FLUIDA STATIS

1
FLUIDA STATIS
2
Massa jenis zat

• Cara mengukur massa jenis zat
• Misalnya massa jenis air
• 1. Timbang massa air dengan neraca
• 2. Ukur volume air dengan gelas ukur
• 3. Bagi massa air dengan volume air yang telah
  di ukur

3
Jadi massa jenis zat adalah perbandingan antara
massa dengan volume

• Secara matematis di rumuskan
• ? m / V
• Dengan
• m massa
• V volume zat

4
ContohSepotong emas yang bentuknya seperti
sepedah akan di tentukan massanya. Emas di
masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya telah
berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala
yang ditunjukan oleh pemukaan air dalam gelas
ukur bertambah 3,75 cm 3 . Bila massa jenis emas
19,3 gram/cm3 , berapakah massa emas tersebut
.Diket ? 19,3 gr/cm 3 V 3, 75 cm
3Ditanya m Jawab m ?V 19,3
x 3,75 27,375 gram
5
Tekanan ( p )
Misalnya tekanan air Cara mengukur tekanan zat
1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur 2. Timbang
air yang ada dalam gelas ukur dengan
neraca 3. Hitung berat air dengan pers. W
mg 4. Hitung luas permukaan gelas ukur 5. Bagi
berat air dengan luas permukaan gelas
ukur
6

Jadi tekanan zat adalah gaya yang bekerja pada
benda tiap satuan luas bendaDi rumuskan P F
/ Adengan F gaya yang bekerja pada benda A
luas penampang benda
7
Tekana Hidrostatis (Ph)
Di rumuskan
Ph F / A mg / A ?Vg / A
?Ahg / A ?hg
8
Contoh 2

• Sebuah logam paduan ( alloy ) dibuat dari 0,04 kg
  logam A dengan massa jenis 8000 kg/m3 dan 0,10
  kg logam B dengan massa jenis 10000 kg/m3 .
  Hitung massa jenis rata rata logam paduan itu.
• Diket
• Logam A m A 0,04 kg dan ? A 8000 kg/ m3
• Logam B m B 0,10 kg dan ? B 10000 kg /m3
• Ditanya massa jenis rata rata logam paduan

9
JawabMassa total logam mA mB 0,04
0,10 0,14 kgVolume total VA VB( mA /? A)
(mB /? B) (0,04/8000) (0,10/10000)
0,6/40000Maka Massa jenis logam paduan massa
total volume total 0,14 (0,6/40000) 9333
kg /m3
10
Tekananan pada suatu kedalaman

• P Po Ph
• P Po ? g h
• Dengan
• Po tekanan udara luar
• h ke dalaman di ukur dari permukaan
• ? massa jenis fluida
• g percepatan gravitasi

P
11
Barometer Raksa

• PA PB
• Po ? g h
• Dengan
• ? massa jenis raksa
• 13,6 gr / cm 3
• g percepatan gravitasi
• 9,8 m / s2
• h tinggi raksa dalam pipa kapiler (cm atau m)
• Po tekanan udara luar
• 1 atm atau 76 cm Hg

A

• B

12
Po ? g h (13,6 x 10 3 )(9,8)(0,76)Jadi1
atm 1,013 x 105 N/m2
13
Hukum Pascal

• Tekanan yang di berikan kepada fluida yang
  memenuhi sebuah ruangan di teruskan oleh fluida
  itu dengan sama kuatnya ke segala arah tanpa
  mengalami pengurangan

14
Prinsip hukum Pascal

• Di rumuskan
• P1 P2
• (F1/A1) (F2/A2)
• Dengan
• F1 gaya yang bekerja pd piston 1
• F2 gaya yang bekerja pd piston 2
• A1 luas penampang 1
• A2 luas penampang 2

F1
A2
A1
F2
15
Beberapa peralatan yang prinsip kerjanya
berdasarkan hkm. Pascal

• 1. Dongkrak Hidrolik
• 2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik
• 3. Rem Hidrolik, dll

