More Related Content
What's hot (20)
Similar to Bab 4 Fluida.pptx (20)
Recently uploaded (20)
Bab 4 Fluida.pptx
- 1. Fluida Bobbi Wu/unsplash.com Oleh : Arizal Yustian
- 2. Pertanyaan Pemantik 1. Apa saja contoh fluida di sekitar Anda? 2. Mengapa kapal yang bermassa besar tidak tenggelam di laut? 3. Bagaimanakah kecepatan aliran air ketika lubang selang dipersempit dengan jari tangan? 4. Mengapa pesawat terbang yang bermassa besar dapat terbang? Fluida A. Fluida Statis B. Fluida Dinamis Matthew Barra/pexels.com
- 3. Massa jenis merupakan ukuran yang menunjukkan kerapatan atau kepadatan partikel sebuah zat. Massa jenis didefinisikan sebagai perbandingan antara massa dengan volume zat. MASSA JENIS FLUIDA STATIS Persamaan massa jenis: Keterangan: = massa jenis zat (kg/m3) m = massa zat (kg) V = volume zat (m3) Fisika XI | Fluida 3 /55
- 4. Fisika XI | Fluida 6 /55 Tekanan merupakan besarnya gaya yang bekerja pada suatu permukaan per satuan luas. TEKANAN FLUIDA STATIS Sebuah kubus yang dicelupkan ke dalam fluida statis memperoleh tekanan yang sama pada setiap sisinya. Yoan/GMP Keterangan: P = tekanan pada suatu permukaan (N/m2 atau Pa) F = gaya tekan atau gaya yang tegak lurus terhadap luas permukaan (N) A = luas bidang tekan (m2)
- 5. FLUIDA STATIS TEKANAN HIDROSTATIS Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang diberikan fluida ke semua arah akibat adanya gaya yang bekerja pada fluida tersebut. Keterangan: Ph = tekanan hidrostatis (Pa) = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = kedalaman suatu titik dalam zat cair (m) Fisika XI | Fluida 5 /55
- 6. Kegiatan Fisika XI | Fluida 6 /55 Kerjakan Kegiatan 4.1 hlm. 120, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo
- 7. FLUIDA STATIS TEKANAN HIDROSTATIS Tekanan hidrostatis pada suatu titik kedalaman ditimbulkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut. Artinya, tekanan yang diberikan oleh fluida yang berada di atas titik kedalaman tersebut dipengaruhi oleh tekanan atmosfer. Oleh karena itu, besar tekanan hidrostatis jika tekanan atmosfer tidak diabaikan dapat dituliskan sebagai berikut. Fisika XI | Fluida 7 /55
- 8. HUKUM PASCAL FLUIDA STATIS Fisika XI | Fluida 8 /55 Hukum Pascal dicetuskan oleh ilmuwan Prancis Bernama Blaise Pascal. Pernyataan Hukum Pascal adalah sebagai berikut. Tekanan yang diberikan pada fluida yang berada dalam suatu ruang tertutup akan diteruskan seluruhnya ke setiap titik dalam fluida dan dinding wadah.
- 9. HUKUM PASCAL FLUIDA STATIS Pompa hidrolik Encyclop脱dia Britannica, Inc. Salah satu penerapan Hukum Pascal adalah pada pompa hidrolik. Pompa hidrolik bekerja menggunakan dua penampang dengan luas permukaan yang berbeda seperti ditunjukkan pada gambar di samping. Tugas Fisika XI | Fluida 9 /55 Kerjakan Tugas 4.1 hlm. 127, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo
- 10. FLUIDA STATIS HUKUM PASCAL Ketika gaya F1 diberikan sehingga menghasilkan tekanan pada luas penampang 1 (A1), tekanan dari gaya F1 tersebut akan diteruskan oleh fluida yang terdapat di dalam tabung pengangkat hidrolik. Tekanan tersebut diteruskan pada penampang 2 (A2) sehingga menghasilkan tekanan berupa gaya angkat sebesar F2. Menurut Hukum Pascal, tekanan yang diberikan pada penampang 1 (P1) akan sama besarnya dengan tekanan yang diterima oleh penampang 2 (P2). Fisika XI | Fluida 10 /55
- 11. Keterangan: F1 = gaya yang diberikan pada penampang 1 (Pa) F2 = gaya yang diberikan pada penampang 2 (Pa) A1 = luas penampang 1 (m2) A2 = luas penampang 2 (m2) HUKUM PASCAL FLUIDA STATIS Beban sebesar 1 ton yang terletak pada pengisap besar dengan luas penampang 80 cm2 dapat terangkat dengan gaya 500 N. Berapakah luas penampang pengisap kecil? Fisika XI | Fluida 11 /55
