212 − °De × 1,2
Rankine °Ra = 671,67 − °De × 1,2
Newton °N = 33 − °De × 0,22
Réaumur °Ré = 80 − °De × 8/15
Rømer °Rø = 60 − °De × 0,35

[sunting] Dari Newton
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °N × 100/33 + 273,15
Celsius °C = °N × 100/33
Fahrenheit °F = °N x 60/11 + 32
Rankine °Ra = °N × 60/11 + 491,67
Delisle °De = (33 − °N) × 50/11
Réaumur °Ré = °N × 80/33
Rømer °Rø = °N × 35/22 + 7,5

[sunting] Dari Réaumur
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °Ré / 0,8 + 273,15
Celsius °C = °Ré / 0,8
Fahrenheit °F = °Ré × 2,25 + 32
Rankine °Ra = °Ré × 2,25 + 491,67
Delisle °De = (80 − °Ré) × 1,875
Newton °N = °Ré × 33/80
Rømer °Rø = °Ré × 21/32 + 7,5

[sunting] Dari Rømer
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = (°Rø − 7,5) × 40/21 + 273.15
Celsius °C = (°Rø − 7,5) × 40/21
Fahrenheit °F = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 32
Rankine °Ra = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 491,67
Delisle °De = (60 − °Rø) × 20/7
Newton °N = (°Rø − 7,5) × 22/35
Réaumur °Ré = (°Rø − 7,5) × 32/21

SUHU
Suhu adalah suatu besaran pokok yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat dan dapat dinyatakan dengan angka. Termometer bekerja dengan memanfaatkan sifat termometrik zat yang dijadikan pengisi termometer, yaitu sifat fisik zat yang berubah karena perubahan suhu.

Beberapa sifat termometrik zat seperti:

1.
pemuaian kolom cairan dalam pipa kapiler
2.
hambatan listrik seutas kawat platina
3.
pemuaian suatu keping bimetal
4.
pemuaian tekanan gas pada volume tetap
5.
radiasi yang dipancarkan benda

Pembuatan skala pada termometer raksa. Ada 4 langkah untuk menentukan skala sebuah termometer raksa:

1.
menentukan titip tetap bawah (titik lebur es murni)
2.
menentukan titik tetap atas (titik didih air murni)
3.
membagi jarak antara kedua titik tetap menjadi beberapa bagian yang jaraknya sama.
4.
memperluas skala di bawah titik tetap bawah dan di atas titik tetap atas

Skala atau satuan suhu yang digunakan dalam sistem internasional adalah skala kelvin, dimana nol kelvin adalah suhu paling rendah yang mungkin dimiliki oleh suau benda. Pada suhu nol kelvin, partikel-partikel sama sekali tidak bergerak (diam). Karena itu, suhu nol kelvin disebut juga suhu nol mutlak.

Beberapa skala termometer yang dijumpai dalam keseharian adalah skala celcius. Angka-angka untuk titik didih tetap bawah dan titik tetap atas skala-skala termometer ditunjukkan pada tabel di bawah ini!

Termometer


Titik tetap bawah


Titik tetap atas

Celcius


0


100

Reamur


0


80

Fahrenheit


32


212

Kelvin


273


373


Rumus Konversi Skala = C : R : (F – 32) : (K – 273) = 5 : 4 : 9 : 5

Termometer raksa dan termometer alkohol mempunyai kelebihan masing-masing. Keunggulan termometer raksa dibandingkan alkohol adalah: (1) raksa mudah dilihat karena mengkilat, (2) jangkauan raksa cukup lebar (-400C sampai dengan 3500C). Keunggulan termometer alkohol dibandingkan raksa adalah: (1) alkohol lebih peka, sebab perubahan volumnya lebih besar daripada raksa untuk perubahan suhu yang sama. Jadi, untuk perubahan suhu yang sama, perubahan panjang kolom raksa lebih besar, (2) alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin, misalnya suhu di kutub, sebab titik beku alkohol sangat rendah, yaitu -1120C.

Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi digunakan termometer gas yang jangkauan suhunya lebar (-2500C sampai dengan 15000C). Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (di atas 10000C) seperti tungku peleburan baja atau permukaan matahari (di atas 60000C), digunakan pirometer. Pirometer mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda.


SUHU UDARA
A. DAERAH CILEDUG
Dari tahun ke tahun selama periode 2001-2005 suhu harian, suhu maksimum dan suhu minimum rata-rata bulanan memiliki pola yang hampir sama dengan dua puncak. Puncak pertama terjadi sekitar bulan April atau Mei dan puncak kedua terjadi pada bulan Oktober. Keadaan ini berkaitan dengan posisi matahari yang berada di ekuator pada bulan Maret dan September.
Dalam kurun waktu 5 tahun suhu harian rata - rata bulanan mencapai 26.2 °C hingga 28.8 °C, yang tertinggi sekitar bulan Oktober dan April serta yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu maksimum rata-rata bulanan mencapai 30,4 °C hingga 35,2 °C, yang tertinggi sekitar bulan September hingga Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu minimum rata-rata bulanan mencapai 22.7 °C hingga 24.9 °C, yang tertinggi sekitar bulan April hingga Mei dan yang terendah sekitar bulan Agustus.
Suhu harian yang tertinggi mencapai 30.8 °C, yakni pada tanggal 15 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 22.0 °C, yakni pada bulan 18 Desember 2002. Suhu maksimum yang tertinggi mencapai 38.0 °C, yakni pada tanggal 22 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 25.2 °C, yakni pada tanggal 26 Nopember 2005. Suhu minimum yang tertinggi mencapai 27.0 °C, yakni pada tanggal 20 November 2002, sedang yang terendah mencapai 18.2 °C, yakni pada tanggal 4 Juni 2004. Gambaran secara rinci suhu harian dapat dilihat pada tabel 4.2.


C. DAERAH CENGKARENG

Dari tahun ke tahun selama periode 2001-2005 suhu harian, suhu maksimum dan suhu minimum rata-rata bulanan memiliki pola yang sama dengan dua puncak. Puncak pertama terjadi sekitar bulan April atau Mei dan puncak kedua terjadi pada bulan Oktober. Keadaan ini berkaitan dengan posisi matahari yang berada di ekuator pada bulan Maret dan September.
Dalam kurun waktu 5 tahun suhu harian rata - rata bulanan mencapai 26.3 °C hingga 28.7 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu maksimum rata-rata bulanan mencapai 30.1 °C hingga 34.3 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu minimum rata-rata bulanan mencapai 22.7 °C hingga 24.7 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Mei dan yang terendah sekitar bulan Juli.
Suhu harian yang tertinggi mencapai 30.0 °C, yakni pada tanggal 19 Januari 2003, sedang yang terendah mencapai 24.0 °C, yakni pada bulan 8 Pebruari 2001. Suhu maksimum yang tertinggi mencapai 37 °C, yakni pada tanggal 23 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 26,3 °C, yakni pada tanggal 26 Nopember 2005. Suhu minimum yang tertinggi mencapai 26.5 °C, yakni pada tanggal 24 Mei 2005, sedang yang terendah mencapai 18.4 °C, yakni pada tanggal 15 Agustus 2002.