16
Bejana Berhubungan

• Di rumuskan
• P1 P2
• Po ?1gh1 Po ?2gh2
• ?1h1 ?2h2

Po
Po
h2
h1
1
2
17
Contoh

• Sebuah bejana berhubungan diisi dengan empat zat
  cair. Massa jenis zat cair itu masing masing
• ?1 1,2 gr/cm3, ?2 8 gr/cm3
• ?3 0,8 gr/cm3, ?4 .
• h1 20 cm, h2 24 cm, h3 12 cm dan
• h4 18 cm dan ho 10 cm

18
Perhatikan gambar berikut

• Tentukan ?4

?2
?1
?3
h2
?4
h4
h1
h3
ho
19
Hukum Archimedes

• Memahami hkm Archimedes dengan kajian eksperimen
  sederhana
• 1. Siapkan sebuah beban, neraca pegas, gelas ukur
  dan air secukupnya.
• 2. Masukan air dalam gelas ukur dan catat
  volumenya (Vo)
• 3. Timbang beban dengan neraca pegas dan catat
  beratnya (w1).
• 4. Beban yang masih tergantung pd neraca pegas,
  masukan dalam gelas ukur yang berisi air, catat
  volume air (V1) dan berat beban dalam air (w2).
• 5. Hitung perbedaan volume air dan berat beban.
• 6. Bagaimana kesimpulannya

20
Gaya ke atas

• Maka di rumuskan
• Wbf w Fa
• Fa w wbf
• atau
• Fa F2 F1
• P2 A P1 A
• (P2 P1)A
• ?f ghA
• (?f g) (hbf A)
• (?f g) Vbf
• maka gaya ke atas di rumuskan
• Fa (?f g) Vbf

F2
Fa
W mg
F1
21

• Dengan
• ?f massa jenis fluida (kg/m3)
• Vbf volume benda dalam fluida (m3)
• Fa gaya ke atas (N)

22
Jadi dapat di simpulkan

• Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau
  sebagian ke dalam fluida mengalami gaya ke atas
  yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan

23
Contoh soal

• Sebatang almunium digantung pada seutas kawat.
  Kemudian seluruh almunium di celupkan ke dalam
  sebuah bejana berisi air. Massa almunium 1 kg dan
  massa jenisnya 2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan
  kawat sebelum dan sesudah almunium di celupkan ke
  air.

24
Penyelesaian

• Sebelum di celupkan air
• ?Fy 0
• T1 mg 0
• T1 mg
• T1 1 x10
• T1 10 N

T1
mg
25
Sesudah dicelupkan

• ?Fy 0
• T2 Fa mg 0
• T2 mg Fa
• T2 1 x 10 Fa
• T2 10 - Fa

T2
Fa
mg
26
Volume Al

• VAl m / ?
• 1 / (2,7 x 103)
• Maka Fa Val ?f g
• 3,7 N
• Sehingga
• T2 10 3,7
• 6,3 N

27
Mengapung

• Karena bendanya seimbang, maka
• ?Fy 0
• Fa w 0
• Fa w
• Fa mb g
• Fa (?b Vb) g
• (?f Vbf) g (?b Vb) g
• ?b (Vbf/Vb) ?f

Fa
hb
hbf
w
?b
?f
?
28
Atau

• ?b (Vbf/Vb) ?f
• (A hbf / A hb) ?f
• ?b ( hbf / hb ) ?f
• Dengan
• ?b massa jenis benda (kg / m3)
• ?f masa jenis fluida (kg / m3)
• hb tinggi benda (m)
• hbf tinggi benda dalam fluida (m)

29
Kesimpulan

• Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan
  mengapung, bila massa jenis rata rata benda
  lebih kecil daripada massa jenis fluida.
• Syarat benda mengapung
• ?b lt ?f

