Coretan Seorang Pemimpi: Manfaat Mekanika Fluida

Tugas Makalah Mekanika Fluida

Manfaat mempelajari ilmu mekanika fluida dalam bidang teknik mesin khususnya tentang sistem aerodinamika kendaraan mobil

Disusun : Robi Cahyadi

NPM : 41187001110058

Jurusan : Teknik Mesin S1

SEMESTER III

TEKNIK MESIN S1

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM “45” BEKASI

JALAN CUT MUTIA NO. 83 BEKASI

TLP. (021) 8802015-880851-53, FAX. (021) 8801192

Kata pengantar

Dengan memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala limpahan Rahmat dan karunia-Nya kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan Makalah ini, yang Berjudul: “manfaat mempelajari ilmu mekanika fluida dalam bidang teknik mesin khususnya tentang system aerodinamika kendaraan mobil”

Penulis menyadari bahwa didalam penulisan Makalah ini tidak terlepas dari berkat bantuan dan tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan berbagai pihak, untuk itu dalam kesempatan ini Penulis menghaturkan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada semua pihak yang membantu dalam penulisan Makalah ini.:

1. Ibu Fitri Wiyjayanti Selaku dosen mata kuliah Mekanika Fluida

2. Teman – teman sekalian yang sudah banyak memberikan masukan bagi penulisan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik materi maupun cara penulisanya. Namun demikian, Penulis telah berupaya dengan segala kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki sehingga dapat menyelesaikan Makalah ini dengan baik. Penulis dengan rendah hati dan dengan tangan terbuka menerima masukan, saran dan usul guna penyempurnaan Makalah ini.

Akhirnya Penulis berharap semoga Makalah ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca.

Bekasi, 11 Januari 2013

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

Kata Pengantar........................................................................................................ 2

Daftar Isi................................................................................................................... 3

BAB I

PEMBUKAAN

A. Latar Belakang............................................................................................... 4

B. Metode penulisan........................................................................................... 4

C. Tujuan Penulisan.......................................................................................... . 4

BAB II

PENGERTIAN MEKANIKA FLUIDA

A. Pengertian mekanika fluida. .......................................................................... 5

B. Manfaat mekanika fluida................................................................................ 6

BAB III

GAYA AERODINAMIKA PADA MOBIL

A. Pengertian aerodinamika............................................................................... 7

B. Gaya yang bekerja pada mobil...................................................................... 8

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan…………...................................................................................... 10

B. Daftar Pustaka............................................................................................... 10

C. Ilustrasi gambar terkait aerodinamika…………………………………….... 10-12

BAB I

PEMBUKAAN

A. Latar belakang

Sebagai manasiswa teknik mesin, tuntutan untuk mengetahui tentang disiplin ilmu sains seperti cabang fisika yaitu ilmu mekanika fluida sangat penting sekali. Oleh karena itu penulis mencoba mencari bahan untuk dapat disajikan menjadi makalah yang nantinya diharapkan dengan ditulisnya makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

B. Metode penulisan

Dalam penulisan makalah ini penulis menggunakan metode penulisan :

1. Kepustakaan

2. Media Online Library di internet

C. Tujuan penulisan

Mengetahui manfaat mempelajari ilmu mekanika fluida khususnya tentang ilmu mekanika fluida sebagai cabang ilmu fisika yang dapat menjadi dasar perhitungan pada sistem aerodinamika kendaraan mobil.

Disamping itu penulisan ini sebagai pemenuhan tugas mata kuliah mekanika fluida yang diampu oleh ibu Fitri Wijayanti.

BAB II

PENGERTIAN MEKANIKA FLUIDA

A. Pengertian mekanika fluida

Mekanika fluida merupakan cabang ilmu teknik mesin yang mempelajari keseimbangan dan gerakan gas maupun zat cair serta gaya tarik dengan benda-benda disekitarnya atau yang dilalui saat mengalir. Istilah lain adalah HYDROMECHANIC ; sedangkan HIDROLIKA merupakan penerapan dari ilmu tersebut yang menyangkut kasus-kasus teknik dengan batas-tertentu, dan semua cara penyelesaiannya.Jadi, hidrolika membahas hukum keseimbangan dan gerakan fluida serta aplikasinya untuk hal-hal yang praktis.

