Dimensi dan Satuan dalam Mekanika Fluida
Dimensi merupakan besaran terukur yang menunjukkan karakteristik suatu obyek seperti massa, panjang, waktu, temperature, dan sebagainya. Satuan adalah suatu standar untuk mengukur dimensi, misalnya satuan untuk massa, panjang, dan waktu adalah kilogram (kg), meter (m), dan detik (d) untuk satuan SI; atau kilogram massa (kgm), meter (m) dan detik (d) dalam satuan MKS.
Sejak beberapa tahun terakhir ini, dunia dalam masa transisi untuk menggunakan bahasa satuan international tunggal. Sistem satuan tersebut adalah Systeme International d’Unite (SI). Di Indonesia juga telah dianjurkan untuk menggunakan system satuan tersebut.Tetapi dalam kenyataannya, di Indonesia masih sering digunakan system satuan SI dan MKS, sehingga di dalam buku ini dipakai kedua system tersebut. Sistem MKS masih banyak digunakan oleh para praktisi, insinyur di lapangan dan dalam kehidupan sehari-hari. Sedang system satuan SI telah banyak digunakan dalam bidang pendidikan. Para pelajar mulai dari Sekolah Menengah Pertama sampai perguruan tinggi telah terbiasa menggunakan system satuan SI.
Salah satu besaran yang sangat penting dalam bidang teknik adalah gaya. Pengukuran gaya didasarkan pada hukum Newton II,
F=Ma
Kebiasaan yang ada di lapangan dan kehidupan sehari-hari, dalam system satuan MKS, berat atau gaya mempunyai satuan kilogram (kg). Dalam system satuan SI, kilogram digunakan sebagai satuan untuk massa. Untuk menghindari ketercampuran antara kg untuk gaya pada system satuan MKS dan kg untuk massa pada satuan SI, maka dalam buku ini digunakan satuan gaya adalah kilogram gaya (kilogram force, kgf) untuk system MKS, sedang massa dalam satuan SI adalah kg.
Dalam system MKS, satuan massa adalah kilogram massa (kgm) sedang satuan gaya adalah kilogram gaya (kgf). Kedua satuan tersebut mempunyai hubungan dalam bentuk :
Kgf=g kgm (1.2)
Dengan g adalah percepatan gravitasi yang biasanya mempunyai nilai 9,81 m/d^2. Oleh karena percepatan gravitasi tergantung pada letak benda di muka bumi, maka berat benda adalah berbeda dari satu tempat ke tempat yang lain.
Dalam system satuan SI ini satuan massa adalah kilogram sedang satuan gaya adalah Newton (N). Satu Newton adalah gaya yang bekerja pada benda dengan massa 1 kg dan menimbulkan percepatan 1m/d^2.
1 N (Newton) = M (1 kg) x a (1m/d^2)
Atau
1 N = 1 kg m/d^2 (1.3)
Dalam satuan MKS, satuan massa adalah kgm; sedang dalam satuan SI adalah kg. Persamaan (1.2) dapat ditulis dalam bentuk :
Kgm= 1/g (kgf) (1.4)
Apabila g= 9,81 m/d^2 maka persamaan (1.4) dapat ditulis menjadi :
Kgm = 1/9,81( (kgfd^2)/m)
Atau
(kgfd^2)/m = 9,81 kgm (1.5)
Karena nilai massa untuk satuan SI (kg) dan satuan MKS (kgm) adalah sama maka persamaan (!.4) dapat disubstitusikan ke dalam persamaan (1.3); sehingga :
N= 1/g(m/d^2 ) kgf x 1 m/d^2
N= 1/g kgf
Atau
Kgf=gN (1.6)
Persamaan (1.6) memberikan konversi satuan gaya antara system satuan MKS dan SI.