C. DAERAH CURUG
Dari grafik suhu rata-rata harian terlihat ada dua puncak suhu harian di Curug. Puncak pertama terjadi dalam bulan April atau Mei, puncak kedua terjadi dalam bulan Oktober.

Dalam kurun waktu 5 tahun suhu harian rata - rata bulanan mencapai 25.0 °C hingga 27.1 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Mei dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu maksimum rata-rata bulanan mencapai 29.5 °C hingga 34.4 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu minimum rata-rata bulanan mencapai 21.3 °C hingga 23.4 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan April/ Mei dan yang terendah sekitar bulan Juli.
Suhu harian yang tertinggi mencapai 28.8 °C, yakni pada tanggal 2 Juni 2004 dan 30 Oktober 2005, sedang yang terendah mencapai 22.8 °C, yakni pada bulan 8 Pebruari 2001. Suhu maksimum yang tertinggi mencapai 37.0 °C, yakni pada tanggal 21 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 26.0 °C, yakni pada tanggal 14 Desember 2001. Suhu minimum yang tertinggi mencapai 25.2 °C, yakni pada tanggal 3 April 2003 dan 29 April 2005, sedang yang terendah mencapai 17.2 °C, yakni pada tanggal 14 Agustus 2002 dan 31 Mei 2004.
Suhu Udara di Indonesia Rata-rata Naik
Kenaikan di Beberapa Kota di Atas Satu Derajat Celsius
KOMPAS/RENY SRI AYU TASLIM
/

Selasa, 31 Maret 2009 | 16:01 WIB

JAKARTA, KOMPAS.com — Laju perubahan suhu udara kota-kota di Indonesia menunjukkan kenaikan maksimum lebih dari 1 derajat celsius dalam 10 tahun. Dari analisis data iklim Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika yang diambil tahun 1983-2003, kenaikan suhu udara per 10 tahun ternyata 0,036 derajat celsius-1,383 derajat celsius.

Kenaikan suhu udara terendah tercatat di Kota Sibolga, Sumatera Utara, mencapai 0,036 derajat celsius dari rata-rata 31,52 derajat celsius. Adapun kenaikan suhu udara tertinggi tercatat di Kota Wamena, Papua, mencapai 1,38 derajat celsius dari rata-rata 25,97 derajat celsius.

"Data kenaikan temperatur itu tingkat kepercayaannya memang masih beragam," kata Kepala Bidang Analisis Klimatologi dan Kualitas Udara BMKG Soetamto di Jakarta, Senin (30/3).

Alasannya, analisis data iklim itu belum memasukkan sistem Mann-Kendall, sebuah sistem untuk memperkuat kebenaran hasil analisis data bertahun-tahun. Meskipun begitu, secara umum tren kenaikan suhu diyakini memang terjadi.

"Meskipun belum dengan sistem Mann-Kendall, data iklim memang menunjukkan tren kenaikan," kata Soetamto. Dari 16 kota yang dianalisis, kenaikan suhu dalam 10 tahun di enam kota/lokasi ternyata mencapai di atas 1 derajat celsius.

Lokasi itu adalah Pulau Bawean, Jawa Timur (1,15 derajat C); Waingapu, Nusa Tenggara Timur (1,11 derajat C); Kupang, NTT (1,35 derajat C); Jayapura (1,22 derajat C), Wamena (1,38 derajat C), dan Merauke (1,15 derajat C)—ketiganya di Provinsi Papua. Di antara 16 kota/lokasi tersebut, suhu kawasan Pulau Tarempa, Natuna, justru diketahui menurun sekitar -0,26 derajat celsius.

Soetamto tidak mengetahui penyebab penurunan suhu di Tarempa atau kenaikan suhu hingga di atas satu derajat di tiga kota di Papua. Penghitungan tersebut didasarkan atas seri data iklim.

Sangat tinggi

Kepala Laboratorium Klimatologi Departemen Geofisika dan Meteorologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Rizaldi Boer mengatakan, kenaikan 1 derajat celsius dalam sepuluh tahun sangatlah tinggi. "Harus dilihat dulu titik-titik pemantauannya dan sumber panasnya dari mana saja," katanya.

Menurut Panel Ahli Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC), jika terjadi kenaikan suhu hingga 2 derajat celsius—dari suhu tahun 1990—pada tahun 2050 kondisi akan sangat sulit dikendalikan. Karena itu, satu-satunya jalan yang dapat dilakukan adalah harus memperlambat kenaikan suhu.

Menurut Rizaldi, kenaikan suhu udara tidak hanya disebabkan oleh sinar matahari atau kenaikan konsentrasi gas rumah kaca. Ada faktor aktivitas industri, transportasi, dan populasi.

Ketiganya faktor yang terkait dengan aktivitas manusia (antroposentris). Aktivitas industri sejak abad ke-16 selama ini diyakini sebagai pemicu awal emisi karbon—salah satu gas rumah kaca yang memerangkap panas bumi.

Berdasarkan hal itu, suhu di kawasan perkotaan dipastikan akan lebih cepat panas daripada daerah kawasan pinggiran atau kawasan dengan vegetasi rapat.

"Suhu rata-rata udara jadi minus, itu mungkin saja. Misalnya, ada penyerap panas seperti hutan di kawasan yang dulunya tidak ada hutannya," katanya.

Dampak perubahan

Saat ini secara global diyakini, perubahan temperatur akan berdampak negatif pada banyak hal. Sejumlah penyakit akan mewabah dalam skala luas, cuaca semakin sulit diprediksi, intensitas badai dan puting beliung akan meningkat, terjadinya penggurunan, terjadi kenaikan permukaan laut, hingga munculnya ancaman ketahanan pangan akibat pola tanam yang berubah-ubah.

Saat ini musim kemarau di Indonesia semakin panjang, sedangkan musim hujan kian pendek. Namun, intensitas hujannya tinggi yang berakibat banyak kejadian banjir dan tanah longsor.

"Temperatur meningkat, dampak negatifnya banyak," kata Rizaldi Boer.

Sektor pertanian kesulitan dengan iklim yang berubah. Musim tanam mengalami pergeseran. Ada yang bergeser maju, tetapi ada pula yang justru mundur. Peta pertanian kini sedang mengalami perubahan.

Ketersediaan air pada saat musim hujan (5 bulan) sebanyak 80 persen dari kebutuhan nasional, sedangkan pada saat kemarau (7 bulan) hanya 20 persen dari kebutuhan.

