FLUIDA STATIK

FLUIDA STATIK

TEKANAN HIDROSTATIK

HUKUM PASCAL

HUKUM ARCHIMEDES

TEGANGAN PERMUKAAN

MENISKUS DAN KAPILARITAS

VISKOSITAS DAN HUKUM STOKES

TEKANAN HIDROSTATIK1. Tekanan : gaya tiap satuan luas

2. Tekanan Hidrosatik >> dipengaruhi oleh kedalaman zat cair

Jika tekanan atmosfer di permukaan zat cair itu adalah maka tekanan mutlak pada tempat atau titik yang berada pada kedalaman h adalah

P = Po + gh

Sehingga gaya hidrostatik pada alas bejana dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

F = = F =

KESIMPULAN DAN HUKUM

Bahwa untuk satu jenis zat cair, besar tekanan di dalamya tergantung pada kedalamannya

HUKUM HIDROSTATIKA

“Semua titik yang terletak pada satu bidang datar yang segaris di dalam satu jenis zat cair yang diam, besar tekanan hidrostatiknya sama.”

ALAT UKUR TEKANAN FLUIDA• Manometer tabung terbuka,

• Manometer tabung tertutup,

• Manometer analog

• Barometer.

Manometer digunakan untuk mengukur tekanan lingkungan tertutup, sedangkan barometer digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang terbuka.

MANOMETER TERBUKA

A

B

∆ h

MANOMETER TERTUTUP

𝑃𝑔𝑎𝑠=𝜌𝑔∆h

CONTOH SOAL

Suatu gas diukur tekanannya dengan manometer terbuka. Jika beda ketinggian raksa pada kedua tabung manometer adalah 10 cm dan massa jenis raksa adalah 13.600 , tentukan tekanan gas tersebut! (tekanann udara = 1 atm = 1. )

Diketahui :

13.600

Ditanya :

Jawab :

Tekanan suatu gas diukur dengan manometer tertutup. Jika beda ketinggian raksa pada kedua tabung manometer adalah 20 cm dan massa jenis raksa adalah 13.600 . Tentukan tekanan gas tersebut!

Diketahui :

13.600

Ditanya :

Jawab :

HUKUM PASCAL

“tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah”

=

= gaya pada penampang 1 (N)

= gaya pada penampang 2 (N)

= luas penampang 1 ()

= luas penampang 2 ()

HUKUM ARCHIMEDES1. Gaya ke Atas

=

= berat benda di dalam zat cair (N)

= berat benda di udara (N)

= gaya angkat (N)

= volume benda dalam fluida ()

= massa jenis zat cair ()

= percepatan gravitasi ()

𝐹 1

𝐹 2

“jika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida seluruhnya atau sebagian, benda tersebut akan mendapat gaya angkat ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan”

2. Pengaruh Gaya ke Atas pada Benda

a) Mengapung

Benda dikatakan mengapung jika gaya angkat lebih kecil dari berat benda ()

b) Melayang

Benda dikatakan melayang jika gaya angkat sama besar dengan berat benda ()

c) Tenggelam

Benda dikatakan tenggelam jika gaya angkat lebih kecil dari berat benda ()

GAYA KE ATAS

volume benda ()

= masssa jenis benda ()

= volume benda dalam fluida ()

= massa jenis fluida ()

3. Penerapan Hukum Archimedes

a) Kapal Laut

b) Kapal Selam

c) Galangan Kapal

d) Balon udara

e) Hidrometer

KAPAL

𝐹 𝐴

W

TEGANGAN PERMUKAAN Tegangan permukaan dapat diamati dengan

cara meletakkan klip kertas secara perlahan ke atas permukaan air. Ternyata klip kertas tersebut tidak tenggelam. Hal ini terjadi karena massa jenis klip kertas lebih besar dari massa jenis air. Dengan demikian , terdapat gaya lain yang menahan klip kertas tersebut. Secara mikro tegangan permukaan dapat dijelaskan dengan meninjau gaya kohesi yang dialami partikel air. Gaya kohesi adalah gaya interaksi berupa tarik-menarik antara partikel air. Pola interaksi di antara partikel tersebut sedikit berbeda pada bagian permukaan. Pada bagian permukaan, partikel hanya menerima gaya interaksi dari partikel yang berada di bawahnya. Kondisi ini menghasilkan tegangan permukaan, yang besarnya adalah gaya per satuan luas permukaan atau F/m².

