FLUIDA STATIS(Pertemuan Ke-1)

TUJUAN PEMBELAJARAN

Tekanan

Hidrostatis

Peserta didik dapat

memahami konsep tekanan

hidrostatis.

Peserta didik dapat

menyatakan Hukum Utama

Hidrostatis untuk

menjelaskan paradoks

hidrostatis.

Tambahan

tekanan dari

luar fluida

Peserta didik dapat

memahami kandungan (isi)

dari Hukum Pascal.

Peserta didik dapat

menerapkan Hukum Pascal

untuk menjelaskan cara

kerja pengangkat hidrolik

dan rem hidrolik.

LANJUTAN . . .

Gaya Apung

(Gaya

Archimedes)

Peserta didik dapat memahami

kandungan (isi) dari Hukum

Archimedes.

Peserta didik dapat menerapkan

Hukum Archimedes untuk

menjelaskan cara kerja kapal

selam, hidrometer, dan balon

udara.

TEKANAN HIDROSTATIS

Perhatikan video berikut ini!

LANJUTAN . . .

Percobaan 1: fluida zat cair yang diam (statis)

mampu memberikan/menghasilkan tekanan.

LANJUTAN . . .

Tekanan yang dihasilkan oleh zat cair dalam

keadaan diam (statis) disebut dengan tekanan

hidrostatis. Tekanan hidrostatis berasal dari

berat zat cair.

Sehingga, jika suatu

benda berada di dalam

zat cair yang diam,

maka benda tersebut

akan terkena tekanan

hidrostatis.

LANJUTAN . . .

Percobaan 2: pada kedalaman tertentu di

dalam zat cair, tekanan hidrostatis bekerja

ke segala arah dengan besar yang sama.

LANJUTAN . . .

hP gh

Percobaan 3: tekanan hidrostatis bergantung

pada kedalaman, massa jenis zat cair, dan

percepatan gravitasi.

LANJUTAN . . .

hP gh

2;h

NP pascal Pa

m

21 . 1N m Pa

LANJUTAN . . .

Hukum Utama Hidrostatis: untuk zat cair

dalam tempat (wadah) tertentu, setiap titik

yang terletak pada kedalaman yang sama

mempunyai tekanan hidrostatis yang sama.

Tekanan hidrostatisberasal dari berat zatcair. Dari gambar di samping:

Apakah tekananhidrostatis di A, B, C, dan D sama?

LANJUTAN . . .

Sepintas tampak bahwa tempat (titik) pada

bagian dari bejana yang berukuran besar akan

mengalami tekanan yang lebih besar karena

berisi zat cair yang lebih banyak.

LANJUTAN . . .

Ternyata semua titik dalam bejana padakedalaman yang sama memiliki tekananhidrostatis yang sama besar. Tidak peduli padabentuk dari bagian bejana dan banyaknyacairan, bahkan pada jenis zat cairnya.

Hal ini dikenal dengan paradoks hidrostatis. Paradoks hidrostatis sesuai dengan HukumUtama Hidrostatis.

hP sama

hP sama

LANJUTAN . . .

Suatu benda yang berada di dalam zat cair

yang diam pada kedalaman tertentu akan

terkena tekanan hidrostatis.

Jika terdapat tekanan pada

permukaan zat cair, maka

tekanan total yang

dirasakan oleh benda di

dalam zat cair:

(tekanan yang bekerja pada

permukaan zat cair) +

(tekanan hidrostatis) o hP P P

Po

Ph

LANJUTAN . . .

o hP P P

Po

Ph

Jika permukaan zat cair

bersentuhan dengan udara

luar, maka Po adalah

tekanan atmosfer (Patm).

5 2

5

1,01 10 .

1,01 10

atm

atm

P N m

P Pa

76atmP cmHg

5 2 51 1,01 10 . 1,01 10 76atm N m Pa cmHg

LANJUTAN . . .

Benar atau Salah pernyataan di bawah ini.

Tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh zat

cair dalam suatu tempat (wadah) hanya

bergantung pada kedalaman.

Tekanan hidrostatis pada permukaan air

danau tidak sama dengan nol.

Perhatikan gambar, tekanan di A paling kecil.

.A

.B

.C

LANJUTAN . . .

Jika cairan pada wadah 1 dan 2 adalah sama,

maka tekanan hidrostatis pada titik A dan B

sama besar.

Perhatikan gambar di

samping, tekanan di B lebih

kecil dibandingkan di A.

LANJUTAN . . .

Hitung tekanan pada kedalaman 8 m di bawah

permukaan air. Anggap tekanan udara pada

permukaan air 1 atm.

Tekanan pada permukaan danau adalah

tekanan atmosfer (Patm = 101 kPa). Pada

kedalaman berapa tekanan hidrostatis sama

dengan dua kali tekanan atmosfer?

LANJUTAN . . .

Sebuah bejana berhubungan (pipa U) yang

berisi air kemudian diisi dengan minyak yang

massa jenisnya 0,8 g/cm3 dari salah satu ujung

pipa. Jika ketinggian minyak adalah 10 cm,

berapakah selisih permukaan minyak dan air?

hP sama

HUKUM PASCAL

Tambahan

tekanan dari

luar fluida Po + Ph

?

Perhatikan animasi berikut ini!

LANJUTAN . . .

Tambahan

tekanan dari

luar fluida Po + Ph

Tambahan tekanan

akan diteruskan

pada semua bagian

sama besar.

LANJUTAN . . .

Hukum Pascal: tekanan yang diberikan pada

suatu fluida dalam suatu wadah tertutup

diteruskan tanpa berkurang ke setiap bagian

(titik) dalam fluida termasuk pada dinding

wadah dimana fluida berada.

Po + Ph + (. . .)

LANJUTAN . . .

