MAKALAH

MEKANIKA FLUIDA

HIDROSTATISTIKA

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 1 : 1. ADE LESTARI A (061430401243)2. AULIA RAHMI (061430401244)3. DINDA JUWITA (061430401246)

KELAS 3 KD

DOSEN PEMBIMBING : ENDANG SUPRAPTIAH,S.T.,M.T

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN PELAJARAN

2015/2016

SEKAPUR SIRIH

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa karena atas

berkat rahmatnya kami dapat menyelesaikan makalah Mekanika Fluida yang

berjudul “Hidrostatistika”. Makalah ini kami buat sebagai pendukung dan media

alat dalam  program belajar diperkuliahan. Ucapan terima kasih tak lupa kami

haturkan kepada ibu Endang Supraptiah,S.T.,M.T selaku dosen pembimbing kami

yang telah banyak memberikan arahan dan motivasi demi kelancaran pembuatan

makalah ini. Tak lupa kepada keluarga dan kerabat dekat yang telah banyak

membantu kami baik dukungan moril maupun materil, serta teman-teman yang

telah banyak membantu  dan memberi saran untuk perbaikan

Akhirnya,”tak ada gading yang tak retak”, Kami menyadari bahwa

makalah ini jauh dari kata sempurna. Segala kekhilafan yang kami lakukan pada

penyajian makalah ini kami harap agar dapat memakluminya. Kritik dan saran-

saran yang bersifat membangun amat kami harapkan guna penyempurnaan materi-

materi yang disajikan pada makalah ini. Mudah-mudahan segala budi baik para

pembaca ataupun pendengar sekalian, mendapat imbalan yang sepadan dari Tuhan

Yang Maha Esa.

Palembang, September 2015

Tim penulis

DAFTAR ISI

Kata pengantar

Daftar isi

BAB 1. PENDAHULUAN

A. Pengertian hidrostatistikaB. Rumusan masalahC. Manfaat D. Tujuan

BAB 2. PEMBAHASAN

A. Teori

BAB 3. PENUTUP

A. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANGDinamika fluida adalah subdisiplin dari mekanika fluida yang

mempelajari fluida bergerak. Fluida terutama cairan dan gas. Penyelsaian

dari masalah dinamika fluida biasanya melibatkan perhitungan banyak

properti dari fluida, seperti kecepatan, tekanan, kepadatan, dan suhu,

sebagai fungsi ruang dan waktu. Disiplini ini memiliki beberapa

subdisiplin termasuk aerodinamika (penelitian gas) dan hidrodinamika

(penelitian cairan). Dinamika fluida memliki aplikasi yang luas.

Contohnya, ia digunakan dalam menghitung gaya dan moment pada

pesawat, mass flow rate dari petroleum dalam jalur pipa, dan perkiraan

pola cuaca, dan bahkan teknik lalu lintas, di mana lalu lintas diperlakukan

sebagai fluid yang berkelanjutan. Dinamika fluida menawarkan struktur

matematika yang membawahi disiplin praktis tersebut yang juga seringkali

memerlukan hukum empirik dan semi-empirik, diturunkan dari

pengukuran arus, untuk menyelesaikan masalah praktikal.

Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang

mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida

dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis

mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis

mempelajari fluida yang bergerak.

B. RUMUSAN MASALAH

- Apa yang dimaksud dengan tekanan hidrostatis?

- Apa aplikasi tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari- hari?

- Apa saja alat ukur tekanan hidrostatis?

C. TUJUAN

- Mempelajari hidrostatistika secara teoritis

- Mempelajari aplikasi tekanan hidrostatis

D. MANFAAT

- Menambah wawasan mengenai hidrostatistika

- Dapat menerapkan hukum tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehar-

hari

BAB II PEMBAHASAN

A. TEORI

Statika fluida, kadang disebut juga hidrostatika, adalah cabang ilmu

yang mempelajari fluida dalam keadaan diam, dan merupakan sub-bidang

kajian mekanika fluida. Istilah ini biasanya merujuk pada penerapan

matematika pada subyek tersebut. Statika fluida mencakup kajian kondisi

fluida dalam keadaan kesetimbangan yang stabil. Penggunaan fluida untuk

melakukan kerja disebut hidrolika, dan ilmu mengenai fluida dalam keadaan

bergerak disebut sebagai dinamika fluida.