Keadaan itu diperburuk oleh kondisi irigasi dan daerah aliran sungai. Data Badan Penelitian dan Pembangunan Departemen Pertanian menunjukkan, sebesar 25 persen jaringan irigasi tidak berfungsi optimal. (GSA)


Mekanika fluida
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak.
Daftar isi
[sembunyikan]

* 1 Hubungan dengan mekanika kontinum
* 2 Asumsi Dasar
o 2.1 Hipotesis kontinum
* 3 Persamaan Navier-Stokes
o 3.1 Bentuk umum persamaan
* 4 Fluida Newtonian vs. non-Newtonian
o 4.1 Persamaan pada fluida Newtonian

[sunting] Hubungan dengan mekanika kontinum

Mekanika fluida biasanya dianggap subdisiplin dari mekanika kontinum, seperti yang diilustrasikan pada tabel berikut.
Mekanika kontinum: studi fisika dari material kontinu Mekanika solid: studi fisika dari material kontinu dengan bentuk tertentu. Elastisitas: menjelaskan material yang kembali ke bentuk awal setelah diberi tegangan.
Plastisitas: menjelaskan material yang secara permanen terdeformasi setelah diberi tegangan dengan besar tertentu. Reologi: studi material yang memiliki karakteristik solid dan fluida.
Mekanika fluida: studi fisika dari material kontinu yang bentuknya mengikuti bentuk wadahnya. Fluida non-Newtonian
Fluida Newtonian

Dalam pandangan secara mekanis, sebuah fluida adalah suatu substansi yang tidak mampu menahan tekanan tangensial. Hal ini menyebabkan fluida pada keadaan diamnya berbentuk mengikuti bentuk wadahnya.

[sunting] Asumsi Dasar

Seperti halnya model matematika pada umumnya, mekanika fluida membuat beberapa asumsi dasar berkaitan dengan studi yang dilakukan. Asumsi-asumsi ini kemudian diterjemahkan ke dalam persamaan-persamaan matematis yang harus dipenuhi bila asumsi-asumsi yang telah dibuat berlaku.

Mekanika fluida mengasumsikan bahwa semua fluida mengikuti:

* Hukum kekekalan massa
* Hukum kekekalan momentum
* Hipotesis kontinum, yang dijelaskan di bagian selanjutnya.

Kadang, akan lebih bermanfaat (dan realistis) bila diasumsikan suatu fluida bersifat inkompresibel. Maksudnya adalah densitas dari fluida tidak berubah ketika diberi tekanan. Cairan terkadang dapat dimodelkan sebagai fluida inkompresibel sementara semua gas tidak bisa.

Selain itu, terkadang viskositas dari suatu fluida dapat diasumsikan bernilai nol (fluida tidak viskos). Terkadang gas juga dapat diasumsikan bersifat tidak viskos. Jika suatu fluida bersifat viskos dan alirannya ditampung dalam suatu cara (seperti dalam pipa), maka aliran pada batas sistemnya mempunyai kecepatan nol. Untuk fluida yang viskos, jika batas sistemnya tidak berpori, maka gaya geser antara fluida dengan batas sistem akan memberikan resultan kecepatan nol pada batas fluida.

[sunting] Hipotesis kontinum

Fluida disusun oleh molekul-molekul yang bertabrakan satu sama lain. Namun demikian, asumsi kontinum menganggap fluida bersifat kontinu. Dengan kata lain, properti seperti densitas, tekanan, temperatur, dan kecepatan dianggap terdefinisi pada titik-titik yang sangat kecil yang mendefinisikan REV (‘’Reference Element of Volume’’) pada orde geometris jarak antara molekul-molekul yang berlawanan di fluida. Properti tiap titik diasumsikan berbeda dan dirata-ratakan dalam REV. Dengan cara ini, kenyataan bahwa fluida terdiri dari molekul diskrit diabaikan.

Hipotesis kontinum pada dasarnya hanyalah pendekatan. Sebagai akibatnya, asumsi hipotesis kontinum dapat memberikan hasil dengan tingkat akurasi yang tidak diinginkan. Namun demikian, bila kondisi benar, hipotesis kontinum menghasilkan hasil yang sangat akurat.

Masalah akurasi ini biasa dipecahkan menggunakan mekanika statistik. Untuk menentukan perlu menggunakan dinamika fluida konvensial atau mekanika statistik, angka Knudsen permasalahan harus dievaluasi. Angka Knudsen didefinisikan sebagai rasio dari rata-rata panjang jalur bebas molekular terhadap suatu skala panjang fisik representatif tertentu. Skala panjang ini dapat berupa radius suatu benda dalam suatu fluida. Secara sederhana, angka Knudsen adalah berapa kali panjang diameter suatu partikel akan bergerak sebelum menabrak partikel lain.

[sunting] Persamaan Navier-Stokes

Persamaan Navier-Stokes (dinamakan dari Claude-Louis Navier dan George Gabriel Stokes) adalah serangkaian persamaan yang menjelaskan pergerakan dari suatu fluida seperti cairan dan gas. Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum (percepatan) partikel-partikel fluida bergantung hanya kepada gaya viskos internal (mirip dengan gaya friksi) dan gaya viskos tekanan eksternal yang bekerja pada fluida. Oleh karena itu, persamaan Navier-Stokes menjelaskan kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada fluida.

Persamaan Navier-Stokes memiliki bentuk persamaan diferensial yang menerangkan pergerakan dari suatu fluida. Persaman seperti ini menggambarkan hubungan laju perubahan suatu variabel terhadap variabel lain. Sebagai contoh, persamaan Navier-Stokes untuk suatu fluida ideal dengan viskositas bernilai nol akan menghasilkan hubungan yang proposional antara percepatan (laju perubahan kecepatan) dan derivatif tekanan internal.

Untuk mendapatkan hasil dari suatu permasalahan fisika menggunakan persamaan Navier-Stokes, perlu digunakan ilmu kalkulus. Secara praktis, hanya kasus-kasus aliran sederhana yang dapat dipecahkan dengan cara ini. Kasus-kasus ini biasanya melibatkan aliran non-turbulen dan tunak (aliran yang tidak berubah terhadap waktu) yang memiliki nilai bilangan Reynold kecil.

Untuk kasus-kasus yang kompleks, seperti sistem udara global seperti El Niño atau daya angkat udara pada sayap, penyelesaian persamaan Navier-Stokes hingga saat ini hanya mampu diperoleh dengan bantuan komputer. Kasus-kasus mekanika fluida yang membutuhkan penyelesaian berbantuan komputer dipelajari dalam bidang ilmu tersendiri yaitu mekanika fluida komputasional


[sunting] Bentuk umum persamaan

Bentuk umum persamaan Navier-Stokes untuk kekekalan momentum adalah :

\rho\frac{D\mathbf{v}}{D t} = \nabla \cdot\mathbb{P} + \rho\mathbf{f}

di mana

* ρ adalah densitas fluida,

\frac{D}{D t} adalah derivatif substantif (dikenal juga dengan istilah derivatif dari material)

* \mathbf{v} adalah vektor kecepatan,
* f adalah vektor gaya benda, dan
* \mathbb{P} adalah tensor yang menyatakan gaya-gaya permukaan yang bekerja pada partikel fluida.

\mathbb{P} adalah tensor yang simetris kecuali bila fluida tersusun dari derajat kebebasan yang berputar seperti vorteks. Secara umum, (dalam tiga dimensi) \mathbb{P} memiliki bentuk persamaan:

\mathbb{P} = \begin{pmatrix} \sigma_{xx} & \tau_{xy} & \tau_{xz} \\ \tau_{yx} & \sigma_{yy} & \tau_{yz} \\ \tau_{zx} & \tau_{zy} & \sigma_{zz} \end{pmatrix}

di mana

* σ adalah tegangan normal, dan
* τ adalah tegangan tangensial (tegangan geser).

