Laju alir massa

Laju alir massa
Laju alir massa
Simbol umum
Satuan SI	kg/s
Dimensi SI

Dalam fisika dan rekayasa, laju alir massa adalah massa suatu substansi yang mengalir per satuan waktu. Satuan SInya adalah kilogram per sekon, sedangkan di Amerika digunakan pound per detik. Simbol yang digunakan adalah ${\dot {m}}$ (disebut "m-dot").

Kadang-kadang, laju alir massa disebut fluks massa atau arus massa.^[1]

Formulasi

Laju alir massa didefinisikan oleh limit:^[2]^[3]

{\dot {m}}=\lim \limits _{\Delta t\rightarrow 0}{\frac {\Delta m}{\Delta t}}={\frac {{\rm {d}}m}{{\rm {d}}t}}

atau aliran massa m melalui permukaan per satuan waktu t.

Overdot pada m menunjukkan notasi Newton untuk turunan waktu. Karena massa merupakan besaran skalar, laju alir massa juga besaran skalar. Perubahan massa adalah jumlah yang mengalir setelah melewati boundary selama waktu tertentu, tidak hhanya jumlah massa yang masuk dikurangi massa yang keluar, karena perubahan massa akan bernilai nol jika alirannya steady.

Penggunaan

Pada bentuk dasar dari persamaan kontinuitas [en] untuk massa, pada dinamika fluida:^[4]

$\rho _{1}\mathbf {v} _{1}\cdot \mathbf {A} _{1}=\rho _{2}\mathbf {v} _{2}\cdot \mathbf {A} _{2}.$

Pada mekanika klasik dasar, laju alir massa ditemukan ketika berhadapan dengan objek dengan massa yang bervariasi [en], seperti roket yang menghabiskan bahan bakarnya. Sering kali, deskripsi dari objek tersebut memiliki galat yang melibatkan Hukum kedua Newton,^[5] $F = d(m v)⁄d t$ dengan memberlakukan massa $m$ dan kecepatan $v$ sebagai variabel yang bergantung pada waktu dan mengaplikasikan aturan perkalian turunan. Deskripsi yang benar pada objek tersebut memerlukan pengaplikasian dari hukum kedua Newton pada seluruh sistem dengan massa konstan yang terdiri dari objek dan massa yang dikeluarkannya.^[5]

Laju alir massa dapat digunakan untuk menghitung laju alir energi dari fluida:^[6]

${\dot {E}}={\dot {m}}e,$

dengan $e$ adalah unit massa energi dari sistem.

Laju alir energi memiliki unit SI kJ/s atau kW.

Referensi

^ Fluid Mechanics, M. Potter, D.C. Wiggart, Schuam's outlines, McGraw Hill (USA), 2008, ISBN 978-0-07-148781-8
^ "Mass Flow Rate Fluids Flow Equation - Engineers Edge". www.engineersedge.com. Diakses tanggal 2022-03-03.
^ "Mass Flow Rate". www.grc.nasa.gov. Diakses tanggal 2022-03-03.
^ Whelan, P. M.; Hodgeson, M. J. (1978). Essential Principles of Physics (Edisi 2). John Murray. ISBN 0-7195-3382-1.
^ ^a ^b Halliday; Resnick (1977). Physics (dalam bahasa Inggris). Vol. 1. Wiley. hlm. 199. ISBN 978-0-471-03710-1. It is important to note that we cannot derive a general expression for Newton's second law for variable mass systems by treating the mass in F = dP/dt = d(Mv) as a variable. [...] We can use F = dP/dt to analyze variable mass systems only if we apply it to an entire system of constant mass having parts among which there is an interchange of mass. [Penekanan sesuai dengan tulisan asli]
^ Çengel, Yunus A.; Boles, Michael A. (2002). Thermodynamics : an engineering approach (Edisi 4th). Boston: McGraw-Hill. ISBN 0-07-238332-1. OCLC 45791449.

[1] Fluid Mechanics, M. Potter, D.C. Wiggart, Schuam's outlines, McGraw Hill (USA), 2008, ISBN 978-0-07-148781-8

[2] "Mass Flow Rate Fluids Flow Equation - Engineers Edge". www.engineersedge.com. Diakses tanggal 2022-03-03.

[3] "Mass Flow Rate". www.grc.nasa.gov. Diakses tanggal 2022-03-03.

[4] Whelan, P. M.; Hodgeson, M. J. (1978). Essential Principles of Physics (Edisi 2). John Murray. ISBN 0-7195-3382-1.

[Halliday-5] Halliday; Resnick (1977). Physics (dalam bahasa Inggris). Vol. 1. Wiley. hlm. 199. ISBN 978-0-471-03710-1. It is important to note that we cannot derive a general expression for Newton's second law for variable mass systems by treating the mass in F = dP/dt = d(Mv) as a variable. [...] We can use F = dP/dt to analyze variable mass systems only if we apply it to an entire system of constant mass having parts among which there is an interchange of mass. [Penekanan sesuai dengan tulisan asli]

[6] Çengel, Yunus A.; Boles, Michael A. (2002). Thermodynamics : an engineering approach (Edisi 4th). Boston: McGraw-Hill. ISBN 0-07-238332-1. OCLC 45791449.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Laju alir massa
Simbol umum	${\dot {m}}$
Satuan SI	kg/s
Dimensi SI	${\mathsf {MT^{-1}}}$