H S K S F L U I D A S T A T I S Kelas XI SMA Tahun Ajaran 2019/2020 Semester Ganjil F i s i k a MASSA JENIS TEKANAN Pertemuan I APLIKASI TEKANAN H S K S TUJUAN PEMBELAJARAN • Memahami istilah massa jenis, tekanan, prinsip archimedes, kapilaritas, tegangan permukaan. • Menganalisis peristiwa berdasarkan konsep-konsep dalam fluida statis. • Membuat alat peraga sederhana berdasarkan konsepkonsep dalam fluida statis H S K S INDIKATOR PEMBELAJARAN • 3.1.1 Menunjukkan adanya pengaruh tekanan pada benda di dalam zat cair. • 3.1.2 Membedakan massa jenis. • 3.1.3 Mengaitkan penjelasan sebuah peristiwa terhadap konsep-konsep yang telah dipelajari H S K S MASSA JENIS APA PENDAPATMU? Massa jenis adalah kerapatan penyusun dari suatu benda. Kita tentu sudah mengetahui bahwa penyusun benda zat padat lebih rapat dibanding benda zat cair. Begitu pun benda zat cair lebih rapat dibanding benda zat jenis gas. Simbol massa jenis adalah π dengan satuannya (kg m3 ). Dilihat dari satuannya, bentuk persamaan massa jenis adalah: π π= π½ Keterangan: kg π = massa jenis ( ) m3 π¦ = massa benda (kg) π½ = volume benda (m3 ) CONTOH SOAL 1 No. Nama Zat Nilai Massa Jenis 1. Alumunium 2700 kg m3 2. Air 1000 kg m3 3. Oksigen 1,3 kg m3 Tabel di atas adalah data massa jenis dari masing-masing jenis zat. Pernyataan yang tepat di bawah ini tentang perbedaan nilai massa jenis di atas adalah… a. Penyusun materi air lebih rapat dari alumunium b. Oksigen memiliki penyusun materi yang lebih padat c. Alumunium lebih erat ikatan penyusun antar materinya d. Penyusun materi alumunium lebih longgar dari materi oksigen e. Ruang penyusun oksigen lebih rapat dibanding zat lain CONTOH SOAL 2 Berapa besar massa udara di dalam sebuah ruangan yang berukuran 5 m × 2 m × 4 m jika massa jenis udara adalah 1,2 kg m3 … JAWABAN CONTOH SOAL 1. C. Alumunium lebih erat ikatan penyusun antar materinya 2. Dik : π = 1,2 kg m3 π = 5 m × 2 m × 4 m = 40m3 Dit : π? π Jawab : π = π m = ππ Penyelesaian : m = 1,2 × 40 = 48 kg H S K S T E K A N A N TEKANAN ZAT PADAT DAN TEKANAN HIDROSTATIS Tekanan mempunyai simbol π· berasal dari kata “pressure”. Satuannya Pascal (Pa), tekanan 1 atm setara dengan 1,01 × 105 Pa atau setara dengan . S Persamaan tekanan pada umumnya adalah : π π·= π¨ Keterangan: π· = πππππππ (ππ) π = ππππ (π) π¨ = ππππ πππππππππ (π¦π ) Persamaan tekanan pada zat cair adalah : π·=πππ Keterangan: π· = πππππππ (ππ) π = ππππππππππ πππππππππ (π¦ π¬π ) π = πππ ππππππ (π¦) CONTOH SOAL 1. Di bawah ini merupakan gambar permukaan keramik dengan berbagai luas penampang. Jika keramik tersebut dijatuhkan maka urutan yang menghasilkan tekanan dari kecil ke besar adalah… 2. Panjang diameter paku adalah 7 mm sedang ditancapkan ke dalam tanah, jika gaya yang dihasilkan palu adalah 38,5 N maka tekanan yang diterima paku oleh palu adalah... 3. Tekanan pada sebuah tanki bensin adalah 132 kPa. Jika massa jenis bensin adalah 660 kg m3 dan percepatan gravitasi adalah 10 m s2 . Nilai kedalaman bensin di dalam tanki adalah... 