Tekanan statik di dalam fluida

Karena sifatnya yang tidak dapat dengan mudah dimampatkan, fluida

dapat menghasilkan tekanan normal pada semua permukaan yang berkontak

dengannya. Pada keadaan diam (statik), tekanan tersebut bersifat isotropik,

yaitu bekerja dengan besar yang sama ke segala arah. Karakteristik ini

membuat fluida dapat mentransmisikan gaya sepanjang sebuah pipa atau

tabung, yaitu, jika sebuah gaya diberlakukan pada fluida dalam sebuah pipa,

maka gaya tersebut akan ditransmisikan hingga ujung pipa. Jika terdapat gaya

lawan di ujung pipa yang besarnya tidak sama dengan gaya yang

ditransmisikan, maka fluida akan bergerak dalam arah yang sesuai dengan

arah gaya resultan.

Tekanan hidrostatis atau tekanan pada zat cair. Ketika belajar tekanan

pada zat padat kita tahu bahawa tekanan pada zat padat hanya ke arah bawah,

hal ini berlaku jika tidak ada gaya dari luar. Hal ini berbeda dengan tekanan

pada zat cair, tekanan pada zat cair menyebar ke segala arah. Mengapa hal itu

dapat terjadi ? untuk lebih memahami tekanan pada zat cair atau tekanan

hidrostatis perhatikan uraian berikut.

Adanya tekanan di dalam zat cair disebabkan oleh gaya gravitasi yang

bekerja pada setiap bagian zat cair tersebut. Besar tekanan zat cair bergantung

pada kedalaman zat cair, semakin dalam letak suatu bagian zat cair, akan

semakin besar pula tekanan pada bagian itu. Tekanan di dalam zat cair yang

tidak bergerak sebagai akibat gaya gravitasi yang bekerja pada setiap bagian

zat tersebut disebut tekanan hidrostatika.

A. Tekanan Hidrostatis

Tekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan

bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut. Secara matematis,

persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut.

P = F/ A

dengan:

F = gaya (N),

A = luas permukaan (m2), dan

P = tekanan (N/m2 = Pascal).

Persamaan diatas menyatakan bahwa tekanan P berbanding terbalik

dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya

yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih

besar dari pada luas bidang yang besar.

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Fluida

yang berada dalam suatu wadah memiliki gaya berat, akibat pengaruh

gravitasi bumi.

Gaya berat fluida menimbulkan tekanan. Tekanan di dalam fluida tak

mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi ini disebut tekanan

hidrostatis. Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan

hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya

berat fluida yang berada di atas titik tersebut. Jika besarnya tekanan

hidrostatis pada dasar tabung adalah P, menurut konsep tekanan, besarnya P

dapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat fluida (F) dan luas

permukaan bejana (A).

P = F/A

Gaya berat fluida merupakan perkalian antara massa fluida dengan

percepatan gravitasi Bumi, ditulis

P = massa x gravitasi bumi / A

Oleh karena m = ρ V, persamaan tekanan oleh fluida dituliskan sebagai

P =  ρVg / A

Volume fluida di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas

permukaan bejana (A) dan tinggi fluida dalam bejana (h). Oleh karena itu,

persamaan tekanan di dasar bejana akibat fluida setinggi h dapat dituliskan

menjadi

P =  ρ(∆h) g / A = ρ h g

Jika tekanan hidrostatis dilambangkan dengan Ph, persamaannya

dituliskan sebagai berikut.

Ph = ρ gh

dengan:

Ph = tekanan hidrostatis (N/m2),

ρ = massa jenis fluida (kg/m3),

g = percepatan gravitasi (m/s2), dan

h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m).

Ketika botol yang memiliki empat lubang diberi air hingga penuh,

pancaran air yang mendarat di atas tanah dari pinggiran botol memiliki jarak

pancaran yang sama pada keempat lubang tersebut. Dapat kita simpulkan

bahwa semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat

cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Pernyataan inilah

yang kita sebut sebagai hukum pokok hidrostatika. Hukum pokok hidrostatik

yaitu semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang

sejenis memiliki tekanan yang sama. Tekanan di suatu titik di dalam suatu

fluida yang sebenarnya disebut tekanan absolut. Apabila tekanan atmosfer di

permukaan zat cair ( P0) tidak di abaikan maka tekanan hidrostatis pada titik

yang berada pada kedalaman (h) zat cair tersebut, dihitung dengan persamaan

:

P = PO + Ph = PO + ρ g h

Po = tekanan atmosfer atau tekanan udara luar

Semakin tinggi dari permukaan Bumi, tekanan udara akan semakin

berkurang. Sebaliknya, semakin dalam Anda menyelam dari permukaan laut

atau danau, tekanan hidrostatis akan semakin bertambah. Mengapa demikian?

