Ciri-ciri Fluida Ideal & Garis alir

Fluida dinamis yang kita pelajari pada bagian ini dianggap sebagai fluida ideal dengan ciri-ciri sebagai:

• Aliran fluida dapat merupakan aliran tunak (steady) atau tak tunak (non-steady). Jika kecepatan v di suatu titik adalah konstan terhadap waktu, aliran fluida dikatakan tunak. Contoh aliran tunak adalah arus air yang mengalir dengan tenang (kelajuan aliran rendah). Pada aliran tak tunak, kecepatan v di suatu titik tidak konstan terhadap waktu. Contoh aliran tak tunak adalah gelombang pasang air laut.
• Aliran fluida dapat termampatkan (compressible) atau tak termampatkan (incompresible). Jika fluida yang mengalir tidak mengalami perubahan volume (atau massa jenis) ketika ditekan, aliran fluida dikatakan tak termampatkan. Hampir semua zat cair yang bergerak (mengalir) dianggap sebagai aliran tak termampatkan. Bahkan, gas yang memiliki sifat sangat termampatkan, pada kondisi tertentu dapat mengalami perubahan massa jenis yang dapat diabaikan. Pada kondisi ini aliran gas dapat dianggap sebagai aliran yang tak termampatkan. Sebagai contoh adalah pada penerbangan dengan kelajuan yang jauh lebih kecil daripada kelajuan bunyi daripada kelajuan bunyi di udara (340 m/s). Gerak relatif udara terhadap sayap-sayap pesawat terbang dapat dianggap sebagai aliran fluida yang tak termampatkan.
  
  

• Aliran fluida dapat merupakan aliran kental (viscous) atau tak kental (non-viscous). Kekentalan aliran fluida mirip dengan gesekan permukaan pada gerak benda padat. Pada kasus tertentu, seperti pelumasan pada mesin mobil, kekentalan memegang peranan sangat penting. Akan tetapi, dalam banyak kasus dapat diabaikan.
• Aliran fluida dapat merupakan aliran gas garis arus (streamline) atau aliran turbulen. Untuk aliran tunak, kecepatan fluida di suatu titik yang sama pada suatu garis arus, misalnya A pada gambar, tidak berubah terhadap waktu. Artinya, tiap partikel yang tiba di A akan terus lewat dengan kelajuan dan arah yang sama. Ini juga berlaku untuk titik B dan C. Jadi, tiap partikel yang tiba di A akan selalu menempuh lintasan yang menghubungkan A, B dan C, seperti ditunjukkan pada gambar.

 

Definisi garis alir: aliran fluida yang mengikuti suatu garis lurus (lurus melengkung) yang jelas ujung dan pangkalnya.

Garis arus disebut juga aliran berlapis (aliran laminer = laminar flou). Kecepatan partikel fluida disetiap titik pada garis arus searah dengan garis singgung di titik itu. Dengan demikian garis arus tidak pernah berpotongan.

Ketika melebihi suatu kelajuan tertentu, aliran fluida menjadi tumbulen. Aliran turbulen ditandai oleh adanya aliran berputar. Ada perikel-partikel yang memiliki arah gerak berbeda atau berlawanan dengan arah gerak keseluruhan fluida. Untuk mengetahui apakah suatu aliran zat cair merupakan garis arus atau turbulen, anda cukup menjatuhkan sedikit zat pewarna ke dalam zat cair itu. Jika zat pewarna menempuh lintasan yang lurus atau melengkung tetapi tidak berputar-putar membentuk pusaran, aliran fluida itu berupa garis arus. Akan tetapi, apabila tinta itu kemudian mengalir secara berputar-putar dan akhirnya menyebar, aliran fluida itu termasuk turbulen.