Persamaan di atas sebenarnya merupakan sekumpulan tiga persamaan, satu persamaan untuk tiap dimensi. Dengan persamaan ini saja, masih belum memadai untuk menghasilkan hasil penyelesaian masalah. Persamaan yang dapat diselesaikan diperoleh dengan menambahkan persamaan kekekalan massa dan batas-batas kondisi ke dalam persamaan di atas.

[sunting] Fluida Newtonian vs. non-Newtonian

Sebuah Fluida Newtonian (dinamakan dari Isaac Newton) didefinisikan sebagai fluida yang tegangan gesernya berbanding lurus secara linier dengan gradien kecepatan pada arah tegak lurus dengan bidang geser. Definisi ini memiliki arti bahwa fluida newtonian akan mengalir terus tanpa dipengaruhi gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Sebagai contoh, air adalah fluida Newtonian karena air memiliki properti fluida sekalipun pada keadaan diaduk.

Sebaliknya, bila fluida non-Newtonian diaduk, akan tersisa suatu "lubang". Lubang ini akan terisi seiring dengan berjalannya waktu. Sifat seperti ini dapat teramati pada material-material seperti puding. Peristiwa lain yang terjadi saat fluida non-Newtonian diaduk adalah penurunan viskositas yang menyebabkan fluida tampak "lebih tipis" (dapat dilihat pada cat). Ada banyak tipe fluida non-Newtonian yang kesemuanya memiliki properti tertentu yang berubah pada keadaan tertentu.

[sunting] Persamaan pada fluida Newtonian

Konstanta yang menghubungkan tegangan geser dan gradien kecepatan secara linier dikenal dengan istilah viskositas. Persamaan yang menggambarkan perlakuan fluida Newtonian adalah:

\tau=\mu\frac{dv}{dx}

di mana

τ adalah tegangan geser yang dihasilkan oleh fluida
μ adalah viskositas fluida-sebuah konstanta proporsionalitas
\frac{dv}{dx} adalah gradien kecepatan yang tegak lurus dengan arah geseran

Viskositas pada fluida Newtonian secara definisi hanya bergantung pada temperatur dan tekanan dan tidak bergantung pada gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Jika fluida bersifat inkompresibel dan viskositas bernilai tetap di seluruh bagian fluida, persamaan yang menggambarkan tegangan geser (dalam koordinat kartesian) adalah

\tau_{ij}=\mu\left(\frac{\partial v_i}{\partial x_j}+\frac{\partial v_j}{\partial x_i} \right)

di mana

τij adalah tegangan geser pada bidang ith dengan arah jth
vi adalah kecepatan pada arah ith
xj adalah koordinat berarah jth

Jika suatu fluida tidak memenuhi hubungan ini, fluida ini disebut fluida non-NewtonianFluida Statis
Fisika Kelas 1 > Fluida Dan Kalor
276

< Sebelum Sesudah >

Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida dapat digolongkan dalam dua macam, yaitu fluida statis dan dinamis.

TEKANAN HIDROSTATIS

Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya.


PARADOKS HIDROSTATIS

Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ), tinggi ( h ) dan massa jenis zat cair ( r )
dalam bejana.
Ph = r g h
Pt = Po + Ph
F = P h A = r g V r = massa jenis zat cair
h = tinggi zat cair dari permukaan
g = percepatan gravitasi
Pt = tekanan total
Po = tekanan udara luar



HUKUM PASCAL

Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama.

P1 = P2 ® F1/A1 = F2/A2

HUKUM ARCHIMEDES

Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan.

Tiga keadaan benda di dalam zat cair:
a. tenggelam: W>Fa Þ rb > rz

b. melayang: W = Fa Þ rb = rz

c. terapung: W=Fa Þ rb.V=rz.V' ; rb
W = berat benda
Fa = gaya ke atas = rz . V' . g
rb = massa jenis benda
rz = massa jenis fluida
V = volume benda
V' = volume benda yang berada dalam fluida

Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ), berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi:

Wz = W - Fa

Wz = berat benda di dalam zat cair

TEGANGAN PERMUKAAN

Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan zat cair persatuan panjang(l)

g = F / 2l

KAPILARITAS

Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi.


y = 2 g cos q / r g r

y = kenaikan/penurunan zat cair pada pipa (m)
g = tegangan permukaan (N/m)
q = sudut kontak (derajat)
p = massa jenis zat cair (kg / m3)
g = percepatan gravitas (m / det2)
r = jari-jari tabung kapiler (m)





FISIKA

Rumus konversi suhu
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

Berikut adalah rumus konversi temperatur.
Daftar isi
[sembunyikan]

* 1 Ringkasan
* 2 Dari kelvin
* 3 Dari Celsius
* 4 Dari Fahrenheit
* 5 Dari Rankine
* 6 Dari Delisle
* 7 Dari Newton
* 8 Dari Réaumur
* 9 Dari Rømer
* 10 Lihat pula

[sunting] Ringkasan
kelvin Celsius Fahrenheit Rankine Delisle Newton Réaumur Rømer
Nol absolut 0 K -273,15 °C -459,67 °F 0 °Ra 559.73 °De -90,14 °N -218,52 °Ré -135,9 °Rø
Titik beku air 273,15 K 0 °C 32 °F 491,67 °Ra 150 °De 0 °N 0 °Ré 7,5 °Rø
Suhu badan manusia 310,15 K 37 °C 98,6 °F 558,27 °Ra 94,5 °De 12,21 °N 29,6 °Ré 26,93 °Rø
Titik didih air 373,15 K 100 °C 212 °F 671,67 °Ra 0 °De 33 °N 80 °Ré 60 °Rø

[sunting] Dari kelvin
Skala yang diinginkan Formula
Celsius °C = K − 273,15
Fahrenheit °F = K × 1,8 − 459,67
Rankine °Ra = K × 1,8
Delisle °De = (373,15 − K) × 1,5
Newton °N = (K − 273,15) × 33/100
Réaumur °Ré = (K − 273,15) × 0,8
Rømer °Rø = (K − 273,15) × 21/40 + 7,5

[sunting] Dari Celsius
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °C + 273,15
Fahrenheit °F = °C × 1,8 + 32
Rankine °Ra = °C × 1,8 + 491,67
Delisle °De = (100 − °C) × 1,5
Newton °N = °C × 33/100
Réaumur °Ré = °C × 0,8
Rømer °Rø = °C × 21/40 + 7,5

[sunting] Dari Fahrenheit
Skala yang dinginkan Formula
kelvin K = (°F + 459,67) / 1,8
Celsius °C = (°F − 32) / 1,8
Rankine °Ra = °F + 459,67
Delisle °De = (212 − °F) × 5/6
Newton °N = (°F − 32) × 11/60
Réaumur °Ré = (°F − 32) / 2,25
Rømer °Rø = (°F − 32) × 7/24 + 7,5

[sunting] Dari Rankine
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °Ra / 1,8
Celsius °C = °Ra / 1,8 + 273,15
Fahrenheit °F = °Ra - 459,67
Delisle °De = (671,67 − °Ra) × 5/6
Newton °N = (°Ra − 491,67) × 11/60
Réaumur °Ré = (°Ra / 1,8 + 273,15) × 0,8
Rømer °Rø = (°Ra − 491,67) × 7/24 + 7,5