30
Contoh

• Sebuah benda di celupkan ke dalam alkohol ( massa
  jenis 0,9 gr/cm3). Hanya 1/3 bagian benda yang
  muncul di permukaan alkohol. Tentukan massa jenis
  benda!
• Diket
• ?f 0,9 gr/cm3
• Bagian yang muncul ( 1/3 )hb, sehingga
• hbf hb (1/3)hb
  (2/3)hb
• Ditanya Massa jenis benda (?b)
• Jawab

31
Melayang

• Syarat benda melayang
• Fa w
• (?f Vbf) g (?b Vb) g
• (?f Vb) g (?b Vb) g
• ?f ?b

Fa
w

• ?b

• ?f

32
Kesimpulan

• Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan
  melayang, bila massa jenis rata rata benda sama
  dengan massa jenis fluida.
• Syarat benda melayang
• ?b ?f

33
Contoh

• Sebuah balok kayu yang massa jenisnya 800 kg/m3
  terapung di air. Selembar aluminium yang massanya
  54 gram dan massa jenisnya 2700 kg/m3 diikatkan
  di atas kayu itu sehingga sistem ini melayang.
  Tentukan volume kayu itu !
• Diket

aluminium
kayu

• wk

FaAl
wAl

• Fak

34
Di tanya volume kayu (Vk)

• Jawab
• ?F 0
• Fak FaAl wk wAl 0
• Fak FaAl wk
  wAl
• ?f g Vk ?f g VAl mkg
  mAlg
• ?f Vk ?f VAl mk
  mAl
• ?f Vk ?f (mAl/ ?Al) ?k
  Vk mAl
• 1 Vk 1 (54/2,7) 0,8 Vk
  54
• Vk 20 0,8
  Vk 54
• Vk
  170 cm3

35
Tenggelam

• Dengan cara yang sama di peroleh
• ?b gt ?f
• Kesimpulan
• Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan
  tenggelam, bila massa jenis rata rata benda
  lebih besar daripada massa jenis fluida.

Fa
w
36
Tantangan

• Sebuah balok mempunyai luas penampang A, tinggi
  l, dan massa jenis ?. Balok ada pd keseimbangan
  di antara dua jenis fluida dengan massa jenis ?1
  dan ?2 dengan ?1 lt ? lt ?2 .Fluida fluida itu
  tidak bercampur.
• Buktikan Fa ?1gy ?2 g(l y)A
• Buktikan ? ?1y ?2 (l y)/l

37
Ini gambarnya!
38
TEGANGAN PERMUKAAN

• CONTOH

39

• Contoh
• Silet dapat mengapung di air
• Nyamuk dapat hinggap di atas air
• Secara matematis tegangan permukaan di rumuskan

Dengan F gaya (N) l panjang (m) ?
tegangan permukaan (N/m)
40
Atau

• Di rumuskan

Dengan W usaha (J) A luas penampang (m2) ?
tegangan permukaan (J/m2)
41
Tegangan permukaan pd sebuah bola

• Dari gambar di peroleh
• Karena
• maka

Fy 2 ? r ? cos ?
42
Contoh

• Seekor serangga berada di atas permukaan air.
  Telapak kaki serangga tersebut dapat di anggap
  sebagai bola kecil dengan jari jari 3 x 10-5 m.
  Berat serangga adalah 4,5 x 10-5 N dan tubuhnya
  di sangga oleh empat buah kaki. Tentukan sudut
  yang dibentuk kaki serangga dengan bidang
  vertikal.

43

• Diket
• r 3 x 10-5 m
• w 4,5 x 10-5 N
• n 4
• ? 0,072 Nm-1
• Ditanya ?

44
Penyelesaian
45
Diskusi dan interaksi

• Mengapa deterjen sering digunakan untuk mencuci
  pakaian agar pakaian menjadi bersih ?

46
Meniskus

• Adalah bentuk cembung atau cekung permukaan zat
  cair akibat tegangan permukaan.

?
?
Raksa
air
47
Proses pembentukan meniskus cekung dan cembung

• Adhesi adalah gaya tarik-menarik antara
  partikel tak sejenis.
• Kohesi adalah gaya tarik-menarik
  antara partikel sejenis.