Sasaran pokok dari hidrolika adalah aliran fluida yang dikelilingi oleh selubung; seperti misalnya aliran didalam saluran-terbuka & tertutup. Sebagai contoh : aliran pada sungai, terusan, cerobong dan juga pipa saluran; nozzle dan komponen-komponen mesin hidrolik. Jadi sasaran utama hidrolika adalah aliran-dalam dari fluida dengan istilah INTERNAL PROBLEMS yang berbeda dengan EXTERNAL PROBLEMS yang membahas aliran media disekeliling benda yang dicelupkan didalamnya ; seperti misalnya benda padat yang bergerak dalam air atau diudara.

Khusus tentang aliran luar, teorinya banyak dibahas dalam HYDRODYNAMICS dan AERODYNAMICS yang menyangkut perencanaan kendaraan mobil, kapal terbang dan kapal laut. Perlu diingat, istilah FLUIDA didalam MEKANIKA FLUIDA mempunyai pengertian yang lebih luas dibanding yang kita lihat dalam kehidupan sehari hari. Fluida adalah semua bahan yang cenderung berubah bentuknya walaupun mengalami gaya-luar yang sangat kecil.

Ada perbedaan antara zat-cair dan gas dalah sebagai berikut,

Zat cair cenderung untuk mengumpul dan membentuk tetesan ( apabila jumlahnya sedikit ) ; untuk volume yang banyak ia akan membentuk muka - bekas ( FREE SURFACE ). Sifat penting lainnya dari zat-cair, perubahan tekanan dan temperatur hampir atau sama sekali tak berpengaruh terhadap volume; sehingga dalam praktek zat cair dianggap bersifat INCOMPRESSIBLE.

Sedangkan gas akan mengkerut bila mengalami tekanan dan memuai tak-terhingga besarnya bila tekanan hilang. Jadi, sifatnya betul-betul kompresibel. Selain perbedaan tersebut, pada kondisi tertentu hukum gerakan untuk zat cair dan gas secara praktis adalah sama. Salah satu keadaan yang dimaksudkan adalah, gas mengalir dengan kecepatan yang rendah dibanding kecepatan suara didalamnya.

B. Manfaat mekanika fluida

Mekanika fluida sangat penting dalam bidang ilmu pengetahuan teknik dan sains, dalam aplikasinya dikehidupan antara lain manfaat dari mempelajari ilmu mekanika fluida adalah sebagai berikut ini:

1. Biomechanics

-Aliran darah melalui arteri

-Aliran darah melelui otak

2. Meteorology dan teknik cuaca

-mempelajari pergerakan arah mata angin dan air

3. Teknik kimia

-mempelajari desain peralatan proses kimia

4. Teknik Mesin

- mempelajari cara desain pompa, kompresor, turbin, dan peralatan air conditioning.

- mempelajari perencanaan sistem aerodinamis kendaraan

- perencanaan sistem pelumasan

5. Teknik sipil

- desain sungai dan saluran air

- desain sistem perpipaan

-sistem kontrol banjir

Seperti penjelasan saya di awal dari banyaknya manfaat mekanika fulida sebagai ilmu pengetahuan seperti diatas, saya ingin menjelaskan sedikit manfaatnya dalam bidang teknik mesin khususnya mengenai sistem aerodinamika kendaraan mobil.

BAB III

GAYA AERODINAMIKA PADA MOBIL

A. Pengertian aerodinamika

Aerodinamika diambil dari kata Aero dan Dinamika yang bisa diartikan udara dan perubahan gerak dan bisa juga ditarik sebuah pengertian yaitu suatu perubahan gerak dari suatu benda akibat dari hambatan udara ketika benda tersebut melaju dengan kencang. Benda yang dimaksud diatas dapat berupa kendaran bermotor (mobil,truk,bis maupun motor) yang sangat terkait hubungannya dengan perkembangan aerodinamika sekarang ini. Adapun hal-hal yang berkaitan dengan aerodinamika adalah kecepatan kendaraan dan hambatan udara ketika kendaraan itu melaju.