[sunting] Dari Delisle
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = 373,15 − °De × 2/3
Celsius °C = 100 − °De × 2/3
Fahrenheit °F = 212 − °De × 1,2
Rankine °Ra = 671,67 − °De × 1,2
Newton °N = 33 − °De × 0,22
Réaumur °Ré = 80 − °De × 8/15
Rømer °Rø = 60 − °De × 0,35

[sunting] Dari Newton
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °N × 100/33 + 273,15
Celsius °C = °N × 100/33
Fahrenheit °F = °N x 60/11 + 32
Rankine °Ra = °N × 60/11 + 491,67
Delisle °De = (33 − °N) × 50/11
Réaumur °Ré = °N × 80/33
Rømer °Rø = °N × 35/22 + 7,5

[sunting] Dari Réaumur
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = °Ré / 0,8 + 273,15
Celsius °C = °Ré / 0,8
Fahrenheit °F = °Ré × 2,25 + 32
Rankine °Ra = °Ré × 2,25 + 491,67
Delisle °De = (80 − °Ré) × 1,875
Newton °N = °Ré × 33/80
Rømer °Rø = °Ré × 21/32 + 7,5

[sunting] Dari Rømer
Skala yang diinginkan Formula
kelvin K = (°Rø − 7,5) × 40/21 + 273.15
Celsius °C = (°Rø − 7,5) × 40/21
Fahrenheit °F = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 32
Rankine °Ra = (°Rø − 7,5) × 24/7 + 491,67
Delisle °De = (60 − °Rø) × 20/7
Newton °N = (°Rø − 7,5) × 22/35
Réaumur °Ré = (°Rø − 7,5) × 32/21

SUHU
Suhu adalah suatu besaran pokok yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat dan dapat dinyatakan dengan angka. Termometer bekerja dengan memanfaatkan sifat termometrik zat yang dijadikan pengisi termometer, yaitu sifat fisik zat yang berubah karena perubahan suhu.

Beberapa sifat termometrik zat seperti:

1.
pemuaian kolom cairan dalam pipa kapiler
2.
hambatan listrik seutas kawat platina
3.
pemuaian suatu keping bimetal
4.
pemuaian tekanan gas pada volume tetap
5.
radiasi yang dipancarkan benda

Pembuatan skala pada termometer raksa. Ada 4 langkah untuk menentukan skala sebuah termometer raksa:

1.
menentukan titip tetap bawah (titik lebur es murni)
2.
menentukan titik tetap atas (titik didih air murni)
3.
membagi jarak antara kedua titik tetap menjadi beberapa bagian yang jaraknya sama.
4.
memperluas skala di bawah titik tetap bawah dan di atas titik tetap atas

Skala atau satuan suhu yang digunakan dalam sistem internasional adalah skala kelvin, dimana nol kelvin adalah suhu paling rendah yang mungkin dimiliki oleh suau benda. Pada suhu nol kelvin, partikel-partikel sama sekali tidak bergerak (diam). Karena itu, suhu nol kelvin disebut juga suhu nol mutlak.

Beberapa skala termometer yang dijumpai dalam keseharian adalah skala celcius. Angka-angka untuk titik didih tetap bawah dan titik tetap atas skala-skala termometer ditunjukkan pada tabel di bawah ini!

Termometer


Titik tetap bawah


Titik tetap atas

Celcius


0


100

Reamur


0


80

Fahrenheit


32


212

Kelvin


273


373


Rumus Konversi Skala = C : R : (F – 32) : (K – 273) = 5 : 4 : 9 : 5

Termometer raksa dan termometer alkohol mempunyai kelebihan masing-masing. Keunggulan termometer raksa dibandingkan alkohol adalah: (1) raksa mudah dilihat karena mengkilat, (2) jangkauan raksa cukup lebar (-400C sampai dengan 3500C). Keunggulan termometer alkohol dibandingkan raksa adalah: (1) alkohol lebih peka, sebab perubahan volumnya lebih besar daripada raksa untuk perubahan suhu yang sama. Jadi, untuk perubahan suhu yang sama, perubahan panjang kolom raksa lebih besar, (2) alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin, misalnya suhu di kutub, sebab titik beku alkohol sangat rendah, yaitu -1120C.

Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi digunakan termometer gas yang jangkauan suhunya lebar (-2500C sampai dengan 15000C). Untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (di atas 10000C) seperti tungku peleburan baja atau permukaan matahari (di atas 60000C), digunakan pirometer. Pirometer mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda.


SUHU UDARA
A. DAERAH CILEDUG
Dari tahun ke tahun selama periode 2001-2005 suhu harian, suhu maksimum dan suhu minimum rata-rata bulanan memiliki pola yang hampir sama dengan dua puncak. Puncak pertama terjadi sekitar bulan April atau Mei dan puncak kedua terjadi pada bulan Oktober. Keadaan ini berkaitan dengan posisi matahari yang berada di ekuator pada bulan Maret dan September.

Gambar 4.1. Grafik suhu harian rata-rata bulanan


Gambar 4.2. Grafik suhu maksimum rata-rata bulanan



Gambar 4.3. Grafik suhu minimum rata-rata bulanan


Gambar 4.4. Grafik tendensi suhu harian rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.083 x + 27.3


Gambar 4.5. Grafik tendensi suhu maksimum rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.0119 x + 32.4




Gambar 4.6. Grafik tendensi suhu minimum rata-rata bulanan dengan nilai tendensi turun sebesar y = - 0.0018 x + 23.8



Dalam kurun waktu 5 tahun suhu harian rata - rata bulanan mencapai 26.2 °C hingga 28.8 °C, yang tertinggi sekitar bulan Oktober dan April serta yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu maksimum rata-rata bulanan mencapai 30,4 °C hingga 35,2 °C, yang tertinggi sekitar bulan September hingga Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu minimum rata-rata bulanan mencapai 22.7 °C hingga 24.9 °C, yang tertinggi sekitar bulan April hingga Mei dan yang terendah sekitar bulan Agustus. Gambaran secara rinci suhu rata-rata bulanan dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Suhu udara, maksium dan minimum rata-rata bulanan
Stasiun Klimatologi Pondok Betung-Ciledug



Suhu harian yang tertinggi mencapai 30.8 °C, yakni pada tanggal 15 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 22.0 °C, yakni pada bulan 18 Desember 2002. Suhu maksimum yang tertinggi mencapai 38.0 °C, yakni pada tanggal 22 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 25.2 °C, yakni pada tanggal 26 Nopember 2005. Suhu minimum yang tertinggi mencapai 27.0 °C, yakni pada tanggal 20 November 2002, sedang yang terendah mencapai 18.2 °C, yakni pada tanggal 4 Juni 2004. Gambaran secara rinci suhu harian dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Suhu udara, maksium dan minimum harian
Stasiun Klimatologi Pondok Betung-Ciledug

C. DAERAH CENGKARENG

Dari tahun ke tahun selama periode 2001-2005 suhu harian, suhu maksimum dan suhu minimum rata-rata bulanan memiliki pola yang sama dengan dua puncak. Puncak pertama terjadi sekitar bulan April atau Mei dan puncak kedua terjadi pada bulan Oktober. Keadaan ini berkaitan dengan posisi matahari yang berada di ekuator pada bulan Maret dan September.

