Fluida Statik: Nurul Azmi Ridha S.si, M.si

FLUIDA STATIK Nurul Azmi Ridha S.Si, M.Si

Definisi • Fluida merupakan suatu zat yang mengalir • Fluida menyesuaikan diri dengan bentuk wadah apapun di mana ditempatkan • Fluida terdiri dari zat cair dan gas

Massa Jenis Dalam Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda homogen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan volume. Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut. ρ = Densitas / massa jenis (Kg/m3) m = Massa benda (Kg) V = Volume benda (m3)

Tekanan Penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada pisau dan paku. Ujung paku dibuat runcing dan pisau dibuat tajam untuk mendapatkan tekanan yang lebih besar, sehingga lebih mudah menancap pada benda lain. TEKANAN adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut

Tekanan Hidrostatis Tekanan yang diakibatkan oleh ketinggian tertentu dan dipengaruhi gravitasi ρ = massa jenis fluida (kg/m2) g = percepatan gravitasi (m /s-2) h = kedalaman (m)

Soal

Seorang menyelam sampai kedalaman 4 m (1 meter sebelum sampai dasar kolam) jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan g=10 m/s2, berapakah a.Tekanan hidrostatik yang dialami orang b.Tekanan hidrostatik dasar kolam

Dik: ho = 4 m, hdasar = 5 m, =103 kg/m3, g=10 m/s2 Dit: Porang , Pdasar

Jawab: a.Porang = .g.h = 1000.10.4 = 4.104 Pa a.Pdasar = .g.h = 1000.10.5 = 5.105 Pa

Tekanan Mutlak Jika tekanan udara luar ikut diperhitungkan seperti pada gambar, besarnya tekanan total atau tekanan mutlak pada satu titik di dalam fluida adalah

p0 = tekanan udara luar = 1 atm =1,013 × 105N/m2, dan pA = tekanan total di titik A (tekanan mutlak).

Soal

Titik A terdapat pada kedalaman 2 m bila tekanan udara pada saat itu 1 atm. Berapakah tekanan mutlak dan tekanan hidrostatik dititik A ?

Hukum Pokok Hidrostatis Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama. Jadi, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titik A, B, C, dan D adalah sama.

pA = pB p0 + ρ 1gh1 = p0 + ρ 2gh ρ 1 h1 = ρ 2 h2

Hukum Pascal MENGAPA KETIKA KITA memompa sebuah ban sepeda, ternyata ban mengembang secara merata? Bagaimana seorang pekerja pada pencucian mobil dapat berdiri di bawah mobil sambil menyemprotkan air ke bagian bawah mobil yang beratnya 100 kali lebih besar dari beratnya

Jadi, dalam Hukum Pascal dinyatakan berikut ini. “Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar”.

Soal

Sebuah alat hidrolik memiliki Silinder besar dan kecil berbanding kecil 20 : 1. Jika berat mobil yang diangkat 20.000 N, maka dorongan pada penghisap silinder kecil adalah...

Hukum Archimedes Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebih mudah diangkat dalam air daripada di darat? Mengapa balon gas bisa naik ke atas ? Mengapa kapal yang terbuat dari besi bisa terapung?

Benda-benda yang dimasukkan pada fluida seakan akan mempunyai berat yang lebih kecil daripada saat berada di luar fluida. Misalnya, batu terasa lebih ringan ketika berada di dalam air dibandingkan ketika berada di udara. Berat di dalam air sesungguhnya tetap, tetapi air melakukan gaya yang arahnya ke atas. Hal ini menyebabkan berat batu akan berkurang, sehingga batu terasa lebih ringan.

Fapung = Wu - Wf Dimana , Wu = berat benda diudara Wf = berat benda di dalam fluida Fa = Gaya apung/Gaya ke atas/ Gaya archimedes

Kasus pada archimedes

Mengapung (Vfb = Vbf) Wbenda = FA Wbenda = FA ρb .g.Vb = ρfl g.Vbf

ρb = massa jenis benda (kg/m3) ρf = massa jenis fluida (kg/m3) Vbf = volume benda yang tercelup di dalam zat cair (m3) Vb = volume benda (m3)

Melayang (Vfb = Vb) Wbenda = FA Wbenda = FA ρb .g.Vb = ρf g.Vfb ρb = ρf

Jadi pada kasus ini massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair

Melayang (Wb > Fa) Wbenda > FA Wbenda > FA ρb .g.Vb > ρf g.Vfb ρb > ρf Jadi pada kasus ini massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair

Suatu benda digantung pada suatu neraca pegas. Ketika benda dicelupkan seluruhnya ke dalam wadah yang penuh berisi zat cair, dan 7 N zat cair tumpah. Skala menunjukkan bahwa berat benda dalam zat cair adalah 15 N. Maka berat benda diudara….. N A. B. C. D. E.

2 42 6 22 10

Sebongkah es terapung dilaut terlihat seperti pada gambar

Jika massa jenis air laut 1,2 g.cm-3 dan massa jenis sebongkah es 0,9 g.cm-3, maka volume sebongkah es yang tercelup (masuk) dalam air laut sama dengan…… volume yang muncul A. B. C. D. E.

2 kali 3 kali 4 kali 5 kali 6 kali

Sepotong balok kayu mengapung di atas air dengan 75 % volumenya tenggelam dalam air. Bila volume balok itu 5000 cm3 maka (dalam kilogram) massa balok kayu itu adalah A. B. C. D.

3,75 5,15 6,25 7,75

E. 9,50

Tegangan Permukaan Tegangan permukaan timbul karena gaya tarikmenarik molekul-molekul zat cair yang sejajar permukaan

Kapilaritas Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler

2  cos  h gr

Visikositas MANA YANG LEBIH CEPAT JATUH KELERENG YANG DIJATUHKAN DI AIR ATAU OLI? Ukuran kekentalan zat cair atau gesekan dalam zat cair disebut viskositas. Gaya gesek dalam zat cair tergantung pada koefisien viskositas, kecepatan relatif benda terhadap zat cair, serta ukuran dan bentuk geometris benda. Untuk benda yang berbentuk bola dengan jari-jari r, gaya gesek zat cair dirumuskan: HUKUM STOKES

Pada gambar bekerja gaya, dan kecepatan terminal dicapai apabila : W – F – Fs = 0

Untuk benda berbentuk bola, kecepatan terminal dirumuskan sebagai