A. Fluida Statis

20
FISIK A SMK PERGURUAN CIKINI STATIKA FLUIDA

Transcript of A. Fluida Statis

Page 1: A. Fluida Statis

FISIKAFISIKA

SMK PERGURUAN CIKINI

STATIKA FLUIDA

Page 2: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 2 Isi dengan Judul Halaman Terkait

MASSA JENIS

Massa jenis atau kerapatan suatu zat didefinisikan se-bagai perbandingan massa dengan volum zat tersebut

V

m Keterangan:

ρ = massa jenis zat (kg/m3)

m = massa zat kg

V = volum zat m3

Satuan massa jenis zat sering juga dinyatakan dengan I g/cm3

1 g/cm3 = 1000 kg/m3

Page 3: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 3 Isi dengan Judul Halaman Terkait

TEKANAN

Keterangan:

p = tekanan (N/m2) atau Pascal (Pa)

F = gaya N

A = luas bidang tekan m2

luas

gayatekanan

A

Fp

F = w

A

Tekanan adalah gaya per satuan luas

Page 4: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 4 Isi dengan Judul Halaman Terkait

TEKANAN HIDROSTATIS

h g p

Tekanan zat cair dalam keadaan diam disebut tekanan hidrostatis

Keterangan:ρ = massa jenis zat cair (kg/m2)g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)h = kedalaman zat cair diukur dari permukaan- nya ke titik yang diberi tekanan (m)p = hydrostatic pressure (N/m2)

Berdasarkan rumus tekanan hidrostatis di atas, diketahui bahwa tekanan hidrostatis bergantung pada massa jenis zat cair, ketinggian atau kedalaman zat cair, serta percepatan gravitasi bumi

h

x

air

Page 5: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 5 Isi dengan Judul Halaman Terkait

TEKANAN HIDROSTATIS

Kekuatan pancaran air atau pancaran zat cair ini ditentukan oleh besarnya tekanan dalam air atau zat cair tersebut. Hal ini berarti semakin dalam suatu tempat dalam air atau zat cair dari permukaannya, maka semakin besar tekanan hidrostatisnya

Kegiatan ilmiah

air

lubang

pancaran air

Page 6: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 6 Isi dengan Judul Halaman Terkait

HUKUM POKOK HIDROSTATIS

Source: http://superphysics.netfirms.com/t240754a.jpg

Setiap titik yang terletak pada bidang datar di dalam suatu zat cair memiliki tekanan hidrostatis yang sama

Page 7: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 7 Isi dengan Judul Halaman Terkait

HUKUM POKOK HIDROSTATIS

hA hB

minyak air

A B

Sebuah tabung berbentuk U berisi minyak dan air, seperti tampak pada gambar di bawah:

Titik A dan titik B berada pada suatu bidang datar dan dalam suatu jenis zat cair. Berdasarkan hukum pokok hidrostatis maka kedua titik tersebut memiliki tekanan yang sama, sehingga:

pA = pB

ρminyak g hA = ρair g hB

ρminyak hA = ρair hB

minyakB

Aair ρ

h

Keterangan:ρoil = massa jenis minyakρwater = massa jenis airhA = tinggi kolom minyakhB = tinggi kolom air

Page 8: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 8 Isi dengan Judul Halaman Terkait

HUKUM PASKAL

Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang tertu-tup akan diteruskan ke segala arah dan semua bagian ruang tersebut dengan sama besar

Contoh pemakaian hukum paskal

21

12 A

A

FF Keterangan:

F1 = gaya pada A1 (N)F2 = gaya pada A2 (N)A1 = luas penampang 1 (m2)A2 = luas penampang 2 (m2)

A2

F2A1

F1

Azas dongkrak hidrolik

Source: http://home.wxs.nl/~brink494/hydr.htg/pascal.gif

Page 9: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 9 Isi dengan Judul Halaman Terkait

HUKUM ARCHIMEDES

Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair atau zat cair lain akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya

FA = wbfKeterangan: FA = gaya ke atas wbf = berat zat cair yang dipindahkan

FA = ρf Vbf g Keterangan: ρf = massa jenis fluida Vbf = volum zat cair yang dipindahkang = percepatan gravitasi bumi

Page 10: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 10 Isi dengan Judul Halaman Terkait

HUKUM ARCHIMEDES

Benda tenggelam

FA < w mf g < mb gVf ρf g < Vb ρb g ρf < ρb

Keterangan:mb = massa bendamf = massa zat cair yang dipindahkanVb = volum bendaVf = volum zat cair yang dipindahkanρb = massa jenis benda ρf = massa jenis zat cair