Gambar 4.7. Grafik suhu harian rata-rata bulanan



Gambar 4.8. Grafik suhu maksimum rata-rata bulanan



Gambar 4.9. Grafik suhu minimum rata-rata bulanan



Gambar 4.10. Grafik tendensi suhu harian rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.0073 x + 27.3



Gambar 4.11. Grafik tendensi suhu maksimum rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.032 x + 32.12



Gambar 4.12. Grafik tendensi suhu minimum rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.0091 x + 23.58



Dalam kurun waktu 5 tahun suhu harian rata - rata bulanan mencapai 26.3 °C hingga 28.7 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu maksimum rata-rata bulanan mencapai 30.1 °C hingga 34.3 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu minimum rata-rata bulanan mencapai 22.7 °C hingga 24.7 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Mei dan yang terendah sekitar bulan Juli. Gambaran secara rinci suhu rata-rata bulanan dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3. Suhu udara, maksimum dan minimum rata-rata bulanan
Stasiun Meteorologi Cengkareng



Suhu harian yang tertinggi mencapai 30.0 °C, yakni pada tanggal 19 Januari 2003, sedang yang terendah mencapai 24.0 °C, yakni pada bulan 8 Pebruari 2001. Suhu maksimum yang tertinggi mencapai 37 °C, yakni pada tanggal 23 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 26,3 °C, yakni pada tanggal 26 Nopember 2005. Suhu minimum yang tertinggi mencapai 26.5 °C, yakni pada tanggal 24 Mei 2005, sedang yang terendah mencapai 18.4 °C, yakni pada tanggal 15 Agustus 2002. Gambaran secara rinci suhu harian dapat dilihat pada tabel 4.4.

Tabel 4.4. Suhu udara, maksimum dan minimum harian
Stasiun Meteorologi Cengkareng

C. DAERAH CURUG
Dari grafik suhu rata-rata harian terlihat ada dua puncak suhu harian di Curug. Puncak pertama terjadi dalam bulan April atau Mei, puncak kedua terjadi dalam bulan Oktober.

Gambar 4.13. Grafik suhu harian rata-rata bulanan



Gambar 4.14. Grafik suhu maksimum rata-rata bulanan



Gambar 4.15. Grafik suhu minimum rata-rata bulanan



Gambar 4.16. Grafik tendensi suhu harian rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.052 x + 26.2



Gambar 4.17. Grafik tendensi suhu maksimum rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = 0.012 x + 31.7.



Gambar 4.18. Grafik tendensi suhu minimum rata-rata bulanan dengan nilai tendensi naik sebesar y = ?



Dalam kurun waktu 5 tahun suhu harian rata - rata bulanan mencapai 25.0 °C hingga 27.1 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Mei dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu maksimum rata-rata bulanan mencapai 29.5 °C hingga 34.4 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan Oktober dan yang terendah sekitar bulan Pebruari. Suhu minimum rata-rata bulanan mencapai 21.3 °C hingga 23.4 °C, yang tertinggi pada umumnya sekitar bulan April/ Mei dan yang terendah sekitar bulan Juli. Gambaran secara rinci suhu rata-rata bulanan dapat dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5. Suhu udara, maksimum dan suhu minimum rata-rata bulanan
Stasiun Meteorologi Curug



Suhu harian yang tertinggi mencapai 28.8 °C, yakni pada tanggal 2 Juni 2004 dan 30 Oktober 2005, sedang yang terendah mencapai 22.8 °C, yakni pada bulan 8 Pebruari 2001. Suhu maksimum yang tertinggi mencapai 37.0 °C, yakni pada tanggal 21 Oktober 2002, sedang yang terendah mencapai 26.0 °C, yakni pada tanggal 14 Desember 2001. Suhu minimum yang tertinggi mencapai 25.2 °C, yakni pada tanggal 3 April 2003 dan 29 April 2005, sedang yang terendah mencapai 17.2 °C, yakni pada tanggal 14 Agustus 2002 dan 31 Mei 2004. Gambaran secara rinci suhu harian dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4.6. Suhu udara, maksimum dan suhu minimum harian
Stasiun Meteorologi Curug

Suhu Udara di Indonesia Rata-rata Naik
Kenaikan di Beberapa Kota di Atas Satu Derajat Celsius
KOMPAS/RENY SRI AYU TASLIM
/

Selasa, 31 Maret 2009 | 16:01 WIB

JAKARTA, KOMPAS.com — Laju perubahan suhu udara kota-kota di Indonesia menunjukkan kenaikan maksimum lebih dari 1 derajat celsius dalam 10 tahun. Dari analisis data iklim Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika yang diambil tahun 1983-2003, kenaikan suhu udara per 10 tahun ternyata 0,036 derajat celsius-1,383 derajat celsius.

Kenaikan suhu udara terendah tercatat di Kota Sibolga, Sumatera Utara, mencapai 0,036 derajat celsius dari rata-rata 31,52 derajat celsius. Adapun kenaikan suhu udara tertinggi tercatat di Kota Wamena, Papua, mencapai 1,38 derajat celsius dari rata-rata 25,97 derajat celsius.

"Data kenaikan temperatur itu tingkat kepercayaannya memang masih beragam," kata Kepala Bidang Analisis Klimatologi dan Kualitas Udara BMKG Soetamto di Jakarta, Senin (30/3).

Alasannya, analisis data iklim itu belum memasukkan sistem Mann-Kendall, sebuah sistem untuk memperkuat kebenaran hasil analisis data bertahun-tahun. Meskipun begitu, secara umum tren kenaikan suhu diyakini memang terjadi.

"Meskipun belum dengan sistem Mann-Kendall, data iklim memang menunjukkan tren kenaikan," kata Soetamto. Dari 16 kota yang dianalisis, kenaikan suhu dalam 10 tahun di enam kota/lokasi ternyata mencapai di atas 1 derajat celsius.

Lokasi itu adalah Pulau Bawean, Jawa Timur (1,15 derajat C); Waingapu, Nusa Tenggara Timur (1,11 derajat C); Kupang, NTT (1,35 derajat C); Jayapura (1,22 derajat C), Wamena (1,38 derajat C), dan Merauke (1,15 derajat C)—ketiganya di Provinsi Papua. Di antara 16 kota/lokasi tersebut, suhu kawasan Pulau Tarempa, Natuna, justru diketahui menurun sekitar -0,26 derajat celsius.

Soetamto tidak mengetahui penyebab penurunan suhu di Tarempa atau kenaikan suhu hingga di atas satu derajat di tiga kota di Papua. Penghitungan tersebut didasarkan atas seri data iklim.

Sangat tinggi

Kepala Laboratorium Klimatologi Departemen Geofisika dan Meteorologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Rizaldi Boer mengatakan, kenaikan 1 derajat celsius dalam sepuluh tahun sangatlah tinggi. "Harus dilihat dulu titik-titik pemantauannya dan sumber panasnya dari mana saja," katanya.

Menurut Panel Ahli Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC), jika terjadi kenaikan suhu hingga 2 derajat celsius—dari suhu tahun 1990—pada tahun 2050 kondisi akan sangat sulit dikendalikan. Karena itu, satu-satunya jalan yang dapat dilakukan adalah harus memperlambat kenaikan suhu.

