FLUIDA

FLUIDA
Mempunyai musuh satu itu
kebanyakan, mempunyai kawan
seribu itu sedikit
Kita belajar dari burung, mereka
selalu bernyanyi dan berdansa
bersama, tiada permusuhan.
By : Jumadi,S.Pd
1.FLUIDA STATIS
• Fluida adalah zat alir
• Fluida statis mempelajari fluida dalam keadaan
diam (tidak bergerak).jika yang diamati zat cair
disebut Hidrostatis
• Mengapa makin dalam penyelam, makin besar
tekanannya?
• Mengapa kapal laut yang terbuat dari besi bisa
mengapung?
• Mengapa balon udara yang berisi gas panas dapat
naik ke udara
a. Tekanan
• Tekanan didefinisikan sebagai gaya normal (tegak lurus)
yang bekerja pada suatu bidang dengan luas bidang
tersebut.
• Rumus tekanan : p = F
A
p= Tekanan (N/m2
F = gaya tekan ( N )
A = Luas permukaan bidang ( m2)
satuan tekanan dalam SI adalah pascal
1 pascal = 1 N/m2
1 pascal = 1 N/m2
untuk keperluan cuaca digunakan satuan
atmosfer (atm),cmHg,atau mmHg dan
miligrambar (mb)
1 mb = 0,001 bar ; 1 bar = 105 Pa
1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 105 Pa = 1,01 bar
y
Gaya gravitasi menyebabkan zat cair
dalam suatu wadah selalu tertarik ke
bawah.Makin tinggi zat cair dalam
wadah, makin berat zat cair itu,
sehingga makin besar tekanan zat
cair pada dasar wadahnya.
P=F
A
F=W
A
W=m.g= (ρV).g
P = ρ.g.h atau
Ph = ρ.g.h
Ph = ρ.g.h
Ph = Tekanan Hidrostatis
ρ = massa jenis zat cair
Jika tekanan udara dipermukaan zat cair adalah tekanan
atmosfir Po, maka tekanan pada kedalaman h
dinyatakan dengan persamaan
Ph =Po+ ρ.g.h
Tekanan hidrostatis adalah tekanan zat cair yang hanya
disebabkan oleh beratnya sendiri
Gaya berat zat cair yang menekan alas bejana disebut gaya
Hidrostatik
F = ρ.g.h .A
Hukum Pascal
Menyatakan bahwa:
Tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang
tertutup diteruskan sama besar ke segala arah
Dirumuskan
F1=F2
A1 A2
Penerapan hukum pascal dapat dimanfaatkan
sebagai alat dongkrak hidrolik/kempa hidrolik
Hukum Achimedes
Menyatakan bahwa:
Apabila sebuah benda dicelupkan ke dalam zat
cair (baik sebagian atau seluruhnya) akan
mendapatkan gaya ke atas sebesar berat zat
cair yang dipindahkan benda tersebut
Dirumuskan :
FA=ρ.g.Vt
soal
• 1. Sebuah kursi yang massanya 6 kg memiliki
empat kaki yang luas penampangnya masing
masing adalah 0,001 m2 tentukan tekanan kursi
terhadap lantai jika g = 10 m/s2
• 2. Suatu tempat didasar danau memiliki
kedalaman 20 meter. Jika g = 10 m/s2 dan
tekanan diatas permukaan air sebesar 1 atm dan
massa jenis air 1 gram/cm3 tentukan:
a. tekanan hidrostatik ditempat tersebut
b. tekanan total di tempat tersebut
Hukum Achimedes
Menyatakan bahwa:
Apabila sebuah benda dicelupkan ke dalam zat
cair (baik sebagian atau seluruhnya) akan
mendapatkan gaya ke atas sebesar berat zat
cair yang dipindahkan benda tersebut
Dirumuskan :
FA=ρ.g.Vt
• FA=ρ.g.Vt
• ρ.g.Vt = m.g adalah berat zat cair yang
dipindahkan oleh benda,sebab ρ adalah massa
jenis zat cair. Persamaan diatas dapat di
artikan gaya keatas sama dengan berat zat cair
yang dipindahkan
Terampung,tenggelam dan melayang
• Ada tiga keadaan yang tercelup dalam fluida
yaitu terapung,tenggelam dan melayang.