- 12. Kegiatan Fisika XI | Fluida 12 /55 Kerjakan Kegiatan 4.2 hlm. 124, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo
- 13. HUKUM ARCHIMEDES FLUIDA STATIS Hukum Archimedes merupakan hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya berat dan gaya apung pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam fluida. Gaya apung merupakan gaya angkat ke atas pada suatu benda apabila dimasukkan ke dalam fluida (zat cair atau gas). Akibat adanya gaya angkat ke atas tersebut, benda yang dimasukkan ke dalam fluida beratnya akan berkurang dan akan terasa lebih ringan ketika diukur di dalam fluida. Kapal berukuran besar yang mengapung di permukaan laut adalah contoh penerapan Hukum Archimedes. Matthew Barra/pexels.com Fisika XI | Fluida 13 /55
- 14. HUKUM ARCHIMEDES FLUIDA STATIS Bunyi Hukum Archimedes yaitu sebagai berikut. Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam fluida, akan mengalami gaya keatas yang besarnya samadengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Konsep gaya apung dimanfaatkan untuk menerbangkan balon udara. David Clode/unsplash.com Fisika XI | Fluida 14 /55
- 15. Fisika XI | Fluida 21 /55 HUKUM ARCHIMEDES FLUIDA STATIS Gambar di samping menunjukkan wadah berisi zat cair dan terdapat gelas ukur di samping wadah tersebut. Saat sebuah benda dimasukkan ke dalam gelas berisi fluida, tinggi fluida tersebut akan naik dan keluar dari wadah, lalu mengisi gelas ukur. Berat fluida yang diperoleh pada gelas ukur akan sama dengan gaya apung yang diterima benda. Besar gaya apung tersebut sama dengan selisih berat benda saat ditimbang di udara dengan berat benda dalam zat cair. Volume fluida yang dipindahkan sama dengan gaya apung yang bekerja pada benda. Encyclop脱dia Britannica, Inc
- 16. FLUIDA STATIS HUKUM ARCHIMEDES Besarnya gaya apung yang dialami oleh benda ketika tercelup dalam zat cair dinyatakan dengan persamaan berikut. Keterangan: FA = gaya apung/gaya ke atas (N) wf = berat fluida (N) mf = massa fluida (kg) f = massa jenis fluida (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) Vbf = volume benda yang tercelup dalam fluida (m3) Fisika XI | Fluida 16 /55
- 17. Saat suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, terdapat tiga kondisi yang mungkin dialami benda tersebut, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam. Fisika XI | Fluida 17 /55
- 18. FLUIDA STATIS TEGANGAN PERMUKAAN Tegangan permukaan merupakan efek di mana permukaan suatu fluida yang diam berperilaku seperti selaput yang diregangkan. Tegangan permukaan disebabkan karena adanya gaya tarik kohesi, yaitu gaya tarik antarpartikel yang sejenis. Setiap partikel dalam fluida mendapatkan gaya tarik ke segala arah dari partikel yang lain. Namun, di permukaan fluida tidak ada partikel di atasnya. Partikel di bagian permukaan fluida tidak mendapat gaya tarik ke atas sehingga resultan gayanya mengarah ke bawah. Serangga dapat berdiri di atas permukaan air AdinaVoicu/pixabay. com Fisika XI | Fluida 18 /55
- 19. TEGANGAN PERMUKAAN FLUIDA STATIS Tegangan permukaan dapat didefinisikan sebagai gaya tiap satuan panjang permukaan, di mana gaya tersebut bekerja tegak lurus terhadap permukaan zat cair. Keterangan: 粒 = tegangan permukaan (N/m) F = gaya yang bekerja pada permukaan (N) L = panjang permukaan (m) Nilai Tegangan Permukaan Beberapa Zat Fisika XI | Fluida 19 /55
