�ݺ�ߣ

FLUIDA_STATIS_dalam ilmu mekanika fluida

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

Jadi massa jenis zat adalah
perbandingan antara massa
dengan volume
Secara matematis di rumuskan:
ρ = m / V
Dengan :
m = massa
V = volume zat

Contoh
Contoh
Sepotong emas yang bentuknya seperti sepedah akan di tentukan
Sepotong emas yang bentuknya seperti sepedah akan di tentukan
massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya
massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya
telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan
telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan
oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm
oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm 3
3
. Bila
. Bila
massa jenis emas = 19,3 gram/cm
massa jenis emas = 19,3 gram/cm3
3
, berapakah massa emas
, berapakah massa emas
tersebut .
tersebut .
Diket :
Diket :
ρ
ρ = 19,3 gr/cm
= 19,3 gr/cm 3
3
V
V
= 3, 75 cm
= 3, 75 cm 3
3
Ditanya : m
Ditanya : m
Jawab :
Jawab :
m =
m = ρ
ρV
V
= 19,3 x 3,75
= 19,3 x 3,75
= 27,375 gram
= 27,375 gram

Tekanan ( p )
Tekanan ( p )
Misalnya tekanan air
Misalnya tekanan air
Cara mengukur tekanan zat :
Cara mengukur tekanan zat :
1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur
1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur
2. Timbang air yang ada dalam gelas ukur dengan
2. Timbang air yang ada dalam gelas ukur dengan
neraca
neraca
3. Hitung berat air dengan pers. W = mg
3. Hitung berat air dengan pers. W = mg
4. Hitung luas permukaan gelas ukur
4. Hitung luas permukaan gelas ukur
5. Bagi berat air dengan luas permukaan gelas
5. Bagi berat air dengan luas permukaan gelas
ukur
ukur

Jadi tekanan zat adalah gaya
Jadi tekanan zat adalah gaya
yang bekerja pada benda tiap
yang bekerja pada benda tiap
satuan luas benda
satuan luas benda
Di rumuskan :
Di rumuskan :
P = F / A
P = F / A
dengan :
dengan :
F = gaya yang bekerja pada
F = gaya yang bekerja pada
benda
benda
A = luas penampang benda
A = luas penampang benda

Tekana Hidrostatis (P
Tekana Hidrostatis (Ph
h)
)
Di rumuskan
Di rumuskan
P
Ph
h = F / A
= F / A
= mg / A
= mg / A
=
= 
Vg / A
Vg / A
=
= 
Ahg / A
Ahg / A
=
= 
hg
hg

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

Jawab:
Jawab:
Massa total logam = m
Massa total logam = mA
A + m
+ mB
B
= 0,04 + 0,10
= 0,04 + 0,10
= 0,14 kg
= 0,14 kg
Volume total = V
Volume total = VA
A + V
+ VB
B
=( m
=( mA
A /
/
 A
A) + (m
) + (mB
B /
/
 B
B)
)
= (0,04/8000) + (0,10/10000)
= (0,04/8000) + (0,10/10000)
= 0,6/40000
= 0,6/40000
Maka
Maka
Massa jenis logam paduan = massa total :
Massa jenis logam paduan = massa total :
volume total
volume total
= 0,14 : (0,6/40000)
= 0,14 : (0,6/40000)
= 9333 kg /m
= 9333 kg /m3
3

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

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
A •B
B

P
Po
o =
= 
 g h
g h
= (13,6 x 10
= (13,6 x 10 3
3
)(9,8)(0,76)
)(9,8)(0,76)
Jadi
Jadi
1 atm = 1,013 x 10
1 atm = 1,013 x 105
5
N/m
N/m2
2

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

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
F
F1
1
F
F2
2
A
A1
1
A
A2
2

Beberapa peralatan yang prinsip
kerjanya berdasarkan hkm. Pascal :
1. Dongkrak Hidrolik
2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik
3. Rem Hidrolik, dll

Bejana Berhubungan
Di rumuskan :
P1 = P2
Po + 1gh1 = Po + 2gh2
1h1 = 2h2
P
Po
o
P
Po
o
1
1 2
2
h
h1
1
h
h2
2

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

Perhatikan gambar berikut:
Tentukan 4

1
1

2
2

4
4

3
3
h2
h1
ho
h3
h4

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

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
F
Fa
a
W = mg
W = mg
F
F2
2
F
F1
1

Dengan:
f = massa jenis fluida (kg/m3
)
Vbf = volume benda dalam
fluida (m3
)
Fa = gaya ke atas (N)

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

Contoh soal :
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.

