Apa itu Mekanika Fluida?

Mekanika fluida adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang fluida dan cara fluida tersebut berinteraksi dengan gaya. Baik cairan maupun gas dianggap sebagai cairan untuk tujuan cabang ilmu ini. Seringkali, bidang mekanika fluida dibagi menjadi dua bidang studi yang lebih spesifik. Ini adalah statika fluida dan dinamika fluida, yang masing-masing membahas fluida diam dan fluida bergerak. Mekanika fluida dapat melibatkan matematika yang sangat kompleks, dan bantuan komputer modern telah meningkatkan ilmu ini secara signifikan.

Akar kronologis mekanika fluida kembali ke setidaknya Yunani kuno. Fisikawan dan penemu Yunani Archimedes adalah penulis dari beberapa studi pertama yang kita ketahui tentang statika fluida, termasuk sifat daya apung. Filsuf Persia pada periode waktu Abad Pertengahan menggabungkan karya-karya kuno ini dengan studi mereka sendiri tentang dinamika fluida yang bertindak sebagai pendahulu awal dinamika fluida modern. Tokoh sejarah terkenal seperti Leonardo da Vinci dan Sir Isaac Newton, serta yang lainnya, memberikan kontribusi penting untuk pemahaman kita tentang mekanika fluida.

Setiap jenis sains dimulai dengan asumsi dasar dan fundamental yang mengatur jalannya studi mereka. Mekanika fluida biasanya didefinisikan sebagai memiliki tiga premis atau asumsi dasar pada akarnya. Yang pertama adalah kekekalan massa, yang berarti bahwa massa tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan secara spontan, meskipun dapat berubah bentuk. Asumsi kedua, kekekalan momentum, agak mirip. Hukum ini menyatakan bahwa momentum total dalam sistem tertutup adalah konstan, dan tidak dapat muncul atau menghilang secara spontan.

Asumsi dasar ketiga yang mengatur mekanika fluida adalah apa yang dikenal sebagai hipotesis kontinum. Ini adalah cara melihat cairan yang tidak memperhitungkan keberadaan molekul diskrit. Sebaliknya, sifat fluida diasumsikan bervariasi secara terus menerus dari satu titik ke titik berikutnya.

Karena mengabaikan sifat sebenarnya dari partikel kecil materi, hipotesis kontinum hanyalah perkiraan yang digunakan sebagai alat dalam perhitungan. Ini dapat menghasilkan solusi yang sedikit tidak akurat, tetapi juga solusi yang sangat akurat dalam keadaan ideal. Ada metode lain yang lebih tepat, tetapi hipotesis ini seringkali cukup berguna sebagai asumsi awal. Sering kali, juga dapat diasumsikan bahwa fluida yang diberikan tidak dapat dimampatkan, artinya tidak dapat dimampatkan. Namun, ini hanya berlaku untuk cairan, dan bukan gas.