Tak Ingin dibilang bodoh walau Nampak bodoh : Mekflud

2 hari yang lalu , tepatnya hari Kamis , saya baru saja menyelesaikan UTS pengolahan sinyal yang juga menjadi tanda berakhirnya UTS part I J. UTS part I ini benar – benar asik. Asik karena banyak hal tak terduga. Mulai hari pertama (2 mata kuliah yang bobotnya mantap) mekanika fluida dan teknik kontrol otomatis. Dilanjutkan hari kedua dengan matkul elektronika digital dan hari ketiga Pengolahan Sinyal. Oke , saya ingin curcol karena soal – soalnya asik untuk dibahas dan geregetan karena berulang kali setiap UTS dan UAS banyak melakukan kesalahan konyol. Anggap saja curcol ini sebagai pengganti rasa penasaran. Malam ini , saya ingin curcol mekflud dulu karena nama saya sering dipanggil saat di kelas J.

Well , begitu mendengar kata mekflud ( mekanika fluida ) , saya sudah memasang kuda – kuda. Kenapa ? Konon , mekflud merupakan sumber nilai sisir di Teknik Fisika. Hatch …. Saya pasang kuda – kuda. Saya baca slide Pak Kutut , saya pelajari soal – soal UTS-UAS kakak angkatan , saya  baca bukunya Durst , dan saya coba kerjakan soal – soal di schaum. Tak tanggung – tanggung , coba lihat tampilan folder frequent di gambar ini. Folder mekflud salah satu didalamnya. Saya serius sekali dan ambisius ingin mendapatkan nilai sempurna dan ….. Teng teng … waktunya tiba.

Begitu lihat soal , ada 2 soal. Soal 1 adalah soal distribusi tekanan pada manometer. Sudah terprediksi akan keluar dan ternyata Alhamdulillah keluar. Pada soal nomor 1 ini , kami diminta untuk mencari perbedaan tekanan antara air dan minyak. Keywordnya adalah kita mengetahui persamaan dasar fluida statis. Disana tampak bahwa kerangka acuan “manometer” tidak bergerak , sehingga persamaan dasar fluida statisnya adalah del P = rho * g , dengan del P adalah distribusi tekanan , rho adalah densitas , dan g adalah vector gravitasi. Ingat , Karena g adalah vector , maka dia memiliki arah. Arah gravitasi menuju ke arah pusat bumi sehingga vector gravitasi yang bekerja hanya pada komponen-z , tepatnya komponen-z negative. Ingat , jangan remehkan vector karena besar nilainya bergantung pada arahnya. Kesimpulan dari persamaan diatas adalah distribusi tekanan hanya bervariasi pada arah vertical saja. Pada arah horizontal , di setiap titik tekanannya sama ( isobar ). Dibawah ini saya potret pekerjaan yang saya salin pada lembaran lainnya.

Di dalam manometer terdapat 4 jenis fluida , yaitu Air , Air raksa , udara , dan minyak. Pada perhitungan , saya mengabaikan pebedaan tekanan yang disebabkan oleh udara. Mengapa demikian ? Karena densitas udara relative jauh lebih rendah dibandingkan dengan air , minyak , dan air raksa. Tak tanggung – tanggung , perbedaannya ber orde 3. Untuk perbedaan ketinggian , saya mengambil acuan untuk nilai z high – z low adalah negative , karena arahnya kebawah , sehingga perbedaan tekanan pada air dan minyak akan bernilai positif ( g (-) dan z (-) ). Untuk air raksa , perbedaan tekanan bernilai negative karena perbedaan ketinggiannya z low – z high. Sebenarnya , acuan negative dan positif adalah suka – suka kita. Nilai positif dan negative hanya menunjukkan perbedaan arah saja. And the last , saya dapatkan besar nilai perbedaan tekanan antara air dan minyak. Insyaallah saya yakin benar.