Penyelesaian:
Sebelum di celupkan air:
Fy = 0
T1 – mg = 0
T1 = mg
T1 = 1 x10
T1 = 10 N
T
T1
1
mg
mg

Sesudah dicelupkan :
Sesudah dicelupkan :

F
Fy
y = 0
= 0
T
T2
2 + F
+ Fa
a – mg = 0
– mg = 0
T
T2
2 = mg – F
= mg – Fa
a
T
T2
2 = 1 x 10 – F
= 1 x 10 – Fa
a
T
T2
2 = 10 - F
= 10 - Fa
a
mg
mg
T
T2
2
Fa
Fa

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

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
w
w
Fa
Fa
h
hb
b
h
hbf
bf

b
b 
f
f



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)

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 < f

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 :
3
6
,
0
9
,
0
3
2
cm
g
b
b
b
b
f
b
bf
b
h
h
h
h








Melayang
Syarat benda melayang :
Fa = w
(f Vbf) g = (b Vb) g
(f Vb) g = (b Vb) g
f = b
Fa
Fa
w
w

b
b

f
f
=
=

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

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 :
kayu
kayu
aluminium
aluminium
w
wk
k w
wAl
Al
F
Fak
ak
F
FaAl
aAl

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

Tenggelam
Dengan cara yang sama
di peroleh :
b > f
Kesimpulan :
Benda yang
dicelupkan ke dalam
fluida akan tenggelam,
bila massa jenis rata –
rata benda lebih besar
daripada massa jenis
fluida.
w
w
Fa
Fa

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 <  <
2 .Fluida – fluida itu tidak bercampur.
Buktikan : Fa = [1gy + 2 g(l – y)]A
Buktikan :  = [1y + 2 (l – y)]/l

Ini gambarnya!
2
1

y
l

TEGANGAN PERMUKAAN
• CONTOH:

Contoh :
 Silet dapat mengapung di air
 Nyamuk dapat hinggap di atas air
Secara matematis tegangan permukaan di
rumuskan :
l
F


Dengan:
F : gaya (N)
l : panjang (m)
 ; tegangan permukaan (N/m)

Atau
Di rumuskan :
A
W


Dengan :
W = usaha (J)
A = luas penampang (m2)
 = tegangan permukaan (J/m2
)

Tegangan permukaan pd sebuah bola




cos
cos
l
F
l
F
y
y


Dari gambar di
peroleh :
Karena
maka :
r
l 
2

Fy = 2  r  cos 

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.

Diket :
r = 3 x 10-5
m
w = 4,5 x 10-5
N
n = 4
 = 0,072 Nm-1
Ditanya : 

Penyelesaian
0
5
5
33
83
,
0
cos
4
.
072
,
0
.
10
.
3
.
14
,
3
.
2
10
.
5
,
4
cos
2
cos
cos
2
cos
2




















n
r
w
r
n
w
r
Fy

Diskusi dan interaksi
Mengapa deterjen sering digunakan
untuk mencuci pakaian agar pakaian
menjadi bersih ?

Meniskus
Adalah bentuk cembung atau cekung
permukaan zat cair akibat tegangan
permukaan.
air
air Raksa
Raksa





Proses pembentukan meniskus cekung
dan cembung
Adhesi adalah gaya tarik-menarik
antara partikel tak sejenis.
Kohesi adalah gaya tarik-menarik
antara partikel sejenis.

Perhatiakan gambar berikut:
Air Raksa


F
Fa
a
F
Fk
k
F
FR
R
F
Fa
a
F
Fk
k
F
FR
R



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.

Perhatikan gambar berikut :
Air Raksa
y


water
y


mercury

Secara matematis :
Air
y


water
gr
y
r
yg
r
r
mg
r
w
r
Fy
















cos
2
cos
2
cos
2
cos
2
cos
2
2






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.

Penyelesaian :
Diket :
 = 0,072 N/m ,  = 00
, g = 10 m/s2
 = 1000 kg/m3
, r = 0,001 cm= 10-5
m
Ditanya : y
Jawab:
y =(2 cos )/gr
= [(2)0,072 cos 00
] /[1000(10)10-5
]
= 1,44 m

Sihir korek api
Alat dan bahan :
1. Korek api
2. Semangkok air
3. Sabun
4. Gula batu

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 ?

Membuat kapal sederhana:
Alat dan Bahan :
1. Karton
2. Gunting
3. Sabun
4. Tempat air

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

Kelompok 2:
Farica Hadianti Deliana
Felly Oktalina
Lingga Curnia Dewi

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

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.

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

KELOMPOK 1
Afitri widya hasanah
Daniar P.E

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.

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.

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

KELOMPOK 3 :
Eny Faridah
Evie Salis Rahmawati
Irwan Suwito

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.

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.

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

KELOMPOK 4 :
Aditya Alpha T.
Dinar Wahyu H.
Fani Widayanto
Radik Khairil I.

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.

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.

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.

KELOMPOK 5
Septiyan Ikayanti
Titin Yuliati
Yosi Triliana I.

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.

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.

KELOMPOK 6
DEVITA O.
EFRILLIA R.
IKA PUSPITA
RENY H.

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.

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.

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

�ݺ�ߣ

FLUIDA_STATIS_dalam ilmu mekanika fluida

Recommended

More Related Content

Similar to FLUIDA_STATIS_dalam ilmu mekanika fluida (20)

More from paijoby (10)

Recently uploaded (6)

FLUIDA_STATIS_dalam ilmu mekanika fluida