Skip to main content

Ringkasan Materi Lengkap Fluida Statis

 Supriadi Meutuah

Apa itu Fluida?

Fluida adalah zat yang bisa mengalir dan memberikan hambatan saat diberi tekanan. Zat yang tergolong sebagai fluida adalah zat cair dan gas. Adapun sifat-sifat fluida adalah sebagai berikut.

  1. Bisa mengalami perubahan bentuk.
  2. Bisa mengalir.
  3. Memiliki kemampuan untuk menempati suatu wadah atau ruang

Besaran-besaran Fluida

1. Kompresibel dan tak kompresibel

Kompresibilitas adalah kemampuan suatu zat untuk dimampatkan akibat tekanan. Zat kompresibel artinya zat yang bisa dimampatkan karena bisa mengalami perubahan volume saat ditekan, contohnya gas. zat tak kompresibel artinya zat yang tidak bisa dimampatkan karena tidak mengalami perubahan volume saat ditekan, contohnya zat cair.

2. Massa jenis

Massa jenis adalah ukuran kerapatan suatu benda. Semakin rapat susunan partikel di dalamnya, semakin besar massa jenisnya. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.










Keterangan:

ρ = massa jenis (kg/m3);

V = volume (m3); dan

m = massa benda (kg).

Daftar massa jenis beberapa zat








3. Viskositas (kekentalan)

Viskositas merupakan sifat tahanan suatu fluida terhadap tegangan yang diberikan. Hukum yang membahas tentang viskositas fluida ini adalah Hukum Stokes. Secara matematis, Hukum Stokes dirumuskan sebagai berikut.






4. Berat jenis

Berat jenis didefinisikan sebagai berat fluida per satuan volume. Berat jenis ini berbeda dengan massa jenis. Perbedaannya adalah berat jenis dipengaruhi oleh percepatan gravitasi, sehingga nilainya bisa berubah-ubah sesuai percepatan gravitasi di tempat tersebut. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.













5. Tegangan permukaan

Tegangan permukaan adalah kemampuan suatu permukaan zat cair untuk menegang. Contoh Tegangan permukaan adalah saat ada serangga yang bisa berdiri di permukaan air. Secara matematis, tegangan permukaan dirumuskan sebagai berikut.









Keterangan:

𝛾 = tegangan permukaan (N/m);

F = gaya (N); dan

L = panjang permukaan (m).

6. Kapilaritas

Kapilaritas adalah peristiwa meresapnya zat cair di dalam pipa kapiler. Meresap artinya gerakan naik atau turun zat cair. Kapilaritas ini dipengaruhi oleh adanya tegangan permukaan, gaya adhesi, dan gaya kohesi antara zat cair dan dinding kapiler. Jika gaya adhesi lebih besar daripada kohesi, maka zat cair akan naik dalam pipa kapiler, contohnya air. Jika gaya kohesi lebih besar daripada gaya adhesi, maka zat cair akan turun, contohnya raksa.







Kenaikan atau penurunannya dapat dihitung 






Keterangan:

h = kenaikan atau penurunan zat cair dalam pipa kapiler (m);

𝛾 = tegangan permukaan (N/m);

𝜃 = sudut kontak;

𝜌 = massa jenis (kg/m3);

g = percepatan gravotasi (m/s2); dan

= jari-jari pipa kapiler (m).

Tekanan Hidrostatis

Pernahkah anda menyelam ? Semakin dalam posisi menyelam, semakin sakit gendang telinga. Hal itu disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatis, yaitu tekanan yang disebabkan oleh adanya berat fluida tak bergerak. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.





Keterangan:

P = tekanan hidrostatis (N/m2);

ρ = massa jenis fluida (kg/m3); dan

h = kedalaman (m).

Penjumlahan antara tekanan hidrostatis dan tekanan udara luar akan menghasilkan besaran baru yang disebut tekanan mutlak. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.




Keterangan:

PT = tekanan mutlak (Pa); dan

P0 = tekanan atmosfer (Pa).