- 20. FLUIDA STATIS TEGANGAN PERMUKAAN Contoh fenomena yang berkaitan dengan tegangan permukaan adalah meniskus. Saat cairan dimasukkan ke wadah, akan tampak kelengkungan permukaan cairan. Fenomena tersebut dinamakan meniskus. Contohnya, permukaan air dalam wadah membentuk meniskus cekung dan permukaan raksa dalam wadah membentuk meniskus cembung Fenomena meniskus cembung pada permukaan raksa (kiri) dan meniskus cekung pada permukaan air (kanan) Water Science School/ usgs.gov Tugas Fisika XI | Fluida 20 /55 Kerjakan Tugas 4.3 hlm. 131, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo
- 21. FLUIDA STATIS TEGANGAN PERMUKAAN Fenomena lain yang berkaitan dengan tegangan permukaan adalah kapilaritas. Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan cairan dalam pipa sempit atau disebut juga pipa kapiler. Contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalah naiknya air pada tisu atau kertas. Naiknya air pada tisu adalah contoh fenomena kapilaritas. fismath.com Fisika XI | Fluida 21 /55
- 22. FLUIDA STATIS TEGANGAN PERMUKAAN Gejala kapilaritas ditandai dengan adanya perubahan ketinggian permukaan zat cair dalam pipa. Tinggi kenaikan zat cair tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut. Keterangan: h = kenaikan zat cair dalam pipa (m) 粒 = tegangan permukaan (N/m) 慮 = sudut kontak (属) r = jari-jari pipa (m) = massa jenis fluida (kg/m3 ) g = percepatan gravitasi (m/s2) Fisika XI | Fluida 22 /55
- 23. FLUIDA STATIS VISKOSITAS Besarnya gaya gesek fluida dinyatakan dengan persamaan berikut. Besarnya k bergantung bentuk geometris benda. Untuk benda berbentuk bola, besarnya k sama dengan 6r. Keterangan: F = gaya gesekan fluida (N) 侶 = koefisien viskositas (Pa.s) Persamaan tersebut dikenal sebagai Hukum Stokes. v = kecepatan terminal benda (m/s) r = jari-jari bola (m) Persamaan gaya gesek untuk benda berbentuk bola dapat dituliskan sebagai berikut. Fisika XI | Fluida 23 /55
- 24. Fluida dinamis terdiri atas dua jenis aliran, yaitu aliran turbulen (turbulent) dan aliran yang bersifat tunak atau laminar (steady). Aliran fluida yang bersifat turbulen sangatlah sulit untuk ditinjau. Oleh karena itu, dalam pembahasan mengenai fluida dinamis, aliran fluida yang ditinjau dibatasi hanya pada aliran fluida ideal. FLUIDA IDEAL FLUIDA DINAMIS Air mancur adalah contoh fluida dinamis. Siska Batiani Riyadi/GMP Fisika XI | Fluida 24 /55
- 25. Ciri-Ciri Fluida Ideal 1. Fluida memiliki sifat tidak termampatkan (inkompresibel). 2. Fluida bersifat nonviskos atau tidak kental. 3. Aliran fluida bersifat tunak atau steady. 4. Aliran fluida bersifat nonturbulent. FLUIDA IDEAL FLUIDA DINAMIS Air mancur adalah contoh fluida dinamis. Siska Batiani Riyadi/GMP Fisika XI | Fluida 25 /55
- 26. Debit merupakan besar perubahan volume fluida per satuan waktu DEBIT FLUIDA DINAMIS Keterangan: Q = debit fluida (m3/s) V = volume fluida (m3) t = waktu (s) A = luas penampang (m2) v = kecepatan fluida (m/s) Jika sebuah pipa dialiri oleh air, volume air yang mengalir dapat dinyatakan dengan V= A s, di mana A adalah luas penampang pipa (m2 ) dan s adalah panjang lintasan pipa yang dapat dinyatakan dengan s = v t. Persamaan debit dapat dituliskan menjadi sebagai berikut. Fisika XI | Fluida 26 /55
- 27. FLUIDA DINAMIS KONTINUITAS Aliran air akan lebih cepat ketika ujung selang dipersempit dengan jari tangan. creative2usa/pixabay. com Bagaimanakah aliran air dari selang ketika Anda menekan ujung selang dengan jari tangan? Ketika ujung selang dipersempit, aliran air akan semakin deras. Peristiwa tersebut dapat dijelaskan dengan Fisika XI | Fluida 27 /55 meninjau aliran fluida saat mengalir melalui luas penampang yang berbeda-beda seragam. Hal tersebut dijelaskan atau tidak dalam konsep persamaan kontinuitas.