48
Perhatiakan gambar berikut

• Air

• Raksa

?
Fa
?
Fa
Fk
FR
Fk

• FR

49
Kapilaritas

• Adalah peristiwa naik turunnya permukaan zat cair
  di dalam pipa kapiler.
• Contoh
• peristiwa naiknya minyak tanah pd sumbu
  kompor.
• Air pd tanaman sampai ke daun
• Dan lain-lain.

50
Perhatikan gambar berikut

• Air

• Raksa

51
Secara matematis

• Air

52
Contoh

• Sebuah pipa kapiler mempunyai diameter 0,002 cm
  dan di masukkan ke dalam wadah berisi air. Jika
  tegangan permukaan air adalah 0,072 N/m dan sudut
  kontak 00, tentukan ketinggian air pd pipa
  kapiler tersebut akibat dorongan tegangan
  permukaan.

53
Penyelesaian

• Diket
• ? 0,072 N/m , ? 00, g 10 m/s2
• ? 1000 kg/m3, r 0,001 cm 10-5m
• Ditanya y
• Jawab
• y (2 ?cos ?)/?gr
• (2)0,072 cos 00 /1000(10)10-5
• 1,44 m

54
Sihir korek api

• Alat dan bahan
• 1. Korek api
• 2. Semangkok air
• 3. Sabun
• 4. Gula batu

55
Langkah-langkah sihir

1. Letakkan dengan hati-hati 10 batang korek api
   pada permukaan air.
2. Masukkan gula batu di tengah-tengah mangkok,
   kemudian amati apa yang terjadi.
3. Ambil gula batu dan ganti dengan sabun, amati apa
   yang terjadi.
4. Kesimpulane opo Rek ?

56
Membuat kapal sederhana

• Alat dan Bahan
• Karton
• Gunting
• Sabun
• Tempat air

57
Langkah Kerja

• Gunting karton seperti gambar di bawah ini
• Isilah tempat air dengan air yang bersih dan
  biarkan air tenang.
• Tempelkan segumpal kecil sabun pada belakang
  kapal dan letakkan kapal pd permukaan air. Amati
  apa yang terjadi ?

58
Kelompok 2

• Farica Hadianti Deliana
• Felly Oktalina
• Lingga Curnia Dewi

59
Kesimpulan

• Gula batu yang dimasukkan di tengah cawan akan
  menyerap sejumlah air sehingga memperbesar
  tegangan permukaan air dan menarik korek api di
  sekitarnya.

60

• 2. Sabun yang dimasukkan di tengah tengah
  cawan, menyebabkan tegangan permukaan air menjadi
  lebih kecil dengan begitu batang korek api di
  sekitarnya bergerak menjauhi sabun.

61

• 3. Jika tegangan diperbesar, maka benda tersebut
  mempunyai daya kapilaritas yang besar. Sehingga
  dapat menarik benda di sekitarnya. Dan
  sebaliknya.

62
KELOMPOK 1

• Afitri widya hasanah
• Daniar P.E

63
Kesimpulan

• Percobaan 1
• Gula batu membuat korek api mendekatinya
  karena gula batu menyerap sejumlah air
  disekitarnya sehingga arus air mengalir menuju
  gula batu dan batang korek api bergerak menuju
  gula batu.

64

• Percobaan 2
• Gumpalan sabun membuat tegangan permukaan air
  didekat sabun menjadi lebih kecil dan tegangan
  air disekitar tepi cawan menarik batang2 korek
  api menjauh dari gumpalan sabun.

65

• Kesimpulan seluruhnya
• Gula batu mempunyai sifat menyerap air
  disekitarnya karena mempunyai daya kapilaritas
  sedangkan sabun mempunyai sifat memperkecil
  tegangan permukaan air.

