FLUIDA STATIS
Standar Kompetensi :
Menerapkan hokum fluida statis
Kompetensi dasar:
· Menguasai hokum fluida statis· Menghitung hokum fluida statis
Fluida adalah kemampuan suatu zat untuk dapa mengalir (zat alir)
Tekanan
Tekanan merupakan
P = F/A
Tekanan Hidrostatis ( Ph )
Tekanan yang terdapat pada zat cair yang diam yg berada dalam suatu wadah.
Ph = ρ.g.h
Keterangan
Ph = tekanan hidrostatis (N/m2)
ρ =
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = tinggi cairan (m)
Satuan tekanan di luar SI adalah:
Pascal (Pa), atm, cmHg, dan bar
Contoh Soal:
1. Berapakah tekanan hidrostatis di dasar kolam dengan kedalaman air 2 m (ρ air = 1000 kg/m3, g = 10 m/s2)
Penyelesaian
Diketahui :
h = 2 m
ρ air = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya : Ph?
Dijawab : Ph = ρ.g.h
= 1000 x 10 x 2
= 20000 N/m2
Jadi tekanan hidrostatis di dasar kolam 20000 N/m2
2. Kapal selam berada pada kedalaman 50 m dibawah permukaan laut. Bila diketahui
Penyelesaian
Diketahui :
H = 50 m
ρ air laut = 1,03 x 103 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya : Ph?
Dijawab : Ph =
= 105 + (1,03 x 103 x 10 x 50) = 105 + (51,5 x 104)
= 105 + (5,15 x 105)
= 6,15 x 105 Pa
Hukum Pascal
Dalam ruangan tertutup tekanan yang diberikan pada zat cair diteruskan ke segala arah sama besar.
Contoh penerapan hokum Pascal:
1. Dongkrak hidroulik
2. Rem hidroulik
Persamaan Hk. pascal
F1/A1 = F2/A2
Keterangan:
F1 =
F2 =
A1 = luas penampang (m2)
A2 = luas penampang (m2)
Contoh Soal:
3. Sebuah dongkrak hidroulik mempunyai dua penampang masing2 A1 = 10 cm2 dan A2 = 50 cm2. Jika pada penampang A1 diberi
Penyelesaian
Diketahui :
A1 = 10 cm2, A2 = 50 cm2
F1 = 10 N
Ditanya : F2 ?
Dijawab :
F1/A1 = F2/A210/10 = F2 /50
F2 = 50 N
Jadi berat beban maksimum yang dapat diangkat oleh penampang A2 adalah 50 N
Hukum Archimedes
Suatu benda yang terendam sebagian atau seluruhnya dalam zat cair (fluida) mendapat
Contoh penerapan hokum Archimedes:
1. sebuah kapal besi yang besar dapat terapung di laut.
2. Kita dapat merasakan bahwa saat mandi di kolam renang tubuh akan terasa lebih ringan.
3. Bagan ikan dilaut dapat terapung karena ditopang oleh pelampung di bawahnya.
4. Naiknya balon udara.Dll
Persamaan hk. Archimedes: FA = ρ.g.V
Keterangan :
FA =
ρ =
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
V = volume zat cair atau fluida yang dipindahkan (m3)
Contoh soal :
4. Sepotong tembaga volumenya 20 cm3 dan
Penyelesaian
Diketahui : V b = 20 cm3
ρ b = 9 gr/cm3
ρ a = 1 g/cm3
g = 9,800 cm/s2
ditanya : w ( berat tembaga dlm air)
dijawab : berat tembaga di udara
Wu = mb x g
Wu = ρb . g .Vb
Wu = 9 X 9800 X 20
Wu = 1764000 dyne
F = berat air yang dipindahkan
= ma x g
= ρa . g .Va (Va = Vb)
=1 x 9800 x 20
= 196000 dyne
Jadi berat tembaga di dalam air adalah:
Wa = Wu – F
= 1764000 dyne - 196000 dyne
= 1568000 dyne
Peristiwa-peristiwa berdasarkan ukum Archimedes:
1. Terapung
Jik benda sebagian atau seluruh bagiannya berada diatas permukaan cairan.
FA > w
ρcairan . g .V cairan > ρbenda . g . Vbenda
karena : V cairan > V benda
maka :
ρ cairan > ρ benda
2. Melayang
Jika seluruh bagiannya berada dalam cairan.
FA = w
ρcairan . g .V cairan = ρbenda . g . Vbenda
ρ cairan = ρ benda
3. Tengggelam
FA <>
ρcairan . g .V cairan < ρbenda . g . Vbenda
ρ cairan < ρ benda
Tegangan Permukaan
Peristiwa-peristiwa yang menunjukkan adanya tegangan pada permukaan air:
1. saat meniup air sabun terjadi gelembung2 balon di udara.
2. Air yang menetes keluar dari keran terlihat terputus-putus dan membentuk bola2 air.
3. Jarum atau silet yang diletakkan perlahan diatas air tidak tenggelam.
4. Serangga dapat terapung di atas air.
Dll.
Peristiwa diatas dapat terjadi akibat permukaan zat cair seolah-olah berupa selaput tipis yang mampu menahan benda-benda ringan.
Pada zat cair terdapat
Besar tegangan permukaan dirumuskan
Keterangan:
γ = tegangan permukaan (N/m)
F = gaya (N)
l = panjang lapisan (m)