BAGIAN VII

BAGIAN VIIaSTATIKA FLUIDA1PengantarApa itu fluida?Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan gasZat cair dan gas memiliki perbedaan tersendiri:ZAT CAIRGASGaya kohesi cukup besarGaya kohesi sangat keciltidak mudah dimampatkanlebih mudah dimampatkan Statika adalah kajian fluida dalam kondisi tanpa gerakan (diam) atau tidak ada netto gaya dalam fluida2Ciri Fluida DiamBentuknya berubah sesuai dengan wadahnyaMomentum rata-rata dari molekul-molekul dalam fluida sama dengan nol.Tidak mengalami deformasi (perubahan bentuk ), stress geser di mana-mana sama dengan nol.Resultant gaya dalam semua arah yang bekerja pada elemen fluida sama dengan nolUntuk menggerakkan dibutuhkan tekanan3Tekanan Tekanan yang didefisikan sebagai besar gaya normal per satuan luasBila dinotasikan dalam bentuk matematika:Satuan tekanan adalah N/m2 = Pascal (Pa) = kg m-1 s-2 , dyne/cm2, atm, dllatm = 1,01325 x 105 Pa

atau biasa ditulis:

44Densitas (Rapat Massa)Densitas adalah ukuran konsentrasi dari suatu massa persatuan volumeSatuan SI massa jenis adalah kg/m3. Kadang-kadang dinyatakan dalam satuan gr/cc

5Massa Jenis Beberapa ZatPadatCairGasZat(Kg/m3)Zat(Kg/m3)Zat(Kg/m3)AlumuniumBesi dan bajaTembagaTimahEmasBetonGranitKayuGalssEs balokTulang2.7x1037.8x1038.9x10311.3x10319.3x1032.3x1032.7x1030.3-0.9x1032.4-2.8x1030.197x1031.7-2.0x103Air(40C)Darah, plasmaDarah,seluruhAir lautAir raksaAlcohol Ethylbensin1.00x1031.03 x1031.05 x1031.025 x10313.6 x1030.79 x1030.68 x103UdaraHeliumCarbon DioksidaAir (uap) (100oC)1.290.1791.980.5986ViskositasViskositas merupakan gesekan internal fluida atau kemampuan menahan geseran atau tergeser terhadap lapisan-lapisannya Biasa juga dinyatakan sebagai ukuran dari resistensi fluida terhadap aliran7

Gaya viskos melawan gerakan sebagian fluida relatif terhadap yang lain Satuan viskositas yang umum adalah kg/m.s7Kompresibilitas Fluida dapat mengalami perubahan bentuk (deformasi) akibat stress geser atau mengalami kompresi dari luarKompresibilitas dituliskan sebagai:

8

Persamaan HidrostatikaTinjau suatu elemen fluida berbentuk kotak Berat elemen fluida = mg = g dx dy dzDitinjau resultante gaya pada arah-z hdxdydz

Dianggap konstan dalam arah z

atau 9Prinsip PascalTekanan p di titik A yang berjarak h dari permukaan diberikan olehp = p0 + ghApoFhTekanan yang dilakukan di dalam zat cair yang tertutup diteruskan ke setiap bagian dari zat cair dan dinding-dinding tempat fluida tanpa mengalami perubahan nilai (Hukum Pascal)1010ContohSeorang penyelam mutiara menyelam di laut dengan kedalaman 40 m. Berapa tekanan yang dialami oleh si penyelam ?(rapat massa air laut = 1,025 gram/cm3, dan tekanan udara luar = 1 atmosfer)JawabTekanan yang dialami = Po + g h= 1,013 x 105 + (1,025 x 103) (10)(40) Pa= 1,013 x 105 + 4,100 x 105 Pa= 5,113 x 105 Pa Jadi tekanan yang dialami lebih kurang 5 atm atau 5 kali tekanan di permukaan.

Catatan : 1 atm = 1,013 x 105 Pa.

