Bab III

Fluida Statis 

                 blog ini dikerjakan sebagai tugas proyek fisika kelas XI Semester Ganjil 
Guru Fisika : indri Dayana,M.Si 

A. Tekanan Fluida 

                  Fluida statis atau hidrostatika merupakan salah satu cabang ilmu sains yang membahas karakteristik fluida saat diam, biasanya membahas mengenai tekanan pada fluida ataupun yang diberikan oleh fluida (gas atau cair) pada objek yang tenggelam didalamnya.Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekrja tegak lurus pada suatu bidang tiap satuan luas bidang tersebut. 

Tekanan dirumuskan :    

Dengan keterangan sebagai berikut:
P = Tekanan, dengan satuan (pascal/Pa)
F = Gaya, dengan satuan (newton/N)
A = Luas penampang, dengan satuan (m2)

1. Tekanan Hidrostatis

              adalah tekanan zat cair dalam keadaan diam.

Berikut persamaan tekanan hidrostatis :

Dengan keterangan sebagai berikut:
Ph = tekanan hidrostatis (Pa)
ρ = massa jenis fluida atau zat cair (kg/m^3)
g = percepatan gravitasi (10 m/s^2)

h = ketinggian atau kedalaman benda dari permukaan zat cair / fluida (m) 

contoh soal : 

1. Jika massa jenis air 100 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, tentukan tekanan hidrostatis yang dialami ikan? 
Diketahui:
h = 14 cm – 4 cm = 10 cm = 0,1 meter
ρ = 100 kg/m3
g = 10 m/s2

Ditanya:
P……………..?
Jawab :
P  = ρ . g . h
P  = 100 . 10 . 0,1
P = 100 N/m2 (Pa)

2. Ikan berenang pdaa kedalaman 15 m di bawah permukaan air laut . Tentukan tekanan hidrostatis ikan jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan ika massa jenis air laut adalah 1.000 kg/m3 !
Diketahui:
h = 15 m
g = 10 m/s2
ρ = 1000 k g/m3
Ditanyakan:
ph ….?
Jawab:
P=  ρ. g . h

P = 1000 . 10 . 15
P= 150000 N/m2

2. Tekanan Mutlak

                     Tekanan mutlak merupakan tekanan dari keseluruhan total  yang dialami benda atau objek tersebut, sehingga mengaitkan dengan pengertian tersebut, dapat dirumuskan bahwa:

Dengan keterangan sebagai berikut:
P= tekanan mutlak (Pa)
P_o = tekanan udara luar (Pa)
P_h = tekanan hidrostatis (Pa)

B.Hukum Pascal

     Hukum pascal yang berbunyi: "tekanan yang diberikan kepada fluida dalam sebuah ruangan tertutup akan diteruskan sama besar kesegala arah".

     Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan kepada fluida dalam ruang yang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah. Formula hukum Pascal dalam sistem tertutup dapat disimpulkan dengan:

Seperti yang sudah kita tahu bahwa tekanan adalah gaya dibagi besar luasan penampangnya, maka persamaan diatas dapat ditulis kembali sebagai berikut:

Sehingga:

Contoh soal :

1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m² dan 0,10 m². Jika gaya masukan adalah 5 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ?
Pembahasan :
Diketahui :
A1 = 0,04 m²
A2 = 0,10 m²
F1 = 5 N
Ditanya : F2 ?
Jawab :

F1/A1 = F2/A2
5/0,04 = F2/0,10
125 = F2/0,10

F2 = (125)(0,10) = 12,5 N

2. Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2000 kg ?
Pembahasan :
Diketahui :
r1 = 2 cm = 0,02 m
r2 = 25 cm = 0,25 m
A1 = (3,14)(0,02)² = 0,001256 m²
A2 = (3,14)(0,25)² = 0,19625 m²
F2 = w = m g = (2000)(9,8 m/s²) = 19600 N
Ditanya : F1 ?
Jawab :
F1/A1 = F2/A2
F1/0,001256 = 19600/0,19625
F1/0,001256 = 99.872,6

F1 = 125,44 N

C .Hukum Archimedes 

adalah hukum yang menyatakan bahwa setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung )

Dimana :             = massa jenis air

                             g = gravitasi bumi (10 m/s2)

   = volume air yang dipindahkan oleh benda yang tercelup.

Besarnya gaya apung (B), dapat pula langsung dicari dengan formula berikut:

Dimana,   = berat air yang dipindahkan benda yang tercelup. Berarti, semakin banyak volume yang tercelup atau semakin banyak air yang dipindahkan, maka benda akan mendapat gaya apung yang semakin besar.

Untuk benda yang tercelup seluruhnya, hukum Archimedes dapat diformulasikan sebagai berikut:

Berikut beberapa latihan soal .

 1. Sebuah botol di isi air sampai dengan ketinggian 50 cm dari dasar botol. jika botol dilubangi 10cm dari dasar botol, tentukan tekanan hidrostatis pada lubang jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan dan massa jenis air 4200 kg/m3 !

2. Sebuah drum di isi bensin hingga penuh. Tentukan tekanan hidrostatis pada dasar drum jika massa jenis bensin 7,35×103 kg/m3 dan tinggi drum 1 m.

3. Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 10 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 20 cm ?