SIFAT - SIFAT PLUIDA

 

BAB I

PENDAHULUAN

 

A.     LATAR BELAKANG

Mekanikafluida dan hidrolika adalah bagian dari mekanika terpakai (Applied Mechanics) yang merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan dasar bagi teknik sipil. Mekanika fluida dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat dan hukum-hukum yang berlaku serta perilaku fluida (cairan dan gas), adapun Hidrolika didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat dan hukum-hukum yang berlaku, serta perilaku cairan terutama air baik dalam keadaan diam maupun bergerak atau mengalir.

 

B.     TUJUAN

Tujuan membuat makalah ini adalah siswa diharapkan mampu menguasai materi mekanika fluida antara lain:

-          Mengetahui definisi fluida

-          Mengetahui sifat-sifat fluida

 

C.     BATASAN MASALAH

-          Rapat Massa

-          Berat Jenis

-          Rapat Relatif

-          Viscositas

-          Kemampatan

BAB II

PEMBAHASAN

 

A.     DEFINISI DAN SIFAT-SIFAT FLUIDA

Fluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan ber-ubah secara kontinyu apabila mengalami geseran, atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun. Dalam keadaan diam atau dalam keadaan keseimbangan, fluida tidak mampu menahan gaya geser yang bekerja padanya, dan oleh sebab itu fluida mudah bebrubah bentuk tanpa pemisahan massa.

Fluida dibedakan menjadi dua yaitu :

1.    Gas : tidak mempunyai permukaan bebas, dan massanya selalu berkembang mengisi seluruh volume ruangan.

2.    Cairan : mempunyai permukaan bebas, dan massanya akan mengisi ruangan sesuai dengan volumenya serta tidak termanfaatkan.

 

B.     Dimensi

Dimensi adalah besaran terukur mewujudkan karakteristik suatu objek.

1.      Massa ( m )

2.      Panjang ( L )

3.      Waktu ( t )

 

C.     Satuan

Satuan adalah satuan standar yang mengukur dimensi, yang penggunaanya harus konsisten menurut sistem satuan yang digunakan.

Sistem Satuan Internasional ( SI )
-          Satuan Massa	( Kg)
-          Satuan Panjang	( m )
-          Satuan Waktu	( t )
-          Satuan Gaya	( Newton disingkat N )
-          Volume	( m3 )
-          Kecepatan	( m/det )
-          Percepatan	( m/det2)
-          Kerja	( Joule disingkat J )
-          Tekanan	( N/m2 ) atau Pascal ( P )

 1.      Rapat Massa

Rapat massa (r) adalah ukuran konsentrasi massa zat cair dan dinyatakan dalam bentuk massa (m) persatuan volume (V).

                        

Dimana :

                                        m = massa (Kg)

                                          V = volume (m3) 

2.      Berat Jenis

Berat jenis (g) adalah berat benda persatuan volume pada temperatur dan tekanan tertentu, dan berat suhu benda adalah hasil kali antara rapat massa (r) dan kecepatan gravitasi (g).

                                        

                    Dimana :

    g  = berat jenis ( N/m3)

    r = rapat massa ( Kg/det2 )

    g  = gravitasi ( m/det2 )

3.      Rapat Relatif

Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat (r) dan rapat massa air (rair), atau perbandingan antara berat jenis suatu zat (g) dan berat jenis air (gair).

 

                                

Karena pengaruh temperatur dan tekanan pada rapat massa zat cair sangat kecil, maka dapat diabaikan sehingga rapat massa zat cair dapat tetap

 

4.      Kekentalan ( Viscositas )

Kekentalan adalah sifat zat cair untuk melawan tegangan geser (t) pada waktu bergerak atau mengalir. Kekentalan disebabkan adanya kohesi antara partikel zat cair sehingga menyebabkan adanya tegangan geser antara molekul-molekul yang bergerak. Zat cair ideal tidak memiliki kekentalan. Kekentalan zat cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu kekentalan dinamik (µ) atau kekentalan absolute kekentalan kinematis (v).

 

5.      Kemampatan (compressibility)

Kemampatan adalah perubahan volume karena adanya perubahan (penambahan) tekanan, yang ditunjukan oleh perbandingan antara perubahan tekanan dan perubahan volume terhadap volume awal. Perbandingan tersebut dikenal dengan modulus elastis (k).

 

Contoh Soal.

 

1.      Jika satu liter minyak mempunyai berat W = 0,7 kg. Hitunglah berat jenis, rapat massa dan         rapat relatif minya tersebut.

