Statika Fluida mempelajari sifat-sifat fluida dalam keadaan diam F = 0 (tidak ada gaya

ekternal) atau = 0 dan v = 0. Pada keadaan diam tekanan

dari semua arah pada suatu titik akan sama.

Statika Fluida

Contoh :Pandang zat cair dalam keadaan diam sebagai suatu segitiga

F = gaya normalFy = gaya vertikalFx = gaya horizontal

PxFx

Ax

Py

Fy Ay

PF A

Secara umum tekanan (P) adalah gaya (F) persatuan luas (A)

cos,sin,cos,sin FF

FF

AA

AA yxyx

yx

y

yy

x

xx

PPPJadi

AF

AF

AF

P

AF

AF

AFP

AF

P

coscos

sinsin

Kesimpulan :

Tekanan (P) tidak bergantung pada arah dan besarnya dari segala arah sama, maka diperoleh

)( khidrostatitekananAFP

Persamaan Diferensial Tekanan

2x

xPP

2x

xP

P

2y

yPP

2y

yPP

2z

zP

P

2z

zP

P

zyxg

Kesetimbangan :

Sumbu x :

0

022

xP

zyxxPPzyx

xPP

Sumbu y :

0

022

yP

zxyyPPzxy

yPP

Sumbu z :

gzP

yxzzPPzyxgyxz

zPP 0

22

Penyelesaian Persamaan :

hzz

hhgP

zzzzgPP

dzgdPP

P

z

z

21

121212

2

1

2

1

Kesimpulan :

)(

)(

)(

headcpiezometripizometriktinggiadalahzgP

headpotentialpotensialtinggiadalahz

headpressuretekanantinggiadalahgP

Intensitas tekanan akan bertambah dengan bertambahnya kedalaman

Intensitas tekanan akan tetap sama bila tidak ada perubahan kedalaman

Contoh :Intensitas tekanan akan meningkat jikaseseorang berenang ke dasar kolam renang

Untuk Fluida Diam :

tan22

11 konsz

gPz

gPz

gP

Tekanan Vakum dan Tekanan Atmosfir

Vakum adalah volume yang tidak berisi zat (padat, cair, dan gas)

Tekanan vakum adalah ruang yang mempunyai tekanan lebih kecil dari tekanan atmosfir

Tekanan atmosfir adalah tekanan udara sekitarTekanan atmosfir rata-rata pada level laut 14,7 psi,

101,3 kPa, 29,9 in (760 mm) air raksa atau 1 atmosfir (1 atm)

Pada ketinggian 10.000 ft tekanan atmosfir akan menurun sebesar 10,1 psi, 69,6 kPa, 20,6 in (523 mm) air raksa

Tekanan Gauge dan Tekanan Absolut

Tekanan Gauge adalah tekanan yang diukur berbasis tekanan atmosfir

Tekanan absolut adalah tekanan yang diukur berbasis nol absolut

Tekanan barometer tekanan yang diukur berbasis nol absolut ke tekanan atmosfir

Pabsolut = Patmosfir + Pgauge

Alat Pengukur TekananBarometer adalah alat untuk mengukur tekanan

Persamaan

batm

batm

v

bvatm

bvatm

V

hgP

hP

diabaikanP

hPP

hAAPAP

F

0

0

Pizometer adalah alat sederhana untuk mengukur tekanan pada suatu titik terhadap tekanan atmosfir

zP

h

Persamaaan

:

Manometer berupa kolom cairan yang dibuet untuk mengukur beda tekanan yang biasanya terhadap tekanan atmosfir

Persamaan

22

1

1122

222

111

)(

hgP

diabaikanJika

PgaugetekananadalahPP

atmosfirtekananP

hghgPP

hgzzgPP

hgzzgPP

Gauge

GaugeCA

C

CA

BCCB

ABBA

Manometer Diferensial

Contoh Soal :Sebuah tanki berisi larutan glycerin seperti yang terlihat pada Gambar di bawah ini.Tentukan tekanan di dasar tanki tersebut

Diketahui : Sebuah tank dengan tekanan vakum (Pv) = 50 kPa

Tinggi cairan glycerin (h) = 2 m

Ditanya : Tekanan (PG) di dasar tanki ?

Jawab :

kPakPakPa

adalahkidasarpadaTekananTotal

kPamkNm

mkNP

metersebesarfluidatinggih

mkNsebesartabeldariglycerinspesifikberat

ana

hP

68,7468,2450

tan

68,2468,240,234,12

0,2

34,12

:dim

23

3

Soal-soal Latihan :1. Dalam sistem barometer diketahui tekanan barometer

sebesar 29,75 in air raksa. Tentukan tekanan atmosfir dalam psi?

2. Pembacaan barometer air raksa sebesar 742 mm. Tentukan tekanan atmosfir dalam kilopascal?

3. Tekanan pada tanki yang berisi yang ditempelkan pizometer dapat dilihat pada Gambar berikut. Tentukan tekanan pada titik A?

4. Sebuah tanki terbuka ditempelkan pizometer disisinya yang berisi dua larutan yang berbeda (lihat Gambar). Ditanya : (1) Tentukan ketinggian permukaan cairan pada pizometer A?, (2) Tentukan ketinggian permukaan cairan pada pizometer B?, dan (3) Total tekanan pada dasar tanki?

5. Pipa vertikal berisi minyak (SG = 0,91) yang ditempel manometer (lihat Gambar). Tentukan tekanan minyak pada titik A.

Tekanan Pada Fluida Kompresibel

Persamaan Gradien Tekanan

Persamaaan Gradien Temperatur

dimana :

dzgdP

zTT 0

ftF /00357,0 0

Penurunan Persamaan Gunakan persamaan gas ideal :

zTRP

RTP

RTP

V

RTPV

o

1

Persamaan Gradien Tekanan

zTdz

Rg

PdP

zTRP

dzgdP

dzgdP

dzgdP

o

o

Integrasikan Persamaan

Rg

o

ooo

Rg

o

oo

o

Rg

o

oo

o

o

oo

o

oo

o

o

oooo

zzo

P

P

z

z o

P

P

zTzTPP

zTzT

PP

zTzT

PP

zTzT

Rg

PP

zTzT

Rg

PP

zTzTRgPP

zTRgP

zTdz

Rg

PdP

oo

oo

lnln

lnln

lnln

lnlnlnln

lnln

Karena z0 basis nol maka zo= 0

Persamaaan Tekanan Gas Menjadi :

Nilai R dapat disubstitusi pada keadaan awal gas ideal

Rg

o

ooo zT

TPP

oo

o

oo

o

ooo

TP

R

TRP

TRVP

Substitusi nilai R :

Diketahui berat spesifik

oooP

Tg

o

oo zT

TPP

g

oooP

T

o

oo zT

TPP

Soal-soal Latihan

1. Tentukan besarnya tekanan dan massa jenis gas pada ketinggian 5.000 ft bila P0 = 14,7 psia dan = 0,00238 slug/ft3 pada permukaan laut.

2. Hitung tekanan gas pada ketinggian 20.000 ft dan anggap udara/atmosfir sebagai statika fluida. Tekanan standard atmosfir terletak pada level laut. Diketahui T0 = 590 F,

P0 = 14,7 psia, dan = 0,076 lb/ft3

Gunakan massa jenis konstan = konstan dan gradien temperatur (dT/dz)

o

o