Aerodinamika berasal dari dua buah kata yaitu aero yang berarti bagian dari udara atau ilmu keudaraan dan dinamika yang berarti cabang ilmu alam yang menyelidiki benda-benda bergerak serta gaya yang menyebabkan gerakangerakan tersebut. Aero berasal dari bahasa Yunani yang berarti udara, dan Dinamika yang diartikan kekuatan atau tenaga. Jadi Aerodinamika dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan mengenai akibat-akibat yang ditimbulkan udara atau gas-gas lain yang bergerak. Dalam Aerodinamika dikenal beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda dan lebih spesifik lagi pada mobil seperti dikemukakan oleh Djoeli Satrijo(1999;53).

“Tahanan Aerodinamika, gaya angkat aerodinamik , dan momen angguk aerodinamik memiliki pengaruh yang bermakna pada unjuk kendaraan pada kecepatan sedang dan tinggi. Peningkatan penekanan pada penghematan bahan bakar dan pada penghematan energi telah memacu keterkaitan baru dalam memperbaiki unjuk kerja aero dinamika pada jalan raya”.

Aerodinamika hanya berlaku pada kendaraan-kendaraan yang mencapai kecepatan diatas 80 km/ jam saja, seperti yang diterapkan pada mobil sedan, formula 1, moto gp. Untuk kendaraan-kendaraan yang kecepatannya dibawah 80 km/ jam aerodinamis tidak begitu diperhatikan, seperti pada mobil-mobilkeluarga, mobil land rover dan sejenisnya. Pada kendaraan yang mempunyai kecepatan diatas 80 km/jam faktor aerodinamis digunakan untuk mengoptimalkan kecepatannya disamping unjuk performa mesin juga berpengaruh .

Para pakar mobil formula 1 selalu memikirkan bagaimana agar mendapat bodi mobil seaerodinamis mungkin sehingga mampu mendapatkan kecepatan yang maksimal. Mobil formula 1 dapat melaju dengan kecepatan mencapai 280 km/jam ini sangat membutuhkan kejelian dan tingkat aerodinamis bodi mobil yang tentu tidak sembarangan, apabila perhitungan desain bodi mobil tidak sempurna atau salah sedikit saja dalam perhitungannya maka akan berakibat fatal.

B. Gaya yang bekerja pada mobil

Gaya-gaya yang bekerja pada mobil yang bergerak(kecepatan 80km/jam)

a. Gaya lift up.

Yaitu gaya angkat keatas pada mobil sebagai akibat pengaruh dari:

1. Speed.

2. Bentuk sirip.

3. Stream line.

4. Aerodinamika desain.

b. Down Force.

Yaitu gaya tekan kebawah pada mobil akibat pengaruh dari:

1. Konstruksi chasis

2. Desain konstruksi mobil

3. Penempatan beban pada mobil

4. Penambahan aksesories pada mobil

5. Bentuk telapak(kembangan ban)

6. Penempatan titik berat

7. Bobot berat dan bobot penumpang

8. Penempatan spoiler (front spoiler dan rear spoiler).

c. Gaya Turbulen.

Gaya yang terjadi dibagian belakang mobil yang berupa hembusan angindari depan membentuk pusaran angin dibagian belakang mobil.

d. Gaya gesek kulit.

Disebabkan oleh gaya geser yang timbul pada permukaan –permukaan luar kendaraan melalui aliran udara.

e. Ground Clearance.

Yaitu gaya yang bekerja dibagian bawah mobil yang berpengaruh juga pada lift up.