       Jawabannya :   

   Volume Minyak

   V = 1,0 liter = 0,001 m3

                          Berat Jenis 

 

 2.  Hitunglah kekentalan kinematik zat cair yang mempunyai rapat relatif 0,95 dan       kekentalan dinamik 0,0011 N.det/m2

                        Jawabannya : 

                          

                  

BAB III

PENUTUP

 

A.     Kesimpulan.

1.      Fluida dapat dibagi menjadi dua, yaitu gas dan cairan yang mempunyai perbedaan sifat, yaitu :

-          Gas tidak mempunyai permukaan yang bebas dan massanya selalu berkembang mengisi seluruh ruangan, serta mampu dimanfaatkan (compressible).

-          Cairan mempunyai permukaan bebas, massanya akan mengisi volume ruangan tertentu sesuai dengan volume rungannya, serta tidak mampu dimanfaatkan (incompressible).

 

2.      Dimensi adalah besaran terukur : massa (m), panjang (L), dan waktu (t).

 

3.      Satuan adalah standar yang mengukur dimensi. Didalam sistem Satuan Internasional (SI) satuan massa adalah kilogram (Kg), satuan panjang adalah meter (m), dan satuan waktu adalah detik (det) atau sekon (s).

Daftar Pustaka :

    darmadi18.files.wordpress.com/2011/09/bab-ii-sifatfluida

    edie666.blogspot.com/2011/05/mekanika-fluida_5202

PERCOBAAN SONDIR

 PERCOBAAN A.1

SONDIR

 

I.                   Maksud dan Tujuan

Untuk mengetahui nilai kekuatan daya dukung lapisan tanah

·        Daya dukung tanah (qc)

·        Lekatan (f)

·        Jumlah hambatan (Tf)

·        Meneliti jenis tanah berdasarkan diameter butir tanah (f/qc)

 

II.                Alat-alat yang digunakan

·        Alat sondir kapasitas 2,5 ton dengan 2 buah manometer yang berkapasitas 60 & 250 kg/cm2.

·        Conus ganda (biconus)

·        Stang sondir (luar & dalam)

·        Besi kanal pengunci (2 panjang & 2 pendek)

·        Kunci T dan stang pemutar jangkar

·        Waterpass

·        Kunci pipa

·        Balok kayu

·        Kunci inggris

·        Oli

·        Alat pencatat

·        Meteran

LANGKAH KERJA

1. Persiapan peralatan dan kondisi alat-alat.
2. Membersihkan dan meratakan permukaan tanah yang akan diuji.
3. Memasang 2 buah jangkar menggunakan kunci T dengan jara 1 m.
4. Meletakan 2 buah balok kayu dengan posisi menyilang di sisi dalam jangkar.
5. Meletakan alat sondir menyilang di atas balok kayu.
6. Meletakan 2 batang besi kanal panjang menyilang diatas kaki sondir, kemudian diletakan 2 batang besi kanal pendek untuk memasukan 2 baut jangkar.
7. Kencangkan baut jangkar, lalu kontrol tiang sondir ke posisi vertikal dengan menggunakan waterpass.
8. Periksa gerakan biconus, bila kurang lancar maka beri pelumas.
9. Periksa biconus pada stang, kencangkan, kemudian masukan ke dalam sondir pada posisi vertikal.
10. Tandai pada tiang sondir sebagai tanda kedalaman setiap 20 cm.
11. Tekan stang luar di kedalaman 20 cm pertama sampai stang dalam keluar 10 cm.
12. Tekan stang dalam kemudian baca manometer, gerakan pertama adalah untuk membaca nilai qc sedangkan gerakan kedua adalah untuk membaca nilai qt.
13. Penyambungan setang sondir dilakukan sampai setiap pembenaman sedalam 1 m.
14. Pembacaan berhenti pada tanah keras di kedalaman 16 m, atau sampai pada kedalaman stang sondir maksimum.
15. Tarik kembali stang sondir lalu rapikan peralatan dan lokasi pengujian agar rapi seperti sediakala.
16. Buat laporan mengenai hasil pengujian. 

PEMBAHASAN

     Dari analisa perhitungan uji sondir didapat 4 buah grafik yaitu :

    1. Grafik Hubungan antara qc dan tf terhadap kedalaman.

·        Nilai qc pada permukaan di di kedalaman 0 – 2,2 m tergolong kecil karena pada grafik didapat qc = 0-16 kg/cm². Pada kedalaman 2,2 – 7,4 m nilai qc sedikit membesar hampir konstan. Namun pada kedalaman 7,4 – 8,4 m cenderung menurun dengan rata-rata 18 kg/cm². Namun kembali naik secaca konstan sampai pada kedalaman 15,6 m. Pada kedalaman 15,8 m mulai mengalami kenaikan secara signifikan hingga menemui lapisan tanah keras di kedalaman 16,2 m.