Menurut Rizaldi, kenaikan suhu udara tidak hanya disebabkan oleh sinar matahari atau kenaikan konsentrasi gas rumah kaca. Ada faktor aktivitas industri, transportasi, dan populasi.

Ketiganya faktor yang terkait dengan aktivitas manusia (antroposentris). Aktivitas industri sejak abad ke-16 selama ini diyakini sebagai pemicu awal emisi karbon—salah satu gas rumah kaca yang memerangkap panas bumi.

Berdasarkan hal itu, suhu di kawasan perkotaan dipastikan akan lebih cepat panas daripada daerah kawasan pinggiran atau kawasan dengan vegetasi rapat.

"Suhu rata-rata udara jadi minus, itu mungkin saja. Misalnya, ada penyerap panas seperti hutan di kawasan yang dulunya tidak ada hutannya," katanya.

Dampak perubahan

Saat ini secara global diyakini, perubahan temperatur akan berdampak negatif pada banyak hal. Sejumlah penyakit akan mewabah dalam skala luas, cuaca semakin sulit diprediksi, intensitas badai dan puting beliung akan meningkat, terjadinya penggurunan, terjadi kenaikan permukaan laut, hingga munculnya ancaman ketahanan pangan akibat pola tanam yang berubah-ubah.

Saat ini musim kemarau di Indonesia semakin panjang, sedangkan musim hujan kian pendek. Namun, intensitas hujannya tinggi yang berakibat banyak kejadian banjir dan tanah longsor.

"Temperatur meningkat, dampak negatifnya banyak," kata Rizaldi Boer.

Sektor pertanian kesulitan dengan iklim yang berubah. Musim tanam mengalami pergeseran. Ada yang bergeser maju, tetapi ada pula yang justru mundur. Peta pertanian kini sedang mengalami perubahan.

Ketersediaan air pada saat musim hujan (5 bulan) sebanyak 80 persen dari kebutuhan nasional, sedangkan pada saat kemarau (7 bulan) hanya 20 persen dari kebutuhan.

Keadaan itu diperburuk oleh kondisi irigasi dan daerah aliran sungai. Data Badan Penelitian dan Pembangunan Departemen Pertanian menunjukkan, sebesar 25 persen jaringan irigasi tidak berfungsi optimal. (GSA)


Mekanika fluida
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak.
Daftar isi
[sembunyikan]

* 1 Hubungan dengan mekanika kontinum
* 2 Asumsi Dasar
o 2.1 Hipotesis kontinum
* 3 Persamaan Navier-Stokes
o 3.1 Bentuk umum persamaan
* 4 Fluida Newtonian vs. non-Newtonian
o 4.1 Persamaan pada fluida Newtonian

[sunting] Hubungan dengan mekanika kontinum

Mekanika fluida biasanya dianggap subdisiplin dari mekanika kontinum, seperti yang diilustrasikan pada tabel berikut.
Mekanika kontinum: studi fisika dari material kontinu Mekanika solid: studi fisika dari material kontinu dengan bentuk tertentu. Elastisitas: menjelaskan material yang kembali ke bentuk awal setelah diberi tegangan.
Plastisitas: menjelaskan material yang secara permanen terdeformasi setelah diberi tegangan dengan besar tertentu. Reologi: studi material yang memiliki karakteristik solid dan fluida.
Mekanika fluida: studi fisika dari material kontinu yang bentuknya mengikuti bentuk wadahnya. Fluida non-Newtonian
Fluida Newtonian

Dalam pandangan secara mekanis, sebuah fluida adalah suatu substansi yang tidak mampu menahan tekanan tangensial. Hal ini menyebabkan fluida pada keadaan diamnya berbentuk mengikuti bentuk wadahnya.

[sunting] Asumsi Dasar

Seperti halnya model matematika pada umumnya, mekanika fluida membuat beberapa asumsi dasar berkaitan dengan studi yang dilakukan. Asumsi-asumsi ini kemudian diterjemahkan ke dalam persamaan-persamaan matematis yang harus dipenuhi bila asumsi-asumsi yang telah dibuat berlaku.

Mekanika fluida mengasumsikan bahwa semua fluida mengikuti:

* Hukum kekekalan massa
* Hukum kekekalan momentum
* Hipotesis kontinum, yang dijelaskan di bagian selanjutnya.

Kadang, akan lebih bermanfaat (dan realistis) bila diasumsikan suatu fluida bersifat inkompresibel. Maksudnya adalah densitas dari fluida tidak berubah ketika diberi tekanan. Cairan terkadang dapat dimodelkan sebagai fluida inkompresibel sementara semua gas tidak bisa.

Selain itu, terkadang viskositas dari suatu fluida dapat diasumsikan bernilai nol (fluida tidak viskos). Terkadang gas juga dapat diasumsikan bersifat tidak viskos. Jika suatu fluida bersifat viskos dan alirannya ditampung dalam suatu cara (seperti dalam pipa), maka aliran pada batas sistemnya mempunyai kecepatan nol. Untuk fluida yang viskos, jika batas sistemnya tidak berpori, maka gaya geser antara fluida dengan batas sistem akan memberikan resultan kecepatan nol pada batas fluida.

[sunting] Hipotesis kontinum

Fluida disusun oleh molekul-molekul yang bertabrakan satu sama lain. Namun demikian, asumsi kontinum menganggap fluida bersifat kontinu. Dengan kata lain, properti seperti densitas, tekanan, temperatur, dan kecepatan dianggap terdefinisi pada titik-titik yang sangat kecil yang mendefinisikan REV (‘’Reference Element of Volume’’) pada orde geometris jarak antara molekul-molekul yang berlawanan di fluida. Properti tiap titik diasumsikan berbeda dan dirata-ratakan dalam REV. Dengan cara ini, kenyataan bahwa fluida terdiri dari molekul diskrit diabaikan.

Hipotesis kontinum pada dasarnya hanyalah pendekatan. Sebagai akibatnya, asumsi hipotesis kontinum dapat memberikan hasil dengan tingkat akurasi yang tidak diinginkan. Namun demikian, bila kondisi benar, hipotesis kontinum menghasilkan hasil yang sangat akurat.

Masalah akurasi ini biasa dipecahkan menggunakan mekanika statistik. Untuk menentukan perlu menggunakan dinamika fluida konvensial atau mekanika statistik, angka Knudsen permasalahan harus dievaluasi. Angka Knudsen didefinisikan sebagai rasio dari rata-rata panjang jalur bebas molekular terhadap suatu skala panjang fisik representatif tertentu. Skala panjang ini dapat berupa radius suatu benda dalam suatu fluida. Secara sederhana, angka Knudsen adalah berapa kali panjang diameter suatu partikel akan bergerak sebelum menabrak partikel lain.

[sunting] Persamaan Navier-Stokes

Persamaan Navier-Stokes (dinamakan dari Claude-Louis Navier dan George Gabriel Stokes) adalah serangkaian persamaan yang menjelaskan pergerakan dari suatu fluida seperti cairan dan gas. Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum (percepatan) partikel-partikel fluida bergantung hanya kepada gaya viskos internal (mirip dengan gaya friksi) dan gaya viskos tekanan eksternal yang bekerja pada fluida. Oleh karena itu, persamaan Navier-Stokes menjelaskan kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada fluida.