Hukum Pascal diterapkan pada sistem hidrolik

berbagai peralatan yang dapat mempermudah

dan membantu pekerjaan sehari-hari.

Contoh: pengangkat hidrolik (1) dan rem

hidrolik pada mobil (2).

(1) (2)

LANJUTAN . . .

Prinsip kerja utama sistem hidrolik adalah

memanfaatkan tekanan yang diteruskan tanpa

berkurang dalam fluida untuk menghasilkan

gaya yang berlipat ganda.

Prinsip kerja sederhana

sistem hidrolik

22 1

1

2 1 2 1

AF F

A

A A F F

LANJUTAN . . .

Untuk gambar di

samping, dimisalkan

jari-jari piston kecil 5

cm dan jari-jari piston

besar 30 cm.

Berapakah gaya yang

dihasilkan oleh piston

besar jika piston kecil

diberikan gaya 500 N?2 18000F N

(setara berat mobil Avanza)

LANJUTAN . . .

Perhatikan video berikut ini!

Buatlah tulisan yang menjelaskan

cara kerja rem hidrolik pada mobil

berdasarkan video tersebut.

(Minimal 2 paragraf)

HUKUM ARCHIMEDES

Gaya Apung

(Gaya

Archimedes)

?

Tekanan

Hidrostatis

LANJUTAN . . .

h1

h2

F2

F1

1 1

2 2

h

h

P F

P F

2 1F atas F bawah

FP

A

F P A

LANJUTAN . . .

FA

2 1F atas F bawah

Resultan :Gaya ke atas

(Gaya Apung/

Gaya Archimedes)

(FA)

AF perbedaan tekanan bagian atas dan bawah benda

LANJUTAN . . .

Hukum Archimedes: sebuah benda yang

tercelup seluruhnya atau sebagian dalam suatu

fluida, akan mengalami gaya yang arahnya ke

atas sebesar berat fluida yang dipindahkan

oleh benda tersebut.

A f f f f f

A f f f b

F w yang dipindahkan w m g V g

F V g V V tercelup

A b fF V g

LANJUTAN . . .

Sebuah benda memiliki massa 10 kg. Berapakah berat benda jika diukur diudara? Jika benda dimasukkan dalam suatu zat cairapakah massa dan beratnya berubah?

(g = 10 m/s2)

100w N

10m kg

10m kg

' 100w N

AF

'

'

A

A

w w F

F w w

AF : berat yang hilang

LANJUTAN . . .

Dalam suatu zat cair, gaya

apung tidak bergantung

pada kedalaman benda.

Dimana pun benda berada

dalam zat cair, maka gaya

apung akan tetap sama.

1 1 1 1

2 2 2 2

' '

' '

h h

h h

P P F F

P P F F

2 1

2 1

Selisih dan

Selisih ' dan '

F F

F F

A b fF V g ' Aw w F

LANJUTAN . . .

B AF F

B

b b b f

b f

mg F

V g V g

B

b b b f

b f

mg F

V g V g

B

b b b f

b f

mg F

V g V g

LANJUTAN . . .

Contoh penerapan Hukum Archimedes adalah

pada kapal selam (1), alat ukur massa jenis

cairan: hidrometer (2), dan balon udara (3).

(1)

(2)

(3)

LANJUTAN . . .

Kapal selam memiliki bagian dimana air dapat

diatur keluar-masuk dan ditampung, sehingga

kapal selam bisa mengapung dan tenggelam di laut.

Ketika air laut masuk ke dalam kapal maka berat

kapal akan lebih besar sehingga kapal bisa

tenggelam dan sebaliknya.

LANJUTAN . . .

Buatlah tulisan yang menjelaskan

penerapan Hukum Archimedes pada

hidrometer dan balon udara!

(Masing-masing mininal 2 paragraf)

? ?

LANJUTAN . . .

Benar atau Salah pernyataan di bawah ini.

Tekanan yang diteruskan melalui suatu zat

cair mengalami pengurangan.

Pada suatu danau, gaya apung yang bekerja

pada benda semakin besar jika benda berada

semakin dalam.

Gaya apung bergantung pada bentuk benda.

Jika massa jenis bahan suatu benda lebih

besar dari pada air, maka benda tidak bisa

mengapung pada permukaan air.

LANJUTAN . . .

Suatu pompa hidrolik mempunyai luas

penampang kecil 10 cm2 dan penampang besar

30 cm2. Berapakah gaya minimal yang harus

diberikan agar pompa mampu mengangkat

benda bermassa 1000 kg?

Bejana berhubungan dengan tiga pipa ditutup

oleh penghisap yang luasnya masing-masing 4

cm2, 24 cm2 ,dan 60 cm2. Apabila pada

penghisap yang terkecil dikerjakan gaya

sebesar 12 N, maka gaya yang dihasilkan pada

penghisap yang lain adalah . . .

LANJUTAN . . .

Sebuah balon udara mempunyai volume 2,0 x

103 m3. Jika massa jenis udara adalah 1,28

kg/m3, berapakah massa benda maksimal yang

bisa dibawa oleh balon udara jika massa balon

udara diabaikan? (g = 10 m/s2)

LANJUTAN . . .

Sebuah benda 3/10 bagiannya berada di ataspermukaan air (massa jenis 1 g/cm3). Berapakah massa jenis benda tersebut (kg/m3)?

Sebongkah es terapung di laut. Jika massajenis air laut 1,2 g/cm3 dan massa jenis esadalah 0,9 g/cm3, berapakah persentase bagianes yang tenggelam?

Sebuah benda ketika ditimbang di udara 10 N, sedangkan ketika dicelupkan ke dalam suatucairan menjadi 9 N. Jika volume benda 125 cm3 dan g = 10 m/s2, maka massa jenis cairantersebut adalah . . . (kg/m3)