Hal tersebut disebabkan oleh gaya berat yang dihasilkan oleh udara dan zat

cair. Anda telah mengetahui bahwa lapisan udara akan semakin tipis seiring

bertambahnya ketinggian dari permukaan Bumi sehingga tekanan udara akan

berkurang jika ketinggian bertambah. Adapun untuk zat cair, massanya akan

semakin besar seiring dengan bertambahnya kedalaman. Oleh karena itu,

tekanan hidrostatis akan bertambah jika kedalaman bertambah.

Aplikasi hukum tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari :

1. Berenang

Pada saat berenang semakin dalam kita menyelam maka telinga akan

terasa sakit. Hal ini karena semakin dalam kita menyelam maka tekanan

hidrostatis juga akan semakin besar.

2. Pembuatan bendungan

Mengapa tukang bangunan membuat dinding bendungan bagian bawah

lebih tebal dari bagian atas ? sesuai konsep tekanan hidrostatis bahwa semakin

dalam maka tekanan akan semakin besar. Dinding bendungan bagian bawah

dibuat lebih tebal dari bagian atas agar bendungan tidak jebol karena tekanan

zat cair terbesar berada pada dasar permukaan zat cair.

3. Pemasangan infus

Sebelum infus dipasang biasanya dilakukan pengukuran tekanan darah

pasien. Hal ini dilakukan karena pemasangan infus harus memperhatikan

tekanan darah pasien. Dimana tekanan infus harus lebih tinggi dari tekanan

darah pasien agar cairan infusmengalir ke dalam tubuh pasien. Jika tekanan

darah pasien lebih besar dari tekanan cairan infus maka yang terjadi darah

pasien akan mengalir melalui selang infus menuju kantong infus.

B. Hukum Pascal dan tekanan hidrostatis pada bejana berhubungan

Hukum Pascal dikemukakan oleh Blaise Pascal seorang ilmuwan

Perancis yang berbunyi, tekanan yang diadakan dari luar kepada zat cair yang

ada di dalam ruangan tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah

dengan sama rata. Dengan rumus :

F 1A 1

= F 2A 2

F1 dan F2 = gaya yang bekerja pada penampang (N)

A1 dan A2 = luas penampang (m2) 

C. Aplikasi tekanan hidrostatis pada tangki terbuka dan tangki tertutup

Setiap zat cair yang menempati sebuah bejana/vessel/tangki, akan

memiliki tekanan hidrostatik yang besarnya sebanding dengan level zat

cair tersebut, dengan asusmsi masa jenis (sg = specific gravity)-nya tetap.

Gambar di atas adalah sebuah tangki terbuka (permukaannya

terhubung ke atmosfer), dimana disitu akan bekerja tekanan P1 sebesar

tekanan atmosfer, yang kemudian akan kita abaikan karena kita akan

mengukur tekanan “gauge”.

Asumsikan zat cairnya adalah air, dengan masa jenis ρ = 1000

kg/m³. Dengan ketinggian permukaan dari dasar tangki tempat pengukuran

tekanan adalah 10 meter. Maka tekanan P2 yang bekerja pada pressure

gauge adalah:

ρ = masa jenis air = 1000 kg/m³

g = gaya gravitasi bumi = 9,8 m/s²

h = ketinggian air dasar tanki = 10 m

P2 = ρ × g × h

P2= 1000 kg/m³ × 9,8 m/s² × 10 m

P2 = 98000 kg/m³ × m/s² × m

P2 = 98000 kgmm/m³s²

P2 = 98000 kgm/s²m²

P2 = 98000 Nm²

P2 = 98000 Pascal

P2 = 98 kilopascal = 14.2136983 PSI = 0.9993218887 kg/cm²

1 kilopascal = 0.1450377377 PSI (pound per square inch)

1 kilopascal = 0.01019716213 kg/cm²

Alat Ukur Tekanan Udara dalam Ruangan tertutup

Udara di dalam ruang tertutup memiliki ciri yang berbeda dengan

udara di ruang terbuka (atmosfer). Ciri-ciri tersebut menyangkut volume,

tekanan, dan suhu. Alat pengukur tekanan udara dalam ruang tertutup

disebut manometer.

Ada beberapa jenis manometer, yakni manometer raksa

terbuka, manometer raksa tertutup, dan manometer Bourdon.

a. Manometer Raksa Terbuka

Manometer raksa terbuka terbuat dari pipa berbentuk U, seperti

gambar di bawah ini. 