- 28. Fisika XI | Fluida 37 /55 Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa hasil kali luas penampang dan kecepatan fluida di semua titik sepanjang pipa adalah konstan untuk fluida inkompresibel. KONTINUITAS FLUIDA DINAMIS Aliran fluida melalui pipa dengan diameter bervariasi Precision Graphics/Pearson Education, Inc Keterangan: Q = debit fluida (m3/s) A1 = luas penampang 1 (m2) v1 = kecepatan fluida di titik 1 (m/s) A2 = luas penampang 2 (m2) v2 = kecepatan fluida di titik 2 (m/s)
- 29. Tugas Fisika XI | Fluida 29 /55 Kerjakan Tugas 4.5 hlm. 135, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo
- 30. Gambar berikut menunjukkan suatu fluida yang mengalir pada pipa dengan luas penampang dan ketinggian yang berbeda. HUKUM BERNOULLI FLUIDA DINAMIS Fluida mengalir dalam sebuah pipa yang memiliki luas penampang dan ketinggian yang berbeda. Precision Graphics/Pearson Education, Inc Fisika XI | Fluida 30 /55
- 31. HUKUM BERNOULLI Persamaan Bernoulli: FLUIDA DINAMIS Keterangan: P = tekanan fluida (Pa) = massa jenis fluida (kg/m3) v = kecepatan aliran fluida (m/s) h = ketinggian suatu titik dari titik acuan (m) g = percepatan gravitasi (m/s2) Fisika XI | Fluida 31 /55 Dari persamaan tersebut, diperoleh bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume besarnya sama di setiap titik. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Bernoulli.
- 32. FLUIDA DINAMIS Aliran udara di sekitar sayap pesawat terbang Precision Graphics/Pearson Education, Inc PENERAPAN HUKUM BERNOULLI Sayap Pesawat Terbang Fisika XI | Fluida 32 /55 Garis-garis arus di bagian atas sayap lebih rapat daripada bagian bawah sayap. Persamaan kontinuitas menyatakan pada titik dengan luas penampang yang kecil, fluida memiliki kecepatan yang besar. Oleh karena itu, kecepatan udara di bagian atas sayap akan meningkat, sehingga kecepatan udara di atas sayap akan lebih cepat daripada di bawah sayap. Akibatnya, tekanan udara di atas sayap lebih kecil daripada tekanan di bawahnya. Dengan demikian, akan dihasilkan gaya ke atas pada sayap, yang disebut gaya angkat.
- 33. PENERAPAN HUKUM BERNOULLI FLUIDA DINAMIS Aliran udara di sekitar sayap pesawat terbang Precision Graphics/Pearson Education, Inc Besarnya gaya angkat yang bekerja pada pesawat. Fisika XI | Fluida 33 /55
- 34. PENERAPAN HUKUM BERNOULLI FLUIDA DINAMIS Venturimeter Precision Graphics/Pearson Education, Inc Venturimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida. Pada tabung venturi terdapat pipa yang mengalami penyempitan. Fluida yang mengalir pada pipa tersebut akan semakin cepat ketika melewati bagian yang sempit ini, sehingga tekanan di bagian tersebut akan lebih rendah. Peristiwa tersebut dinamakan dengan efek venturi. Venturimeter terdiri atas dua jenis, yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter dengan manometer Venturimeter Fisika XI | Fluida 34 /55
- 35. PENERAPAN HUKUM BERNOULLI FLUIDA DINAMIS Air yang mengalir melalui lubang di tangki air Precision Graphics/Pearson Education, Inc Besar kecepatan cairan yang mengalir dari lubang di tangki air dapat dihitung menggunakan persamaan berikut. Teorema Torricelli Keterangan: v1 = kecepatan fluida dari lubang (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s2) h2 = ketinggian fluida (m) h1= ketinggian lubang dari dasar (m) Fisika XI | Fluida 35 /55
- 36. Tugas Kerjakan Tugas 4.6 hlm. 140, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo Latihan Fisika XI | Fluida 36 /55 Kerjakan Latihan 4.2 hlm. 140, buku Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo
- 37. Tugas Kelompok Bentuklah kelompok yang terdiri atas lima orang. Buatlah alat peraga yang berhubungan dengan materi pada bab ini. Alat peraga dibuat dengan memanfaatkan barang bekas di sekitar Anda yang masih layak digunakan. Buatlah alat peraga tersebut berdasarkan kreativitas setiap kelompok. Presentasikan alat peraga kreasi kelompok Anda di depan kelas. Berkreasilah dengan kompak. Fisika XI | Fluida 37 /55