4. Besar tekanan gauge sebuah roda mobil adalah 132 kPa, hitunglah tekanan absolut! JAWABAN CONTOH SOAL 1. Tekanan berbanding terbalik dengan luas penampang, π΄π = 32ππ2 π΄π = 20ππ2 π΄π = 24ππ2 π΄π = 25ππ2 22 2. Dik : π = 7ππ = 7 × 10−2 ππ maka luasnya A = 7 × 3,5 × 10−2 × 3,5 × 10−2 = 38,5 × 10−4 ππ2 , F = 38,5 N Dit : π? πΉ 38,5 Jawab : π = π΄ = 38,5×10−4 = 1 × 104 Pa 3. Dik : π = 132 πππ = 132 × 103 ππ = 1,32 × 105 ππ, π = 660 kg m3 , g = 10 m s2 Dit : β? Jawab : π = ππβ π β = ππ = 1,32×105 660×10 = 2 × 10−3 × 105 = 2 × 102 π 4. Dik : π = 132 πππ = 132 × 103 ππ = 1,32 × 105 ππ Dit :ππππ πππ’π‘ ? Jawab : ππππ πππ’π‘ = ππ + πππ‘π = 1,32 × 105 ππ + 1.013 × 105 = 2,33 × 105 ππ TEKANAN ATMOSFER & TEKANAN MUTLAK Besar tekanan atmosfer pada permukaan laut adalah 1 atm setara dengan 1.013 × 105 N/m2 . Pada perhitungan cuaca biasanya menggunakan satuan lainnya yaitu 1 bar yang setara dengan 1 × 105 N/m2 . Tekanan absolut adalah jumlah tekanan terukur (gauge) ditambah tekanan atmosfer. π = ππππ’ππ + πππ‘π Keterangan: π = π‘ππππππ ππ’π‘ππβ (ππ) ππππ’ππ = tekanan terukur πππ‘π = π‘ππππππ ππ‘πππ πππ (1,015 × 105 ππ) CONTOH SOAL 4. Besar tekanan gauge sebuah roda mobil adalah 132 kPa, hitunglah tekanan absolut! JAWABAN CONTOH SOAL 4. Dik : π = 132 πππ = 132 × 103 ππ = 1,32 × 105 ππ Dit :ππππ πππ’π‘ ? Jawab : ππππ πππ’π‘ = ππ + πππ‘π = 1,32 × 105 ππ + 1.013 × 105 = 2,33 × 105 ππ TEKANAN ZAT PADAT DAN TEKANAN HIDROSTATIS Dari gambar di bawah ini, titik lubang mana yang paling deras saat mengeluarkan air? Mengapa? H S K S PENERAPAN TEKANAN DALAM KEHIDUPAN S E H A R I - H A R I TEKANAN ZAT PADAT DAN TEKANAN HIDROSTATIS Menurutmu, tabung mana yang memiliki tekanan paling besar pada setiap gambar? (a) (b) (c) PENERAPAN 1 Gambar di samping adalah salah satu penerapan dari tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup disebut dengan pipa U. Carilah informasi apakah tekanan pada kedua sisi tabung pipa U sama? Kemudian carilah informasi apa fungsi dari pipa U? PENERAPAN 1 Gambar di samping adalah penerapan lain dari tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup selain pipa U yang disebut dengan dongkrak hidrolik. Carilah informasi apakah tekanan pada kedua sisi dongkrak hidrolik? Apakah kedua pipa berukuran sama atau berbeda? Bagaimana fluida di dalamnya dapat mengangkat mobil di salah satu sisinya? Carilah informasi mengenai dongkrak hidrolik! HUKUM PASCAL CONTOH SOAL 1 Percobaan pipa U dapat dimanfaatkan untuk mencari nilai massa jenis suatu zat cair. Perhatikan gambar di samping! Berapa besar nilai massa jenis minyak jika massa jenis air adalah 1000 kg m3 ? (π = 10 m s 2 ) Penyelesaian: Dik: ππππ = 1000 kg m3 βππππ¦ππ = 15 × 10−3 m βπππ = 13 × 10−3 m Dit: πππππ¦ππ ? Jawab: πππππ¦ππ = ππππ πππππ¦ππ . π. βππππ¦ππ = ππππ . π. βπππ πππππ¦ππ . 10 m s 2 . 15 × 10−3 m = 1000 kg m3 . 10 m s 2 . 13 × 10−3 m πππππ¦ππ = 130 15×10−2 = 0,87 × 103 kg m3 CONTOH SOAL 2 Luas penampang masing-masing mulut bejana adalah 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan adalah 5 Newton pada penampang kecil, berapa gaya keluaran maksimum pada penampang besar? CONTOH SOAL 1 1. Penyelesaian: Dik: ππππ = 1000 kg m3 βππππ¦ππ = 15 × 10−3 m βπππ = 13 × 10−3 m Dit: πππππ¦ππ ? Jawab: πππππ¦ππ = ππππ πππππ¦ππ . π. βππππ¦ππ = ππππ . π. βπππ πππππ¦ππ . 10 m s 2 . 15 × 10−3 m = 1000 kg m3 . 10 m s 2 . 13 × 10−3 m 130 πππππ¦ππ = = 0,87 × 103 kg m3 15×10−2 2. Penyelesaian: Dik: π΄1 = 0,04 m2 π΄2 = 0,10 m2 πΉ1 = 5 N Dit: πΉ2 ? Jawab: πΉ1 πΉ = 2 π΄1 5 0,04 π΄2 = πΉ2 = πΉ2 0,10 5×0,10 0,04 = 12,5 N TERIMAKASIH SUDAH ANTUSIAS MEMPELAJARI SUBBAB 1 DARI BAB FLUIDA, TETAP SEMANGATο