• Berdasarkan hukum newton I dan hukum
archimedes dapat ditentukan syarat keadaan
tiga keadaan tersebut.
1. Terapung
•
FA
w=mg
• Sebuah balok terapung pada suatu fluida,pada
saat terapung besarnya gaya apung Fa sama
dengan berat benda w=mg
• Pada saat peristiwa ini hanya sebagian volume benda yang
tercelup didalam fluida sehingga volume fluida yang dipindahkan
lebih kecil dari volume total benda yang mengapung.
• ∑Fy=0
• FA = mb.g
• ρf.g.vt= ρb.vb.g
• Vt = ρb.vb.g
atau Vt = ρb.vb
ρf.g
ρf
• Karena Vt (volume benda yang tercelup) lebih kecil dari pada Vb
(volume benda total) maka syarat benda mengapung adalah
• ρb<ρf
2. Tenggelam
N
FA
•
w=mg
• Pada saat tenggelam, besarnya gaya apung FA lebih
kecil daripada berat benda w=m.g
• Volume benda yang tercelup didalam fluida sama
dengan volume total benda yang mengapung, namun
benda bertumbu pada dasar bejana sehingga ada gaya
normal dasar bejana pada benda sebesar N
• ∑Fy=0
• FA + N = mb.g
ρf.g.vt + N = ρb.vb.g
• N = ρb.vb.g- ρf.g.vt
• Karena Vt (volume benda yang tercelup) sama
dengan Vb (volume benda total) maka syarat
benda tenggelam adalah :
• ρb>ρf artinya massa jenis benda harus lebih
besar dari pada massa jenis fluida
3. Melayang
FA
W=mg
• Pada saat melayang ,besarnya gaya apung FA
sama dengan berat benda w=mg
• Volume fluida yang dipindahkan (volume yang
tercelup) sama dengan volume total benda
yang melayang
•
•
•
•
∑Fy=0
FA = mb.g
ρf.g.vt = ρb.vb.g
Karena Vt (volume benda yang tercelup) sama
dengan Vb (volume benda total) maka syarat
benda melayang adalah ρb=ρf
Contoh soal
• 1. berat benda di udara 40 N dan ketika di dalam
air 36 N. Jika g=10 m/s2 volume benda 0,25 m3
tentukan:
• a. gaya apung benda oleh air
• b. massa jenis benda tersebut
• 2. Sebuah kubus yang mempunyai rusuk 10 m
dan massa jenis 0,6 g/cm3 ditahan oleh seutas
tali yang di ikat pada dasar bejana yang berisi air
dengan massa jenis 1 gr/cm3 sehingga kubus
seluruhnya tercelup dalam air.jika g= 10 m/s2
tentukan tegangan tali.
• jembatan ponton dari drum yang terapung
diatas permukaan air. Setiap drum terisi udara
sehingga secara keseluruhan bermassa 20 kg
dan volum rata-rata 2 m3 tentukan berat
beban maksimum yang dapat ditahan oleh
drum tersebut.
Tegangan permukaan
• Tegangan permukaan zat cair adalah
kecenderungan permukaan zat cair untuk
menegang sehingga permukaannya seperti
ditutupi oleh suatu lapisan elastis.
• Contoh: nyamuk dapat hinggap pada
permukaan air.
• Persamaan tegangan permukaan didefinisikan
sebagai gaya yang bekerja pada permukaan
setiap satuan panjang
• Dirumuskan :
• γ= F
l
γ = tegangan permukaan (Nm-1 )
F = gaya (N)
l = panjang permukaan (m)
b. Permukaan dengan dua muka
•
untuk permukaan dengan dua muka (misal pada gelembung sabun)
berlaku rumus:
γ= 2F
l
Gejala meniskus
Kapilaritas
• Adalah gejala turun atau naiknya permukaan
zat cair pada pipa yang sempit/pipa kapiler.