bahan ajar fluida 2 kolom

8/17/2019 Bahan Ajar Fluida 2 Kolom

1/5

Fluida

Fluida adalah zat alir yaitu zat yang dapat

mengalir seperti zat cair dan gas

Fluida diam

Tekanan hidrostatis

Tekanan di dalam zat cair ( air ) yang diamdisebut tekanan hidrostatis.

Pengertian tekanan

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja tiap

satuan luas penampang

Dirumuskan:

P =

F

A

F

P = tekanan ( !m" )

F = gaya ( )# = luas penampang ( m" )

#

Tekanan hidrostatis

$ebuah bak air dengan luas alas # tinggi bak air

h diisi penuh dengan air% tekanan hidrostatis di

dasar bak dirumuskan sbb:

Ph = F A

Ph =m.g A

Ph =v .g

A

h

h

Ph =

A h . g A

Ph = .h.g

w

A

Ph = tekanan hidrostatis ( ! m" )

ρ = massa jenis zat ( kg!m& )

h = kedalaman zat cair ( m )

g = percepatan gra'itasi ( m!det" )

ontoh:

. $eorang menyelam kedalam air pada

kedalaman " m dari permukaan air% bila

massa jenis air *** kg!m& dan g = * m!det".

+itung tekanan hidrostatis yang di rasakan penyelam tersebut ,

Hukum Pascal

Tekanan yang diberikan pada 'luida dalam ruang

tertutup akan diteruskan ke segala arah sama

besarnya.

ontoh:

Pada saat mempompa bola% ban% balon maka

tekanan udara akan diteruskan ke segala arah

sama besarnya sehingga bola% balon jadi bulat%

ban mengembangnya merata.

Penerapan hukum Pascal

. Pada pompa hidrolik

". Pada dongkrak hidrolik

&. Pada rem hidrolik

-. Pada dongkrak hidrolik

. dan masih banyak alat/alat hidrolik yang

lainnya.Dongkrak hidrolik

Pada dongkrak hidrolik terdapat dua tabung

yang luas penampangnya berbeda% seperti pada

gambar:

F # #"

F"

Dua buah tabung dengan luas penampang # dan

#" ( #


2/5

0erarti dengan memberikan gaya F yang kecil

dihasikan gaya F" yang lebih besar. 0esarnya F"

dapat ditentukan dengan rumus sbb :

1enurut hukum Pascal besar tekana di

penampang # sama dengan di #"

P = P" F 1

A1 = F 2 A2

F1 A2 = F2 A1 ( 2umus hukum Pascal )

ontoh:

. Perhatikan gambar:

F #"

#

F"

0ila besarnya luas penampang # = cm" dan #"

= * cm" dn pada penampang # diberi gay - .

+itung gaya pada penampang #" ,

Bejana berhubungan

Dengan bejana berhubungan ini kita dapat

menghitung massa jenis suatu zat cair% yaitu

berdasarkan rumus hukum Pascal

Perhatikan bejana berhubungan seperti gambar

di ba3ah ini:

1inyak () #ir (")

h

h"

# 0

Tekanan hidrostatis di # = tekanan hidrostatis di0 atau

Ph di # = Ph di 0

ρ.h.g = ρ".h".g

1.h1 = 2.h2

ontoh:

. 1inyak dimasukkan kedalam bejana

berhubungan yang berisi air sehingga terjadi

keadaan seperti gambar di atas.bila massa jenis

ais *** kg!m dan ketinggian h = 4 cm dan

h" = " cm. +itung massa jenis minyak ,

Hukum Archimedes$uatu benda yang dimasukkan sebagian atau

seluruhnya ke dalam air% maka benda tersebut

akan mendapatkan tekanan ke atas dari air

sebesar berat air yang dipindahkan oleh benda.

Perhatikan gambar:

F#

air air

5

$ebuah benda di masukkan kedalam air

sehingga air dalam tabung akan

melimpah!pindah ke dalam tabung kecil

( lihat gambar )enurut hukum Archimedes !

6aya ke atas air ( F# ) terhadap benda sama

dengan berat air yang dipindahkan ( 5 )

F# = 5 5 = m.g

F# = m.g m = ρ.7

FA = .".g

(2umus hukum #rchimedes )

F = gaya ke atas air terhadap benda ( )

ρ = massa jenis air ( kg!m

&

)7 = 8olume benda atau 8olume air yang

dipindahkan benda ( m& )

g = percepatan gra'itasi bumi ( m!det" )

ontoh:

. $ebuah benda 8olumenya "* cm&

dimasukkan ke dalam air sehingga


3/5

9 8olume benda tenggelam dalam air% bila

massa jenis air *** kg!m& dan

g = * m!det".