- 38. Kesimpulan Fisika XI | Fluida 38 /55
- 39. 1. Sebuah balok kayu yang volumenya 4.000 cm3 mengapung di permukaan air dengan 60% volumenya tercelup dalam air. Berapakah massa jenis balok kayu tersebut? 2. Pak Didi memiliki akuarium berukuran panjang 40 cm, lebar 30 cm, dan tinggi 20 cm. Akuarium tersebut terisi oleh air hingga hanya menyisakan tinggi 1 cm yang tidak terisi air. Diketahui bahwa massa jenis air tersebut sebesar 1 g/cm3 . Di dalam akuarium tersebut terdapat ikan dengan massa 500 g yang berenang hingga berada pada ketinggian 5 cm dari dasar akuarium. Berapa tekanan hidrostatik yang diterima ikan tersebut? (g = 10 m/s2) 3. Sebuah pompa hidrolik digunakan untuk mengangkat benda yang bermassa 1.000 kg. Benda tersebut diletakkan pada pengisap besar yang diameter permukaannya 5 m. Adapun pengisap kecil diameter permukaannya 50 cm. Tentukan gaya minimal yang perlu dikerjakan pada pengisap kecil untuk dapat mengangkat benda tersebut. Kuis Fisika XI | Fluida 39 /55 Bab
- 40. 4. Riska memiliki dua benda yang jenisnya berbeda, yaitu benda A dan benda B. Kedua benda memiliki ukuran yang sama, yaitu 0,125 L, namun massa kedua benda berbeda. Benda A massanya 15 g dan benda B massanya 20 g. Riska menjatuhkan kedua benda tersebut ke dalam bak berisi air. Setelah kedua benda dijatuhkan ke dalam bak, apakah keduanya akan tenggelam atau terapung? Jelaskan alasannya. 5. Air sebanyak 15 liter dipindahkan ke dalam wadah penampung menggunakan selang. Luas penampang selang tersebut adalah 5 cm2. Waktu yang diperlukan untuk memindahkan air ke wadah adalah 5 detik. Berapakah kecepatan air mengalir dalam selang? 6. Sebuah pipa digunakan untuk mengalirkan air. Luas penampang belakang pipa tersebut adalah 6 cm2 dan luas penampang depannya 3 cm2. Air tersebut bergerak dengan kecepatan 3 m/s pada pipa bagian belakang. Berapakah volume air yang mengalir setiap detiknya pada pipa belakang? Kuis Fisika XI | Fluida 40 /55 Bab 4
- 41. 7. Sebuah keran dipasang pada wadah penampung air. Tinggi wadah penampung tersebut adalah 200 cm dan tinggi keran dari permukaan air adalah 100 cm. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2, berapakah kecepatan air yang mengalir dari keran tersebut? 8. Suatu fluida yang massa jenisnya 800 kg/m3 mengalir melalui sebuah pipa yang memiliki perbedaan ketinggian 100 cm. Kecepatan aliran fuida tersebut adalah 4 m/s. Perbandingan luas penampang pipa untuk fluida masuk dan pipa untuk fluida keluar adalah 3:5. Tentukan perbedaan tekanan kedua ujung pipa tersebut. Kuis Fisika XI | Fluida 41 /55 Bab 4
- 42. Pertanyaan 1 Berilah tanda pada pernyataan yang tepat berdasarkan teks tersebut. Ubur-ubur dan lumba-lumba hidup di daerah dengan tekanan hidrostatis yang relatif sama. daerah yang tekanan di lebih tinggi dibandingkan cacing Udang hidup hidrostatisnya tabung. Gurita hidup di daerah yang tekanan rendah dibandingkan cumi- hidrostatisnya lebih cumi. Timun laut adalah salah satu hewan yang hidup di zona dengan tekanan hidrostatis paling tinggi. Lumba-lumba dan paus biru adalah hewan yang hidup di zona dengan tekanan hidrostatis paling tinggi. Latihan Soal AKM Fisika XI | Fluida 42 /55 Perhatikan infografis berikut untuk menjawab pertanyaan. Sciencefacts.net
- 43. air laut adalah dan kg/m3 9,8 percepatan m/s2 , tentukan Pertanyaan 2 Jika massa jenis 1.300 gravitasi tekanan hidrostatis yang diterima oleh ikan sungut ganda. Pertanyaan 3 Tentukan perbedaan tekanan hidrostatis antara zona mesopelagik dan zona epipelagik. Latihan Soal AKM Fisika XI | Fluida 43 /55 Sciencefacts.net
- 44. Pertanyaan 4 Hewan yang menerima tekanan hidrostastis paling kecil adalah .... A. Cacing tabung B. Udang C. Belut D. Penyu E. Kepiting Latihan Soal AKM Fisika XI | Fluida 44 /55 Sciencefacts.net
- 45. 55 Terima kasih