Disebut manometer raksa terbuka karena salah satu ujung pipa

terbuka atau terhubung dengan udara luar (tekanan atmosfer), sedangkan

kaki lainnya dihubungkan ke ruang yang akan diukur tekanan gasnya (kaki

tertutup).

Sebelum kaki tertutup dihubungkan dengan ruang gas, permukaan

raksa sama tinggi. Namun setelah kaki tertutup dihubungkan dengan ruang

gas bertekanan lebih besar dibandingkan tekanan atmosfer, permukaan

raksa dalam kaki tertutup ditekan turun dan permukaan raksa dalam kaki

terbuka akan naik. 

Perbedaan tekanan udara di dalam dan di luar ruang ditunjukkan

oleh perbedaan ketinggian permukaan zat cair tersebut. Semakin besar

tekanan udara di dalam ruang, perbedaan ketinggian ini juga semakin

besar. Permukaan raksa dalam kaki tertutup akan lebih rendah h mmHg

dibandingkan permukaan raksa kaki terbuka. Rumus:

Pgas= tekanan atmosfer + h mmHg

Namun jika kaki tertutup dihubungkan dengan ruang gas yang

tekanannya lebih kecil dibandingkan tekanan atmosfer, permukaan kaki

tertutup akan lebih tinggi h mmHg daripada permukaan raksa kaki

terbuka. Rumus:

P gas= tekanan atmosfer- h mmHg

Penggunaan manometer raksa terbuka harus

didampingi barometer untuk mengukur tekanan atmosfer.

b. Manometer raksa tertutup

Disebut manometer raksa tertutup karena salah satu ujung pipa

tertutup. Ujung yang terbuka dihubungkan ke suplai gas. Pipa U diisi raksa

dan ruang diatas permukaan raksa pada pipa tertutup adalah vakum. Jika

gas tidak memiliki tekanan atau tekanan=0, maka permukaan raksa pada

kedua kaki sama tinggi. Namun jika gas memiliki tekanan, maka

permukaan raksa pada ujung tertutup akan naik dan lebih tinggi h mmHg

daripada permukaan raksa yang kakinya berhubungan dengan suplai gas.

Rumus:

P gas= h mmHg

Penggunaan manometer raksa tertutup tidak perlu didampingi

barometer karena langsung dapat membaca tekanan gas.

c. Manometer Bourdon

Manometer Bourdon atau manometer logam dihubungkan ke

tangki gas yang akan diukur tekanannya. Perhatikan gambar di bawah ini,

tekanan dari dalam ruang tertutup akan mengubah kelengkungan pipa

lentur. Ujung pipa itu dihubungkan dengan jarum berskala. Ketika pipa itu

berubah kelengkungannya akibat tekanan, penunjukan jarum tersebut juga

berubah.

Manometer Bourdon atau manometer logam mampu mengukur

tekanan udara sangat tinggi, sehinng sering digunakan oleh montir untuk

mengukur tekanan udara di dalam ban.

BAB III PENUTUP

A. KESIMPULAN

Gaya berat fluida menimbulkan tekanan. Tekanan di dalam fluida

tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi ini

disebut tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak

bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida

diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut. Jika

besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalah P, menurut konsep

tekanan, besarnya P dapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat

fluida (F) dan luas permukaan bejana (A).

P = F/A

Hukum Pascal dikemukakan oleh Blaise Pascal seorang ilmuwan

Perancis yang berbunyi, tekanan yang diadakan dari luar kepada zat cair

yang ada di dalam ruangan tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke

segala arah dengan sama rata.

Alat Ukur Tekanan Udara dalam Ruangan tertutup

Udara di dalam ruang tertutup memiliki ciri yang berbeda dengan

udara di ruang terbuka (atmosfer). Ciri-ciri tersebut menyangkut volume,

tekanan, dan suhu. Alat pengukur tekanan udara dalam ruang tertutup

disebut manometer.

Ada beberapa jenis manometer, yakni manometer raksa

terbuka, manometer raksa tertutup, dan manometer Bourdon.

DAFTAR PUSTAKA

http://mafia.mafiaol.com/2012/11/alat-ukur-tekanan-udara-dalam-ruang.html

http://asfarsyafar.blogspot.com/2013/10/makalah-fisika-dasar-fluida-statis-

dan.html

https://teknisiinstrument.wordpress.com/tag/tekanan-hidrostatik/

http://aya-snura.blogspot.com/2012/01/v-behaviorurldefaultvmlo.html