fluida

FLUIDAMempunyai 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 AF = W AW=m.g= (ρV).gP = ρ.g.h atau Ph = ρ.g.h

Ph = ρ.g.h Ph = Tekanan Hidrostatis

ρ = massa jenis zat cairJika 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 sendiriGaya berat zat cair yang menekan alas bejana disebut gaya HidrostatikF = ρ.g.h .A

Hukum Pascal

Menyatakan bahwa:Tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang

tertutup diteruskan sama besar ke segala arahDirumuskanF1=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

• Sebuah balok terapung pada suatu fluida,pada saat terapung besarnya gaya apung Fa sama dengan berat benda w=mg

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

• 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

N

FA

• ∑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

• 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

FA

W=mg

• ∑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.