Sebuah benda dikatakan tenggelam jika benda tersebut tercelup seluruhnya dan berada di dasar suatu zat cair

w

FA

air

Page 11: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 11 Isi dengan Judul Halaman Terkait

HUKUM ARCHIMEDES

Benda melayang

FA = w mf g = mb gVf ρf g = Vb ρb g ρf = ρb

Sebuah benda dikatakan melayang jika benda tersebut tercelup seluruhnya tetapi tidak mencapai dasar dari zat cair tersebut

w

FA

air

Keterangan:mb = massa bendamf = massa zat cair yang dipindahkanVb = volum bendaVf = volum zat cair yang dipindahkanρb = massa jenis benda ρf = massa jenis zat cair

Page 12: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 12 Isi dengan Judul Halaman Terkait

Hukum archimedes

Benda terapung

Sebuah benda dikatakan terapung jika benda tersebut tercelup sebagian di dalam zat cair

FA = w mf g = mb gVf ρf g = Vb ρb g

fb

fb ρ

VV

ρ

karena Vf < Vb maka ρf > ρb

w

FA

water

Page 13: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 13 Isi dengan Judul Halaman Terkait

TEGANGAN PERMUKAAN ZAT CAIR

Gaya tarik-menarik antara partikel-partikel sejenis disebut kohesi; sedangkan gaya tarik tarik-menarik antara partikel-partikel yang tidak sejenis disebut adhesi.

Tiap partikel dalam zat cair ditarik oleh gaya yang sama besar kesegala arah oleh partikel-partikel didekatnya, sehingga resultan gaya yang bekerja pada partikel sama dengan nol.

Page 14: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 14 Isi dengan Judul Halaman Terkait

TEGANGAN PERMUKAAN ZAT CAIR

Tegangan permukaan dapat diartikan sebagai besar gaya yang dialami pada permukaan zat cair per satuan panjang.

F

panjang

gayaF

permuakaan tegangan

Keterangan:

w2

w1

Selapis air sabun

oil

Page 15: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 15 Isi dengan Judul Halaman Terkait

KAPILARITAS

Peristiwa naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler dinamakan kapilaritas

kohesi > adhesi

Air dalam pipa kapiler akan terus naik sampai tercapai keseimba-ngan, yakni berat air yang diangkat seimbang dengan gaya adhesi. Sedangkan peristiwa turunnya raksa di dalam pipa kapiler terjadi karena kohesi antara partikel-partikel raksa lebih besar daripada adhesi antara partikel raksa dengan partikel kaca.

kohesi < adhesi

raksaair

Page 16: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 16 Isi dengan Judul Halaman Terkait

KAPILARITAS

Banyaknya kenaikan atau penurunan zat cair pada pembuluh/pipa kapiler dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut.

hgρcosθ2

h

Keterangan:

h = kenaikan atau penurunan zat cair (m)

= tegangan permukaan (N/m)

massa jenis zat (kg/m3)

= sudut kontak

g = percepatan gravitasi (m/s2)

r = jari-jari pipa kapiler (m)

Page 17: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 17 Isi dengan Judul Halaman Terkait

VISKOSITAS FLUIDA DAN HUKUM STOKES

Ukuran kekentalan suatu fluida dinyatakan dengan viskositas.

Ff = k v

Keterangan:

Ff = gaya gesekan fluida (N)

k = koefesien (tergantung pada geometrik benda)

= koefesien viskositas (Pa s)

v = kecepatan gerak benda (m/s)

Persamaan gaya gesekan fluida untuk benda berbentuk bola dapat dirumuskan sebagai berikut.

Ff = 6 k r v

Page 18: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 18 Isi dengan Judul Halaman Terkait

VISKOSITAS FLUIDA DAN HUKUM STOKES

w = m g

FA

fFA

arah gerak

Perhatikan gambar di bawah ini!

Pada saat benda bergerak dengan kecepatan terminal, pada benda tersebut bekerja tiga buah gaya, yaitu gaya berat, gaya ke atas yang dikerjakan fluida, dan gaya gesekan fluida

F = 0

+ m g – FA – Ff = 0

m g – FA = Ff

Ff = m g – Ff

oil

Page 19: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 19 Isi dengan Judul Halaman Terkait

VISKOSITAS FLUIDA DAN HUKUM STOKES

fbT ρρη

grv

2

9

2

Keterangan:

vT = kecepatan terminal (m/s)

viskositas fluida (Ns/m2)

b = massa jenis benda (kg/m3)

f = massa jenis benda (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

r = jari-jari bola (m)

Page 20: A. Fluida Statis

AdaptifHal.: 20 Isi dengan Judul Halaman Terkait

TERIMA KASIH