Prinsip ArchimedesJika suatu benda berada pada suatu fluida yang diam, maka setiap bagian permukaan benda mendapatkan tekanan yang dilakukan oleh fluida. h2h1F1F2H

Gaya resultan yang bekerja pada benda mempunyai arah ke atas, dan disebut gaya apungFluida mengarahkan tekanan p1 = 1gh1 pada permukaan atas silinder1313Hukum Archimedes Setiap benda yang terendam seluruhnya ataupun sebagian di dalam fluida mendapat gaya apung yang berarah ke atas, yang besarnya adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut1414Hukum ArchimedesBila suatu benda dimasukan ke dalam fluida, maka berat benda akan berkurang sebesar berat fluida yang dipindahkan.Wudara Wfluida = Ftekan ke atas = Volumebenda x fluida x gPemakaian :- pada kapal / perahu- untuk mengukur volume dan massa jenis benda yang tidak terstrukturContohSeorang anak beratnya 300 N, menyelam pada kedalaman 4 m di laut (1,025 grm/cm3). Si anak berpegang pada tali yang dihubungkan dengan timbangan, ternyata beratnya tinggal 250 N. Berapa volume si anak, demikian pula massa jenis anak ?Jawab :Wudara Wfluida = Ftekan ke atas = Volumebenda x fluida x g300 N 250 N = Volbenda x 1025 kg/m3 x 10 m/s2 50 N = Volbenda x 10250 N Volumebenda = 4,878 x 10-3 m3 massa jenis benda = Wudara / (Volbenda x g) = 6.150 kg/m3 = 6,15 gram/cm3Gravitasi Spesifik Untuk benda padat dan benda cair, zat yang diambil sebagai standard adalah air pada T = 20 C atau T = 68 F.Untuk gas, zat yang diambil sebagai standard adalah CO2 dan H2 padaT = 0 C atau T = 32 F dan P = 1 atm = 14,7 lb/m = 101,3 kPa.Gravitasi spesifik suatu zat = (berat zat)/(berat dari air dengan volume yang sama)= (berat spesifik dari zat) /(berat spesifik dari air)= (zat) / (air) (densitas zat)/ (densitas air)1818Selamat Bekerja &Bumi ini sudah amat tua, keanehan demi keanehan bermuncul di mana-mana:Ciptaan TUHAN dianggap lebih keramat dari AllahDajjal sudah mulai turunAzab Allah sudah diperlihatkanLokalisasi dilegalkan oleh pemerintahPencuri berdasi dilindungi oleh negaraGempa terjadi dianggap Nyi Roro Kidul marahMerapi meletus dianggap Hamengkubuwono IX tak diberi makan?!?KUPU-KUPU BEGITU INDAH BETERBANGAN DI TAMAN,ULAT BULUH BEGITU MENAKUTKAN BERTEBARAN DI PERKOTAAN1919Soal DiskusiBerikut ini memperlihatkan suatu manometer mercuri (Hg) dimana bagian kiri dari pipa U dihubungkan dengan suatu bejana berisi air dan bagian kanannya terbuka. Ketinggian air di dalam bejana adalah H. Tentukan tinggi air di dalam bejana (H)!2.Berapakah bagian dari volume seluruhnya sebuah gunung es yang terbuka ke udara? Massa jenis es adalah c = 0,92 gr/cm3 dan massa jenis air laut a = 1,03 gr/cm3 dan kedua jenis benda tersebut berada dalam wadah yang sama

20KerjakanSoal 1Berikut ini memperlihatkan suatu manometer mercuri (Hg) dimana bagian kiri dari pipa U dihubungkan dengan suatu bejana berisi air dan bagian kanannya terbuka. Ketinggian air di dalam bejana adalah H. Tentukan tinggi air di dalam bejana (H)!1m1mH(1)(2)(3)AirHgh3h1h2Lanjut ke Soal 22121Jawab Soal 2 Berat gunung es adalah : We = e VegBesaran Ve adalah volume gunung es, berat air laut yang dipindahkan adalah sama dengan gaya apung : Fa = a VagKarena es berada dalam keadaaan setimbang, maka Fa = We sehingga

Volume air yang dipindahkan Va adalah volume es yang tercelup, sehinggga 11% dari gunung es tersebut adalah terbuka ke udara2424TERIMA KASIH25