"Aplikasi Ilmu Fisika Mekanika Fluida Dibidang Teknik Mesin"

 Pengngertian teknik mesin atau mekanik

Teknik mekanik adalah ilmu teknik mengenai aplikasi dari prinsip fisika untuk analisis, desain, manufaktur dan pemeliharaan sebuah sistem mekanik. Ilmu ini membutuhkan pengertian mendalam atas konsep utama dari cabang ilmu mekanika, kinematika, teknik material,termodinamika dan energi.

  

Mekanika adalah bidang ilmu yang mempelajari gaya dan efeknya pada suatu benda.
Intinya penerapan konsep fisika dalam mekanika ini lebih dititik beratkan pada ranah gerak.

Mesin memang dipandang sebagai alat yang dibuat untuk sebuah gerak, berupa gerak sebuah kendaraan,  kerja mesin pabrik, dan semacamnya. Sudah banyak sekali aplikasi mekanika yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Para insinyur teknik mesin menggunakan ilmu mekanika pada tahap mendesain atau menganalisis. Misalnya, jika proyeknya adalah desain dari sebuah kendaraan, maka ilmu statis dapat dipakai untuk mendesain bodi kendaraan, untuk mengukur seberapa maksimum tegangan yang dapat diberikan. Ilmu dinamis dapat digunakan untuk mendesain mesin mobil, melihat gaya yang bekerja pada piston dan cam sebagai siklus sebuah mesin. Mekanika material dapat digunakan untuk memilih bahan apa yang cocok untuk bodi mobil sekaligus mesinnya.

Penerapan Konsep Fisika (Fluida) dalam Teknik Mesin

Konsep mekanika fluida adalah konsep yang membahas gerak (aliran) zat cair dan gas. Salah satu aplikasinya adalah dalam Hukum Bernoulli. Hukum Bernoulli intinya menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida bahwa peningkatan aliran kecepatan pada fluida akan menurunkan penurunan tekanan pada fluida tersebut. Artinya di sini ada perubahan energy potensial. Aplikasi daru Hukum Bernoulli ini diantaranya adalah pada :

1. Penerapan Gaya angkat pada pesawat terbang untuk mendapatkan ukuran presisi yang tepat.

2. Penggunaan Mesin Karburator yang berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar dan mencapurnya

   dengan aliran udara yang masuk.

3. Dongkrak hidrolik merupakan salah satu aplikasi sederhana dari Hukum Pascal.

Dongkrak hidrolik merupakan salah satu aplikasi sederhana dari Hukum Pascal. Berikut ini prinsip kerja dongkrak hidrolik. Saat pengisap kecil diberi gaya tekan, gaya tersebut akan diteruskan oleh fluida (minyak) yang terdapat di dalam pompa. Akibatnya, minyak dalam dongkrak akan menghasilkan gaya angkat pada pengisap besar dan dapat mengangkat beban di atasnya.

Gambar1. Dongkrak Hidrolik

Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah dengan memanfaatkan hukum Pascal, “Tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah sama rata”. Dongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang memiliki diameter yang berbeda ukurannya. Masing- masig ditutup dan diisi cairan seperti pelumas (oli dkk). Apabila tabung yang permukaannya kecil ditekan ke bawah, maka setiap bagian cairan juga ikut tertekan. Besarnya tekanan yang diberikan oleh tabung yang permukaannya kecil diteruskan ke seluruh bagian cairan. Akibatnya, cairan menekan pipa yang luas permukaannya lebih besar hingga pipa terdorong ke atas .

Luas permukaan pipa yang ditekan kecil, sehingga gaya yang diperlukan untuk menekan cairan juga kecil. Tapi karena tekanan (Tekanan= gaya / satuan luas) diteruskan seluruh bagian cairan, maka gaya yang kecil tadi berubah menjadi sangat besar ketika cairan menekan ke pipa yang luas permukaannya besar.

Gambar 2. Mesin hidrolik pengangkat Mobil

P1 adalah tekanan pada tabung kecil, dan P2 adalah tekanan pada tabung besar.


Dengan mengetahui gaya berat mobil maka dapat dihitung gaya minimal yang diberikan pada pompa hidrolik untuk mengangkat mobil tersebut. Semakin besar gaya berat mobil yang diangkat maka semakin besar luas permukaan keluaran (A2) dari dongkrak hidrolik. Minimal gaya keluaran (F2) yang dihasilkan oleh dongkrak hidrolik harus lebih besar/ samadengan gaya berat benda yang diangkat.

Mekanika adalah bidang ilmu yang mempelajari gaya dan efeknya pada suatu benda. Secara khusus, mekanika digunakan untuk menganalisis dan memprediksi akselerasi dan deformasi (keduanya elastis dan plastis) dari suatu benda. Subdisiplin dari ilmu mekanika diantaranya:

• Statis, ilmu yang mempelajari benda diam, bagaimana suatu gaya mempengaruhi benda diam.
• Dinamis (atau kinetis), ilmu yang mempelajari pengaruh gaya terhadap benda bergerak.
• Mekanika material, ilmu yang mempelajari bagaimana material yang berbeda berubah bentuk terhadap berbagai macam tipe tekanan/tegangan.
• Mekanika fluida, ilmu yang mempelajari bagaimana fluida bereaksi terhadap gaya^[2]
• Mekanika continuum, sebuah metode aplikasi mekanika yang mengasumsikan kalau suatu objek adalah berkesinambungan/terus menerus.

Para insinyur teknik mesin menggunakan ilmu mekanika pada tahap mendesain atau menganalisis. Misalnya, jika proyeknya adalah desain dari sebuah kendaraan, maka ilmu statis dapat dipakai untuk mendesain bodi kendaraan, untuk mengukur seberapa maksimum tegangan yang dapat diberikan. Ilmu dinamis dapat digunakan untuk mendesain mesin mobil, melihat gaya yang bekerja pada piston dan cam sebagai siklus sebuah mesin. Mekanika material dapat digunakan untuk memilih bahan apa yang cocok untuk bodi mobil sekaligus mesinnya. Mekanika fluida dapat digunakan untuk mendesain sistem ventilasi kendaraan (lihat HVAC), atau juga bisa untuk mendesain sistem masukan (intake) pada mesin.

 

Sumber Kami :

http://id.wikipedia.org/wiki/Teknik_mesin

http://ramliyana-fisika.blogspot.com/2013/04/penerapan-konsep-fisika-dalam-berbagai.html