Persamaan neraca momentum, atau dikenal juga sebagai persamaan konservasi momentum, merupakan salah satu persamaan dasar dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa perubahan momentum dalam suatu sistem fluida sebanding dengan gaya-gaya yang bekerja pada sistem tersebut. Secara umum, persamaan neraca momentum dapat dinyatakan dalam bentuk integral atau diferensial.

Dalam bentuk integral, persamaan neraca momentum untuk fluida kompresibel adalah:

$\frac{d}{dt} \int_V \rho \mathbf{v} \, dV + \int_S \rho \mathbf{v} \mathbf{v} \cdot \mathbf{n} \, dA = \int_S \mathbf{T} \cdot \mathbf{n} \, dA + \int_V \mathbf{f} \, dV$

Di mana:

• $\rho$ adalah densitas fluida,
• $\mathbf{v}$ adalah kecepatan fluida,
• $V$ adalah volume kontrol,
• $S$ adalah permukaan kontrol,
• $\mathbf{T}$ adalah tensor tegangan,
• $\mathbf{n}$ adalah vektor normal permukaan,
• $\mathbf{f}$ adalah gaya volumetrik, seperti gravitasi.

Dalam bentuk diferensial (untuk fluida tak kompresibel), persamaannya adalah:

$\rho \left( \frac{\partial \mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla \mathbf{v} \right) = -\nabla p + \mu \nabla^2 \mathbf{v} + \mathbf{f}$

Di mana:

• $\rho$ adalah densitas fluida,
• $\mathbf{v}$ adalah kecepatan,
• $p$ adalah tekanan,
• $\mu$ adalah viskositas dinamis fluida,
• $\nabla^2 \mathbf{v}$ adalah laplasian dari kecepatan,
• $\mathbf{f}$ adalah gaya luar per satuan volume (misalnya gaya gravitasi).

Persamaan ini menggabungkan efek dari tekanan, viskositas, dan gaya luar yang bekerja pada fluida.

Apakah Anda ingin detail lebih lanjut atau ada pertanyaan?

Berikut 5 pertanyaan terkait untuk memperdalam pemahaman:

1. Apa perbedaan antara bentuk integral dan bentuk diferensial dari persamaan momentum?
2. Bagaimana gaya-gaya seperti gravitasi atau gaya tekan mempengaruhi momentum fluida?
3. Apa hubungan antara viskositas fluida dan persamaan neraca momentum?
4. Bagaimana neraca momentum diterapkan dalam dinamika fluida yang tak kompresibel?
5. Apa implikasi jika suatu sistem tidak memiliki gaya luar dalam neraca momentum?

Tip: Memahami tensor tegangan dalam persamaan momentum akan sangat membantu dalam aplikasi dinamika fluida yang lebih kompleks.