·        Pada grafik tf dibuat garis linier. Sudut α1 yang dikedalaman 0 – 3 m terlihat lebih besar karena peningkatan tf tergolong kecil. Sedangkan kedalaman berikutnya naik secara konstan sampai kedalaman 7 m. Peningkatan tf  berkurang beberapa saat kemudian naik signifikan hingga akhirnya berhenti di lapisan tanah keras. Maka disimpulkan bahwa semakin besar sudut α maka nilai peningkatan tf lebih kecil.

·        Grafik hubungan antara qc dan tf teerhadap kedalaman berfungsi untuk mengetahui besarnya daya dukung tanah untuk pondasi dalam dari perlawanan tanah terhadap ujung tiang.

·        Lapisan tanah keras didapat pada kedalaman 16,2 m dengan nilai qc = 200 kg/cm².

1.        Grafik lekatan (f) dan grafik local friction (lf) pada dasarnya mempunyai nilai sebanding, bedanya nilai lf pada grafik dikalikan dengan nilai h, dari grafik dapat dilihat bahwa nilai lekatan pada kedalaman 0 – 6 m bergerak naikdan menurun hingga kedalaman 8 m. Grafik terlihat naik turun hingga kedalaman 16 m. Grafik lekatan (f) berfungsi untuk mengetahui besar lekatan pada tanah.

2.        Grafik ratio (f/qc) terhadap kedalaman, dapat dilihat bahwa pada permukaan ratio terlalu besar dan tidak sesuai dengan rujukan klasifikasi tanah, maka tidak bias mencerminkan jenis tanah. Selain itu grafik ratio (f/qc) berfungsi untuk mengetahui jenis tanah berdasarkan diameter dan butir tanah. Pada grafik ratio (f/qc) terdapat banyak hasil perhitungan yang terlalu besar sehingga data-data yang terlalu besar dapat diabaikan. Data yang diabaikan jika f/qc ≥10%.

 

Kelebihan dan kekurangan Sondir

·           kelebihan yaitu :

sondir merupakan alat yang sederhana, praktis, cepat, murah, menghasilkan data yang akurat dan detail. Sondir sangat cocok untuk tanah di Indonesia karena kondisi tanah di Indonesia sebagian besar berupa lempung lanauan.

·          kekurangannya adalah :

tidak dapat diperoleh sampel, untuk uji laboratorium maupun untuk klasifikasi visual, dan tidak dapat menembus lapisan batuan. Untuk daerah-daerah tertentu dimana lapisan tanah berupa pasir maka alat ini kurang representatif dan tidak dapat menembus lensa gravel/pasir yang cukup tebal dan padat, sehingga bila
dibawah lensa pasir terdapat tanah lunak maka sulit untuk terdeteksi. Pada 

tanah pasir pengaruh tekanan air pori selama penetrasi pada kecepatan penetrasi yang normal sangat kecil dan diabaikan, sehingga hasil sondir dalam keadaan fully drained, sedangkan pada tanah lempung plastis hasil uji sondir lebih kearah fully undrained dan bila jenis tanah diantara kedua jenis diatas dapat memberikan hasil untuk keadaan fully drained dan fully undrained.

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan di lapangan dan dari hasil perhitungan didapat data-data sebagai berikut :

1.           Sondir berhenti pada kedalaman 16,2 m dengan nilai qc mencapai 200 kg/cm² dan nilai qt mencapai 250 kg/cm².

2.           Jumlah hambatan pada akhir sondir (lf) = 912,90 kg/cm.

3.           Kedalaman tanah keras mulai mulai pada qc ≥100 kg/cm pada kedalaman 16m.

4.           Dari grafik sondir disimpulkan bahwa sebaran nilai qc pada kedalaman 0 – 2,2 meter tergolong kecil karena hanya berkisar 0 – 16 kg/cm² dan qc mulai membesar kemudian turun di kedalaman 8 m kemudian naik secara konstan. Nilai qc terbesar berada di kedalaman 16 m.

5.           Nilai kemiringan lf pada kedalaman 0 – 6,2 lekatan tergolong besar. lf antara 10 – 45 kg/cm. Nilai lekatan cenderung naik turun dan nilai terkecil berada di kedalaman 8 m yang hanya 3,49 kg/cm dan kembali naik turun hingga naik pesat di kedalaman 16 m.

Nilai friction pada permukaan terlalu besar diatas 6 % sehingga penulis tidak dapat menentukan jenis tanahnya. Jenis tanah sampai pada kedalaman 7 m dan 8,8 – 11,2 m adalah silty clay dengan nilai qc = 21,68 kpa dan fr = 3,98%. Jenis tanah di kedalaman 7 – 8,6 m adalah Sandy silts and silts dengan nilai qc  = 23,11 kpa dan nilai fr =  2,49%. Jenis tanah kedalaman 11,6 – 16,2 m adalah silty sand dengan nilai qc = 53,66 kpa dan fr = 2,16 %.