Fluida Statis

FLUIDA STATIS
Persamaan Hk. pascal
F
A
1
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 gaya persatuan luas
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 = massa jenis cairan (kg/m3)
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=2m
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 massa jenis air laut 1,03 x
103 kg/m3 dan tekanan udara di atas permukaan laut 105
Pa, berapa tekanan hidrostatis yang dialami kapal selam
tsb. ( g = 10 m/s2)
Penyelesaian
Diketahui :
H = 50 m
ρ air laut = 1,03 x 103 kg/m3
Po = 105 Pa
g = 10 m/s2
Ditanya : Ph?
Dijawab : Ph = Po + ρ.g.h
= 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

1
F
A
2
2
Keterangan:
F1 = gaya yang diberikan (N)
F2 = gaya yang dihasilkan (N)
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 gaya F1 = 10 N, berapakah berat
beban maksimum yang dapat diangkat oleh penampang
A2?
Penyelesaian
Diketahui :
A1 = 10 cm2, A2 = 50 cm2
F1 = 10 N
Ditanya : F2 ?
Dijawab :
F
A
1

1
2
2
10

10
F
F
F
A
F2
2
2
50
10 x50

10
 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 gaya ke atas yang besarnya
sama dengan berat zat cair (fluida) yang dipindahkan.
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 = gaya keatas atau gaya Archimedes (N)
ρ = massa jenis zatcair atau fluida ( kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
V = volume zat cair atau fluida yang dipindahkan (m3)
Contoh soal :
4. Sepotong tembaga volumenya 20 cm3 dan massa jenisnya
9 gr/cm3, dimasukkan ke dalam air yang massa jenisnya
1 gr/cm3. Berapakah berat tembaga di dalam air?
( g= 9,800 cm/s2)
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 = m b x g
Wu = ρb . g .Vb
Wu = 9 X 9800 X 20
Wu = 1764000 dyne
Gaya ke atas ( gaya Archimedes)
F = berat air yang dipindahkan
= ma x g
= ρa . g .Va
(Va = Vb)
=1 x 9800 x 20
= 196000 dyne
Sebuah jarum terapung di atas air, panjang jarum 5 cm dan
memilki massa 5 gr. Tentukan tegangan permukaan air
tersebut!
Penyelesaian
Diketahui :
l = 5 cm = 0,05 m
m = 5 gr = 0,005 kg
Ditanya : γ (tegangan permukaan air)
Dijawab :
Jadi berat tembaga di dalam air adalah:
Wa = W u – F
= 1764000 dyne - 196000 dyne
= 1568000 dyne
F
2
mg
 
2
0,005 x10
 
2 x0,05
  0,5 N / m
 
Peristiwa-peristiwa berdasarkan ukum Archimedes:
1. Terapung
Jik benda sebagian atau seluruh bagiannya berada diatas
permukaan cairan.
Gaya ke atas lebih besar daripada berat benda
FA > w
Jadi tegangan permukaan air sebesar 0,5 N/m
ρcairan . g .V cairan > ρbenda . g . Vbenda
karena :
maka :
Tugas
V cairan > V benda
Kerjakan dengan baik dan benar soal-soal dibawah ini!
1. Berapakah tekanan hidrostatis yang dialami ikan di dasar
kolam dengan kedalaman air 1,5 m (ρ air = 1000 kg/m3, g =
10 m/s2)
ρ cairan > ρ benda
2. Melayang
Jika seluruh bagiannya berada dalam cairan.
Gaya ke atas sama dengan berat benda
FA = w
2. Kapal selam berada pada kedalaman 100 m dibawah
permukaan laut. Bila diketahui massa jenis air laut 1,03 x
103 kg/m3 dan tekanan udara di atas permukaan laut 105
Pa, berapa tekanan hidrostatis yang dialami kapal selam
tsb. ( g = 10 m/s2)
ρcairan . g .V cairan = ρbenda . g . Vbenda
ρ cairan = ρ benda
3. Tengggelam
Gaya ke atas lebih kecil daripada berat benda
FA < w
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 terputusputus 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 gaya tarik-menarik antar partikel
sejnis disebut kohesi. Gaya kohesi ini menimbulkan
tegangan permukaan pada air.
3. Sebuah dongkrak hidroulik mempunyai dua penampang
masing2 A1 = 50 cm2 dan A2 = 250 cm2. Jika pada
penampang A1 diberi gaya F1 = 50 N, berapakah berat
beban maksimum yang dapat diangkat oleh penampang
A2?
4. Sepotong tembaga volumenya 30 cm3 dan massa
jenisnya 9 gr/cm3, dimasukkan ke dalam air yang massa
jenisnya 1 gr/cm3. Berapakah berat tembaga di dalam air?
( g= 9,800cm/s2)
5. Sebuah klip kertas terapung di atas air, panjang jarum 3
cm dan memilki massa 0,5 gr. Tentukan tegangan
permukaan air tersebut!
Tugas di rumah
Buatlah sebuah makalah tentang:
1. balon udara dan prinsip kerjanya
2. kapal selam dan prinsip kerjanya
3. Rem mobil dan prinsip kerjanya
Besar tegangan permukaan dirumuskan sbb:
F
 
2
Keterangan:
γ = tegangan permukaan (N/m)
F = gaya (N)
l = panjang lapisan (m)
Selamat belajar
contoh soal
Fluida Statis By Nurbaiti, S.Pd