Persamaan Navier-Stokes memiliki bentuk persamaan diferensial yang menerangkan pergerakan dari suatu fluida. Persaman seperti ini menggambarkan hubungan laju perubahan suatu variabel terhadap variabel lain. Sebagai contoh, persamaan Navier-Stokes untuk suatu fluida ideal dengan viskositas bernilai nol akan menghasilkan hubungan yang proposional antara percepatan (laju perubahan kecepatan) dan derivatif tekanan internal.

Untuk mendapatkan hasil dari suatu permasalahan fisika menggunakan persamaan Navier-Stokes, perlu digunakan ilmu kalkulus. Secara praktis, hanya kasus-kasus aliran sederhana yang dapat dipecahkan dengan cara ini. Kasus-kasus ini biasanya melibatkan aliran non-turbulen dan tunak (aliran yang tidak berubah terhadap waktu) yang memiliki nilai bilangan Reynold kecil.

Untuk kasus-kasus yang kompleks, seperti sistem udara global seperti El Niño atau daya angkat udara pada sayap, penyelesaian persamaan Navier-Stokes hingga saat ini hanya mampu diperoleh dengan bantuan komputer. Kasus-kasus mekanika fluida yang membutuhkan penyelesaian berbantuan komputer dipelajari dalam bidang ilmu tersendiri yaitu mekanika fluida komputasional


[sunting] Bentuk umum persamaan

Bentuk umum persamaan Navier-Stokes untuk kekekalan momentum adalah :

\rho\frac{D\mathbf{v}}{D t} = \nabla \cdot\mathbb{P} + \rho\mathbf{f}

di mana

* ρ adalah densitas fluida,

\frac{D}{D t} adalah derivatif substantif (dikenal juga dengan istilah derivatif dari material)

* \mathbf{v} adalah vektor kecepatan,
* f adalah vektor gaya benda, dan
* \mathbb{P} adalah tensor yang menyatakan gaya-gaya permukaan yang bekerja pada partikel fluida.

\mathbb{P} adalah tensor yang simetris kecuali bila fluida tersusun dari derajat kebebasan yang berputar seperti vorteks. Secara umum, (dalam tiga dimensi) \mathbb{P} memiliki bentuk persamaan:

\mathbb{P} = \begin{pmatrix} \sigma_{xx} & \tau_{xy} & \tau_{xz} \\ \tau_{yx} & \sigma_{yy} & \tau_{yz} \\ \tau_{zx} & \tau_{zy} & \sigma_{zz} \end{pmatrix}

di mana

* σ adalah tegangan normal, dan
* τ adalah tegangan tangensial (tegangan geser).

Persamaan di atas sebenarnya merupakan sekumpulan tiga persamaan, satu persamaan untuk tiap dimensi. Dengan persamaan ini saja, masih belum memadai untuk menghasilkan hasil penyelesaian masalah. Persamaan yang dapat diselesaikan diperoleh dengan menambahkan persamaan kekekalan massa dan batas-batas kondisi ke dalam persamaan di atas.

[sunting] Fluida Newtonian vs. non-Newtonian

Sebuah Fluida Newtonian (dinamakan dari Isaac Newton) didefinisikan sebagai fluida yang tegangan gesernya berbanding lurus secara linier dengan gradien kecepatan pada arah tegak lurus dengan bidang geser. Definisi ini memiliki arti bahwa fluida newtonian akan mengalir terus tanpa dipengaruhi gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Sebagai contoh, air adalah fluida Newtonian karena air memiliki properti fluida sekalipun pada keadaan diaduk.

Sebaliknya, bila fluida non-Newtonian diaduk, akan tersisa suatu "lubang". Lubang ini akan terisi seiring dengan berjalannya waktu. Sifat seperti ini dapat teramati pada material-material seperti puding. Peristiwa lain yang terjadi saat fluida non-Newtonian diaduk adalah penurunan viskositas yang menyebabkan fluida tampak "lebih tipis" (dapat dilihat pada cat). Ada banyak tipe fluida non-Newtonian yang kesemuanya memiliki properti tertentu yang berubah pada keadaan tertentu.

[sunting] Persamaan pada fluida Newtonian

Konstanta yang menghubungkan tegangan geser dan gradien kecepatan secara linier dikenal dengan istilah viskositas. Persamaan yang menggambarkan perlakuan fluida Newtonian adalah:

\tau=\mu\frac{dv}{dx}

di mana

τ adalah tegangan geser yang dihasilkan oleh fluida
μ adalah viskositas fluida-sebuah konstanta proporsionalitas
\frac{dv}{dx} adalah gradien kecepatan yang tegak lurus dengan arah geseran

Viskositas pada fluida Newtonian secara definisi hanya bergantung pada temperatur dan tekanan dan tidak bergantung pada gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Jika fluida bersifat inkompresibel dan viskositas bernilai tetap di seluruh bagian fluida, persamaan yang menggambarkan tegangan geser (dalam koordinat kartesian) adalah

\tau_{ij}=\mu\left(\frac{\partial v_i}{\partial x_j}+\frac{\partial v_j}{\partial x_i} \right)

di mana

τij adalah tegangan geser pada bidang ith dengan arah jth
vi adalah kecepatan pada arah ith
xj adalah koordinat berarah jth

Jika suatu fluida tidak memenuhi hubungan ini, fluida ini disebut fluida non-NewtonianFluida Statis
Fisika Kelas 1 > Fluida Dan Kalor
276

< Sebelum Sesudah >

Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida dapat digolongkan dalam dua macam, yaitu fluida statis dan dinamis.

TEKANAN HIDROSTATIS

Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya.


PARADOKS HIDROSTATIS

Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ), tinggi ( h ) dan massa jenis zat cair ( r )
dalam bejana.
Ph = r g h
Pt = Po + Ph
F = P h A = r g V r = massa jenis zat cair
h = tinggi zat cair dari permukaan
g = percepatan gravitasi
Pt = tekanan total
Po = tekanan udara luar



HUKUM PASCAL

Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama.

P1 = P2 ® F1/A1 = F2/A2

HUKUM ARCHIMEDES

Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan.

Tiga keadaan benda di dalam zat cair:
a. tenggelam: W>Fa Þ rb > rz

b. melayang: W = Fa Þ rb = rz

c. terapung: W=Fa Þ rb.V=rz.V' ; rb
W = berat benda
Fa = gaya ke atas = rz . V' . g
rb = massa jenis benda
rz = massa jenis fluida
V = volume benda
V' = volume benda yang berada dalam fluida

Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ), berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi:

Wz = W - Fa

Wz = berat benda di dalam zat cair

TEGANGAN PERMUKAAN

Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan zat cair persatuan panjang(l)

g = F / 2l

KAPILARITAS

Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi.


y = 2 g cos q / r g r

y = kenaikan/penurunan zat cair pada pipa (m)
g = tegangan permukaan (N/m)
q = sudut kontak (derajat)
p = massa jenis zat cair (kg / m3)
g = percepatan gravitas (m / det2)
r = jari-jari tabung kapiler (m)