+itung gaya keatas air terhadap benda ,

Penerapan hukum #rchimedes terdapa' pada:. apal laut

". ;embatan ponton

&. 6alangan kapal

#erjakan $ soal di bawah ini %ada selembar

kertas

. $eseorang menyelam kedalam air pada

kedalaman m dari permukaan air% bila

massa jenis air *** kg!m& dan g = * m!det".

+itung tekanan hidrostatis yang di rasakan

penyelam tersebut ,

". Perhatikan gambar:

F #"

#

F"

0ila besarnya luas penampang # = "cm"

dan #" = " cm" dn pada penampang #

diberi gay - . +itung gaya pada

penampang #" ,

&. $ebuah benda 8olumenya " cm&

dimasukkan ke dalam air sehingga

9 8olume benda tenggelam dalam air% bila

massa jenis air *** kg!m& dan

g = * m!det".

+itung gaya keatas air terhadap benda ,

-. 1inyak dimasukkan kedalam bejana

berhubungan yang berisi air sehingga terjadi

keadaan seperti gambar di atas.bila massa

jenis ais *** kg!m dan ketinggian h = cm

dan h" = & cm. +itung massa jenis minyak ,

Fluida bergerak

Fluida bergerak seperti air di sungai% di ledeng%

di dalam pipa air yang airnya mengalir

#da " macam aliran 'luida:

. #liran stasioner


4/5

# = luas penampang pipa ( m" )

8 = kecepatan aliran ( m!det )

ontoh:

. Dalam sebuah pipa air yang luas

penampannya " cm" mengalir air dengan

kecepatan " m!det. +itung debit aliran airdalam pipa tersebut ,

#ontinuitas

7 air 7"

$ebuah pipa air dengan luas penampang berbeda

seperti gambar debit aliran air pada pipa

berpenampang # sama dengan debit aliran air

pada pipa berpenampang #"

( kontinuitas )

= "

A1 . '1 = A2 . '2

ontoh:

. Perhatikan gambar di atas:

0ila luas penampang pipa # = " cm"% luas

penampang pipa 0 = cm" dan kecepatan aliran

air pada pipa 0 adalah " m!det. +itunglah:

a. kecepatan aliran air pada pipa # ,

b. debit aliran pada pipa air tersebut ,

A(as Bernoulli

7"

P"

ρ

P 8

air

h h"

Perhatikan gambar di atas:

ecepatan aliran air pada pipa sangat

dipengaruhi oleh: tekanan P% P"% h% h"% dan

massa jenis 'luida ( ρ

)

>leh 0ernoulli dirumuskan sbb:

P1 ) ρ

gh1 ) * ρ

'12 = P2 )

ρgh2 )

* ρ

'22

P = tekanan udara luar ( !m" )

8 = kecepatan aliran 'luida ( m!det )

h = ketinggian letak pipa terhadap permukaan

tanah ( m )


ρ = mssa jenis 'luida ( kg ! m& )

Penera%an A(as Bernoulli

1. engukur kece%atan air keluar dari

lubang %engeluaran + kran ,

P

8 = *

h

air 8"

P"

h"

Perhatikan gambar di atas:

0ak berisi air dengan ketinggian h pada

dinding bak terdapat kran yang letaknya setinggi

h" dari dasar bak.

P = P" = P tekanan udara luar dan pada saatkran ( ) di buka kecepatan air pada permukaan

air dalam bak 8 =* ( diam )% sehingga:

P1 ) ρ

gh1 ) * ρ

'12 = P2 )

ρgh2 ) *

ρ'2

2

P ) ρ

gh1 ) * ρ

'12 = P )

ρgh2 ) *

ρ '22

ρ

gh1 ) * ρ0 2 = ρ gh2 ) *

ρ

'22

ρ

gh1 = ρ

gh2 ) * ρ

'22

ρ

gh1 - ρ

gh2 = * ρ

'22


5/5

gh1 - gh2 = * '22

2g+ h1 - h2 , = '22

8" =√

2g+ h1 - h2 ,

8" = kecepatan air keluar dari kran ( m!det )


h = tinggi permukaan air dalam bak ( m )

h" = ketinggian letak kran dari dasar bak ( m )

ontoh :

. 0ak air berisi air setinggi % m% pada

dinding bak dipasang kran air yang letaknya

*% m dari dasar bak% bila g = * m!det".

+itung kecepatan air keluar dari kran saat krandi buka ,

bahan ajar fluida 2 kolom

Documents