Hukum Utama Hidrostatis

Hukum utama hidrostatis adalah hukum yang berkaitan dengan persamaan tekanan saat fluida diletakkan di suatu bidang datar. Adapun pernyataan hukum utama hidrostatis adalah “semua titik yang terletak di suatu bidang datar di dalam fluida, akan memiliki tekanan yang sama”. Berikut ini contohnya.






Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.








Keterangan:

PA = tekanan di penampang A (N/m2);

PB = tekanan di penampang B (N/m2);

𝜌A = massa jenis fluida A (N/m3);

𝜌B = massa jenis fluida B (N/m3);

hA = tinggi fluida A (N/m3); dan

hB = massa jenis fluida B (N/m3);

Hukum Pascal

Hukum Pascal dicetuskan oleh seorang ilmuwan asal Prancis, yaitu Blaise Pascal. Dalam hukumnya, Pascal menyatakan bahwa “tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar”. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.










Keterangan:

P1 = tekanan di penampang 1 (N/m2);

P2 = tekanan di penampang 2 (N/m2);

F1 = gaya tekan di penampang 1 (N/m2);

F2 = gaya tekan di penampang 2 (N/m2);

A1 = luas penampang pipa 1 (N/m2); dan

A2 = luas penampang pipa 2 (N/m2);

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes adalah “ benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam fluida yang dipindahkan”. Gaya tekan inilah yang kemudian disebut sebagai gaya apung atau gaya Archimedes. Secara matematis, gaya apung dirumuskan sebagai berikut.















Keterangan:

FA = gaya apung atau gaya ke atas (N);

ρf = massa jenis fluida (kg/m3);

g = percepatan gravitasi (m/s2); dan

Vbf  = volume benda tercelup (m3).

Adanya gaya apung ini menyebabkan suatu benda terapung, melayang, dan tenggelam di dalam air.











Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

PEMBUKTIAN RUMUS ENERGI KINETIK

Energi Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, tetapi energinya tetap kekal. Secara umum energy dapat dibedakan dalam berbagai bentuk yaitu energy potensial, energy kinetic, energy kalor, energy cahaya, energy nuklir dan energy murni. Energi potensial adalah energy yang dimiliki benda karena keadaan atau kedudukannya. Energi potensial ini meliputi energy potensial gravitasi, energy potensial elastis, energy potensial kimia, energy potensial nuklir, dan energy potensial listrik. Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah, sebagai contoh, air danau dipegunungan atau air didalam waduk yang tinggi. Jika air tersebut diberi kesempatan untuk jatuh (terjun), maka air tersebut dapat memutar turbin. Sedangkan energy potensial elastic dimiliki oleh suatu benda karena dalam keadaan diregangkan atau dimampatkan, sebagai contoh, busur panah yang berada dalam keadaan d...

Penguapan dan Pendidihan

Kenapa Pakaian yang Dijemur Dalam Ruangan Bisa Kering Kenapa pakaian yang dijemur bisa kering?  Benarkah panas matahari yang menyinari pakaian sehingga air menguap dari pakaian ? Kebanyakan menjawab “iya, pakaian bisa kering karena disinari oleh matahari” ! Apakah air pada pakaian itu menguap ? bukankah untuk menguap air harus mendidih terlebih dahulu ? dan bukan kah air harus bersuhu 100 o C agar mendidih ? Sejak lama kita sudah meyakini bahwa mataharilah yang membuat pakaian menjadi kering, jawaban yang  tidak salah..tapi bukan jawaban yang tepat jika ditinjau dari segi ilmu Sains. Sebenarnya faktor panas matahari bukanlah faktor utama dalam urusan jemur menjemur baju. Melainkan, adanya perpindahan massa yang terjadi antara air dalam baju menuju udara. Contoh faktor yang paling utama adalah hembusan angin dan kelembapan udara. Hal ini dikarenakan adanya titik keseimbangan. Jika kita campurkan larutan warna dengan air tanpa diadu...