KESIMPULAN

Tegangan permukaan adalah GAYA yang

membuat suatu benda terapung di atas air

TEGANGAN PERMUKAAN

tegangan permukaan (N/m)

gaya yang menyinggung permukaan zat cair (N/m)

panjang (m)

MENISKUS DAN KAPILARITAS

MENISKUS

Kohesi dan adhesi menentukan bentuk permukaan zat cair yang jatuh pada suatu bahan.

Jika setetes air jatuh pada kaca mendatar akan meluas, sebab adhesi air pada kaca lebih besar daripada kohesi di antara partikel air sendiri.

Sedangkan setetes raksa yang jatuh pada permukaan kaca akan mengumpul berbentuk bola karena kohesi raksa lebih besar daripada adhesi raksa dengan kaca.

Pengaruh kohesi dan adhesi menyebabkan permukaan air di dalam bejana tidak mendatar namun cekung atau cembung. Cekung atau cembungnya permukaan air tergantung pada jenis cairan dan dinding wadah.

Meniskus adalah gejala permukaan zat cair yang melengkung di dalam bejana.

Terdapat 2 jenis meniskus, yaitu cekung dan cembung.

Meniskus cekung

Sudut kontak pada permukaan cairan <

Meniskus cembung

Sudut kontak pada permukaan cairan

KAPILARITAS

Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya permukaan zat cair di dalam pipa kapiler.

𝑦=2𝛾 cos𝜃𝜌 𝑟𝑔

naik/turunnya zat cair dalam kapiler () massa jenis zat cair () tegangan permukaan zat cair ()

jari-jari penampang pipa () sudut kontak percepatan gravitasi ()

VISKOSITAS

Viskositas (kekentalan) dianggap sebagai gesekan pada fluida. Agar benda bergerak di dalam fluida maka memperlukan gaya. Alat pengukur viskositas adalah viskosimeter.

HUKUM STOKES

HUKUM STOKES

Fluida ideal yang viskositasnya nol mengalir melewati sebuah bola atau sebuah bola yang bergerak di dalam fluida yang diam, garis-garis arus fluidanya akan membentuk pola simetris sempurna di sekeliling bola.

Gaya gesek terhadap bola yang bergerak di dalam fluida diam disebut dengan Gaya Stokes.

gaya gesek Stokes ()

jari-jari bola ()

koefisien viskositas ()

kecepatan relatif bola terhadap fluida ()

𝐹 𝑠=6𝜋 ŋ𝑟𝑣

Jika sebuah bola jatuh ke dalam fluida yang kental, selama bola bergerak di dalam fluida pada bola bekerja gaya:

1. Gaya berat bola (w) berarah vertikal ke bawah

2. Gaya Archimedes (FA ) berarah vertikal ke atas

3. Gaya stokes ( Fs ) berarah vertikal ke atas

Sesaat setelah bola masuk ke dalam fluida, gaya berat bola lebih besar daripada jumlah Gaya Archimedes dan Gaya Stokes, sehingga bola mendapat percepatan vertikal ke bawah. Selama gerak bola dipercepat, Gaya Stokes bertambah, hingga suatu saat gaya berat benda sama dengan jumlah Gaya Archimedes dan Gaya Stokes. Pada keadaan tersebut, kecepatan bola maksimum. Pada saat kecepatan maksimum, bola bergerak beraturan.

ŋ=2𝑟2𝑔9𝑣

(𝜌 ′−𝜌 ) jari-jari bola () koefisien viskositas () percepatan gravitasi ()

kecepatan maksimum bola () massa jenis bola () massa jenis fluida ()

Viskositas fluida tempat bola dijatuhkan

END