66
KELOMPOK 3

• Eny Faridah
• Evie Salis Rahmawati
• Irwan Suwito

67
A. PEMBERIAN GULA BATU

• Pada saat gula batu diletakkan ditengah-tengah
  wadah, korek api yang semula diam menjadi
  bergerak menuju ke gula batu tersebut
  (mengumpul).
• Pada saat gula batu berada di tengah wadah, gula
  batu menyerap sejumlah air. Suatu arus kecil
  mengalir menuju gula batu sambil menarik
  batang-batang korek api.

68
B. PEMBERIAN SABUN

• Pada saat sabun diletakkan di tengah-tengah
  wadah, korek api yang semula diam menjadi
  bergerak menjauhi sabun tersebut (menyebar)
• Pada saat sabun berada di tengah wadah, tegangan
  permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil,
  dan tegangan permukaan air disekitar tepi mangkok
  menarik batang-batang korek api menjauh dari
  gumpalan sabun.

69
KESIMPULAN SELURUHNYA

• Gula batu memperbesar tegangan permukaan air
  sehingga batang-batang korek api tertarik oleh
  gula batu
• Sabun memperkecil tegangan permukaan air sehingga
  batang korek api menjauhi sabun

70
KELOMPOK 4

• Aditya Alpha T.
• Dinar Wahyu H.
• Fani Widayanto
• Radik Khairil I.

71
Kesimpulan Pertama

• Dari percobaan pertama, dapat disimpulkan bahwa
  pada saat gula dimasukkan ke dalam air, gula batu
  menyerap sejumlah air, sehingga batang-batang
  korek api ikut tertarik.

72
Kesimpulan Kedua

• Dari percobaan kedua dapat disimpulkan bahwa
  saat sabun diletakkan di tengah-tengah batang
  korek api, tegangan permukaan air dekat sabun
  manjadi lebih kecil dan tegangan permukaan di
  tepi mangkok menarik batang korek api.

73
Kesimpulan Ketiga

• Gula batu yang dimasukkan ke air menyebabkan
  tegangan permukaan air semakin besar. Sedangkan
  sabun yang dimasukkan ke air menyebabkan tegangan
  permukaan air semakin kecil.
• Dan terjadi gaya adhesi(tarik menarik antara
  substansi yang tak sejenis) antara gula batu dan
  air, yang menyebabkan korek api tertarik ke arah
  gula batu.

74
KELOMPOK 5

• Septiyan Ikayanti
• Titin Yuliati
• Yosi Triliana I.

75
Kesimpulan

• Ketika pada cawan diletakkan gula batu, gula batu
  menyerap sejumlah air, sehingga timbul arus kecil
  menuju gula dan menarik batang-batang korek api.
  Ini disebabkan karena gaya adhesi yang timbul
  antara gula batu dan air yang menyebabkan
  tegangan permukaan di sekitar gula batu menjadi
  lebih besar.

76

• Ketika pada tengah-tengah cawan diletakkan sabun,
  tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih
  kecil, dan tegangan permukaan air di sekitar tepi
  cawan menarik batang-batang korek api menjauh
  dari gumpalan sabun.

77
KELOMPOK 6

• DEVITA O.
• EFRILLIA R.
• IKA PUSPITA
• RENY H.

78
KESIMPULAN PERTAMA

• Bila gula batu diletakkan di tengah-tengah
  korek api maka korek api akan mendekati gula
  batu.
• hal ini disebabkan karna gula menyerap
  sejumlah air sehingga ada arus yang mengalir
  menuju gula batu,akibatnya batang korek api
  mendekati gula batu.

79
KESIMPULAN KEDUA

• Gumpalan sabun membuat tegangan permukaan air
  dekat sabun menjadi lebih kecil dan tegangan air
  di sekitar tepi mangkuk menarik batang korek api
  menjauh dari sabun.

80
KESIMPULAN SELURUHNYA

• Gula batu menyerap air yang ada di sekitarnya
  karena mempunyai daya kapilaritas,sedangkan
  gumpalan sabun memperkecil tegangan air.