Aerodinamika berkaitan dengan motorsport. Meski aerodinamika di mobil reli tidak terlalu signifikan, pemasangan perangkat seperti ini tidak sembarangan. Semua ada hitungan dan fungsinya. Apalagi hal ini juga diatur oleh Badan Otomotif Internasional FIA lewat peraturannya yang ketat. Memang diakui aerodinamika pada mobil reli tidak sepenting seperti di mobil-mobil balap Grand Prix. Apalagi bentuk mobil reli yang sekarang mengikuti bentuk mobil aslinya yang diproduksi secara masal. Tidak seperti mobil F1 atau yang lainnya. Tapi bukan berarti mobil reli mangabaikan masalah aerodinamika.

Body shell dan aerodinamika mobil-mobil WRC (WRCar) yang digunakan saat ini sangat berbeda dengan WRCar era 1908-an dan 1990-an. Hal itu disebabkan peraturan FIA yang mengatur segi bobot kendaraan dan dimensi spoiler yang boleh dipakai telah berubah. Selain juga disebabkan pemahaman orang akan fungsi aerodinamika pada WRCar telah meningkat seiring kemajuan teknologi. Artinya, semakin kencang laju mobil, maka mobil membutuhkan dukungan aerodinamika yang baik dan tepat.

Bentuk bumper yang baik dengan tingkat aerodinamika yang tepat bisa membantu mendinginkan radiator dan intercooler. Selain itu membantu memotong (bypass) angina yang melewati ruang mesin. Volume udara dan kecepatan udara yang masuk dari depan dapat berfungsi mendinginkan intercooler. Wakhasil, intercooler yang dipasang bias berukuran lebih besar. Ada lagi perangkat yang terdapat di dekat bumper, yaitu air conduct, yang letaknya di bagian bawah bumper. Perangkat ini membantu mendinginkan system rem sehingga suhunya tetap terjaga. Meski rem berkali-kali digunakan dalam keadaan kecepatan tinggi, sistemnya dapat bekerja dengan baik.

Untuk mendapatkan area pendinginan yang lebih luas untuk mesin, fog lamp yang dipasang di bumper harus berukuran kecil. Bentuk rumah fog lamp pun hemispherical jarena terbukti membantu tingkat aerodinamika mobil. Bahan dasar pembuatan bumper terbuat dari flexible soft carbon. Bahkan ini anti pecah dan tidak gampang mengalami perubahan bentuk jika mobil bertabrakan.

Dalam dunia balap mobil seperti formula 1 aerodinamika memegang peranan penting karena mobil ini melaju dengan sangat kencang melawan angin. Oleh karena itu semua eleman pakar ahli selalu menganggap ilmu mekanika fluida sangat penting untuk dikaji dan terus dikembangkan untuk kepentingan pengetahuan, bisnis, dan estetika.

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari penjabaran diatas kita dapat menyimpulkan bahwa ilmu mekanika fluida sangat bermanfaat bagi kehidupan dalam makalah ini khususnya tentang sistem aerodinamika kendaraan mobil, dengan dasar-dasar dari ilmu mekanika fluida kita mampu memperhitungkan berapa besar nilai, ukuran, bentuk, yang tepat untuk perancangan sebuah mobil yang tentunya aerodinamis dan mampu menghasilkan laju dengan maksimum serta keamanan yang memadai.

Tentu masih banyak lagi manfaat yang dapat diambil dari memepelajari ilmu mekanika fluida dalam bidang teknik mesin mesin yang tidak dapat saya jelaskan semuanya disini.

Demikian sedikit penjelasan singkat tentang manfaat mempelajari ilmu mekanika fliuda di bidang teknik mesin khususnya sistem aerodinamika kendaraan mobil. Semoga bermanfaat.

B. Daftar pustaka

http://nuzil-news.blogspot.com

http://robicahyadi28.blogspot.com

http://wikipedia.com

http:// f1-technology.blogspot.com

http://google.com

modul bapak Ragil sukarno, ST, MT.

http://republikformula1.wordpress.com

C. Ilustarsi gambar terkait aerodinamika