Sekarang lanjut no.2

Soal nomor 2 adalah soal yang tidak saya duga. Saya memprediksi soal yang keluar adalah analisis integral pada control volume dan control surface. Tetapi meleset J. Ada 4 point pada soal nomor 2 ini. Yang pertama menjelaskan konsep fluida Newtonian , kedua mencari nilai tegangan geser , ketiga adalah mencari besar nilai gaya geser , dan keempat adalah besar kecepatan rata – rata. Konsep fluida Newtonian adalah konsep linear. Fluida bergerak karena adanya perbedaan momentum, akibatnya ada gaya gaya eksternal yang bekerja didalamnya. Salah satunya adalah gaya geser. Gaya geser mengakibatkan adanya tegangan geser yang besarnya “ tau = miu * du/dy “ , dengan tau : tegangan geser , miu : viskositas , dan du/dy : gradient kecepatan. Yang dimaksud fluida linear ini adalah nilai miu konstan terhadap waktu. Viskositas adalah hambatan yang menghambat laju aliran. Adhesi dan kohesi adalah salah satu peristiwa viskositas. Nilai viskositas bergantung pada jenis fluida. Du/dy adalah gradient kecepatan. Maksudnya , pada aliran fluida , kecepatannya terdistribusi secara kuadratis. Kecepatan pada tepi pipa akan bernilai nol dan semakin ke tengah semakin maksimum. Fenomena ini dapat kita amati ketika kita menaruh daun pada selokan. Jika kita meletakkan daun di dekat tepian , ia akan berotasi kearah tepian. Rotasi ini terjadi akibat adanya perbedaan kecepatan yang terdistribusi.

Pada point kedua dan ketiga , saya mengerjakannya sesuai dengan konsep. Saya berhasil mendapatkan persamaan umum pada tegangan geser dalam fungsi r. Saya bingung apa yang harus saya kerjakan selanjutnya dan akhirnya membuat kesimpulan bahwa tegangan gesernya juga terdistribusi menurut posisi r. Untuk gaya gesernya , gaya geser merupakan perkalian antara tegangan geser dengan luas permukaan pipa. Pada point keempat , kecepatan rata – rata merupakan jumlahan kecepatan dibagi dengan variasi r. Dan saya dapatkan juga dalam fungsi r.

Koreksi no.2

Pada soal nomor 2 point 2 hingga 4, saya sangat menyesal karena tinggal satu langkah saja agar jawabannya tepat. Apakah salah ? Tentu salah. Walaupun konsepnya benar , namun hasil akhir tidak sesuai dengan yang diminta ya tetap salah. Itulah kejamnya dunia J. Berikut jawaban yang seharusnya. Jawaban ini saya kerjakan setelah UTS selesai. Hahaaaa ….. tak apalah J. Jawaban ini belum tentu 100% benar , teman – teman koreksi lagi ya … J

Pada soal nomor 2 point 2 , telah saya dapatkan persamaan umum untuk tegangan geser dalam fungsi r. Kesimpulan saya adalah bahwa besarnya tegangan geser terdistribusi menurut posisi r. r ini adalah titik acuan posisi jari jari dari fungsi kuadratis v(r). Nah , yang diminta oleh soal adalah besar nilai tegangan geser yang terdistribusi tersebut. Tegangan geser akan bernilai 0 saat r = 0 , yaitu tepat di tengah – tengah pipa. Sebaliknya , tegangan geser akan bernilai maksimum pada saat r = R. Berapakah besar tegangan geser yang terdistribusi tersebut ? Disinilai konsep kalkulus digunakan. Tegangan geser yang terdistribusi adalah tegangan geser rata – rata, yaitu jumlahan tegangan geser di setiap r sepanjang r. Dengan bahasa matematis , tau = integral tau(r) dr dari 0 hingga r=R dibagi dengan R. Saya dapatkan nilainya adalah - 0,04 Pa. Setelah didapatkan besar tegangan gesernya , tentu dapat dengan mudah menghitung besar gaya gesernya.

Pada soal nomor 2 poin 4 , besarnya kecepatan rata – rata adalah jumlahan kecepatan rata – rata disetiap r sepanjang r. Dengan bahasa matematis , v rata-rata = integral v(r) dr dari r=0 hingga r=R. dengan R = 0,5 cm.

Oke kawan , itulah tadi curcol saya mengenai soal UTS mekanika fluida. Saya ringkas , ada 2 soal dengan total nilai 30. Soal pertama berisi 2 point dan soal kedua berisi 4 point. Masing – masing point bernilai 5. Berdasarkan prediksi saya , soal 1 dan soal 2 point 1 benar. Sehingga nilai saya untuk UTS kali ini adalah 15. Hahaaaaa , 50%-nya sob J. Tapi tak apa , saya merasa lapang karena kuda – kuda yang saya pasang cukup ampuh walaupun masih saja salah J. Masih ada nilai sebesar 70 yang bisa didapat saat UAS nanti. Wowww ,,, berarti untuk bisa mendapat nilai A saya harus benar semua saat UAS nanti. Bismillah … insyaallah saya bisa lebih baik J.

Jika ada yang mengganjal , silahkan memberikan komentar dibawah ini J

Tak ingin dibilang bodoh walau Nampak bodoh J.