STATIKA FLUIDASTATIKA FLUIDA

TEKANAN PADA SEBUAH TITIKTEKANAN PADA SEBUAH TITIK

• Tekanan Tekanan digunakan untuk menunjukan gaya normal setiap satuan luas pada sebuah titik dibidang tertentu dalam massa fluida yang ditinjau

• Hukum Pascal Hukum Pascal : Tekanan disebuah titik pada fluida yang diam atau bergerak tidak bergantung pada arahnya sepanjang tidak terdapat tegangan-tegangan geser ( akan dibahas pada bab 6)

2.1. VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA DIAM2.1. VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA DIAMUntuk zat cair atau gas yang diam, gradien tekanan dalam arah tegak pada setiap titik dalam fluida tergantung hanya pada berat jenis dari fluida pada titik tersebut

(2.1)

Px=Py=Pz

Variasi tekanan dalam fluida diam• Untuk zat cair atau gas yang diam, gradien tekanan

dalam arah tegak pada setiap titik dalam fluida tergantung hanya pada berat jenis dari fluida pada titik tersebut

zp

yp

xp 00

dzdp

Dapat digunakan unutk Dapat digunakan unutk menentukan bagaimana menentukan bagaimana tekanan berubah menurut tekanan berubah menurut ketinggianketinggian

2.2. Fluida tak mampu-mampat ( incompressible Fluida tak mampu-mampat ( incompressible fluids)fluids)Karena berat jenis sama dengan perkalian dari kerapatan fluida dengan percepatan gravitasi dari pers ( 2.1)

Perbedaan tekanan antara dua titik dapat ditentukan dengan jarak (h)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

• Head tekanan Head tekanan adalah ketinggian kolom fluida yang akan memberikan perbedaan tekanan ( P1-P2) yang ditentukan

Notasi untuk tekanan untuk variasi tekanan dalam fluida diam dengan permukaan bebas

Tekanan acuan Po akan bersesuaian dengan tekanan yang bekerja pad permukaan bebas ( tekanan atmosphere) P2=PO

(2.5)

Tekanan sama diseluruh titik sepanjang garis AB meskipun bejananya mungkin mempunyai bentuk yang tidak beraturan. Nilai aktual tekanan sepanjang AB tergantung hanya pada kedalaman (h), tekanan permukaan, Po dan berat jenis (

Gambar. Kesetimbangan fluida dalam bejana dengan bentuk sembarang

• Contoh 2.1Karena ada kebocoran pada tangki penyimpan bensin yang dipendam, air meresap masuk tangki sampai ketinggian seperti ditunjukan gbr. Jika gravitasi bensin SG= 0.8 , tentukan teknanan pada antar muka bensin dan air.

Karena cairan dalam kondisi diam, distribusi tekanan akan berupa tekanan hidrostatik dapat digunakan pers .

Jika kita mengukur tekanan realtif terhadap tekanan atmosfer ( tekanan pengukuran ) maka po=0

Fluida mampu-mampat (Compressed Fluid)Fluida mampu-mampat (Compressed Fluid)

• Contoh : gas–gas (udara, oksigen nitrogen) karena kerapatan gas dapat berubah secara berarti dengan perubahan– perubahan tekanan dan temperatur)

Jika berat jenis sebuah fluida berubah cukup besar ketika kita bergerak dari titik ke titik, maka tekanan tidak lagi berubah secara langsung terhadap kedalaman.

2.4. Atmosfer Standar• Atmosfer Standar Atmosfer Standar aadalah representasi yang didealkan dari kondisi

rata-rata diatmosphere bumi

2.5. Pengukuran Tekanan

• Tekanan pada sebuah titik dalam massa fluida dapat dimaksudkan sebagai tekanan mutlak ( absolute pressure)tekanan mutlak ( absolute pressure) atau sebuah tekanan pengukuran ( gage pressure)

Sebuah barometer digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer

Contoh

PENGUKURAN TEKANAN PENGUKURAN TEKANAN

suprapto. ITM,08

Tekanan yang kita bicarakan diatas adalah tekanan absolute. Pada seluruh buku ini yang dimaksud tekanan adalah tekanan absolute jika tidak dinyatakn secara eksplisit. Sering kali kita temui manometer menunjuk angka 0 bila manometer membaca tekanan udara bebas. Untuk manometer jenis ini tekanan absolute yang terbaca harus ditambah 1 atm untuk menentukan tekanan yang diukur, oleh karena itu bacaan pada manometer jenis ini disebut P gage.

PPgagegage = P = Pabsoluteabsolute – P – Patmatm

Alat pengukur tekanan diatas atmosfir adalah manometer, alat penukur tekanan vakum disebut manometer vakum, sedang alat pengukur tekanan atmosfir disebut barometer. Tetapi bila tekanan atmosphere lokal (Patm) lebih besar dari tekanan didalam sistem, istilah tekanan vakum digunakan dan dinyatakan :

PPvakumvakum = P= Patm (absolute)atm (absolute)– P– P (abs(abs dalam sistem) dalam sistem)

PENGUKURAN TEKANAN

suprapto. ITM,08

2.6 Manometer • Tabung Manometer

• Manometer Tabung -U

Contoh 2.4

• Sebuah tangki tertutup berisi udara bertekanan dan minyak ( Sgminyak =0,90). Sebuah manometer tabung U yang menggunakan air raksa (SGhg=13,6) dihubungkan ketangki tersebut. Untuk ketinggian kolom h1=36 in, h2=6 in dan h3=9in. Tentukan bacaan tekanan dalam (psi) dari alat ukur

solusi

Latihan • A manometer is used to measure the pressure in a tank. The

fluid used has a specific gravity of 0.85, and the manometer column height is 55 cm, as shown in Fig. 1–46. If the local atmospheric pressure is 96 kPa, determine the absolute pressure within the tank.

Fig. 1-46

Manometer tabung –U diferensial

Manometer tabung miringManometer tabung miring

Manometer tabung miring dapat digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan yang kecil dengan akurat

2.8. gaya hydirostatik pada sebuah permukaan miring

Ketika sebuah permukaan tenggelam dalam sebuah fluida, gaya-gaya akan bekerja pada permukaan karena fluida tersebut

Gaya resultan dari fluida statis pad permukaan sebuah bidang Gaya resultan dari fluida statis pad permukaan sebuah bidang adalah akibat dari distribusi tekanan hidrostatisk pada permukaan adalah akibat dari distribusi tekanan hidrostatisk pada permukaan tersebut tersebut

Gambar . Tekanan dan gaya hidrostatik resultan yang timbul pada permukaan dasar sebuah tangki

Besarnya resultan dari fluida sama dengan tekanan yang bekerja pada pusat massa dari bidang dikalikan dengan total luas bidang

2.11 .Gaya Apung, Mengapung dan Kestabilan

PRINSIP ARCHIMEDES :PRINSIP ARCHIMEDES :

Prinsip Archimedes menyatakan bahwa gaya apung memiliki besar sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda dan mengarah vertikal keatas

Kestabilan

• Benda benda yang terendam atau terapung dapat berada dalam posisi stabil dan tidak stabil

• Kesetabilan sebuah benda dapat ditentukan dengan meninjau apa yang terjadi ketika benda tersebut diusik dari posisi kesetimbanganya.