1. STATIKA FLUIDA
„ Suatu padatan adalah bahan tegar yang mempertahankan bentuknya terhadap
pengaruh gaya-gaya luar
„ Fluida (zat alir) adalah bahan tak tegar yang tidak mempertahankan bentuknya
dan mengalir oleh pengaruh gaya luar. Yang termasuk dalam fluida ini antara
lain wujud Gas dan Cair.
„ Massa jenis atau rapat massa suatu zat didefinisikan sebagai massa per satuan
volume zat.
m
ρ = kg/m3
V
Fluida 1
2. TEKANAN
y Gaya F yang dikenakan pada permukaan fluida seluas S dapat
diuraikan menjadi gaya normal dan gaya pada bidang luasan.
F
F
S
S
y Tekanan P adalah gaya normal F persatuan elemen luas A .
F Satuan P ≡ Pascal (Pa)
P= 1 Pa = 1N/m2
A 1 cmHg = 1360 Pa
1 atm = 1,013 x 105 Pa
1 Bar = 105 Pa
Fluida 2
3. Tekanan di dalam fluida Statis
t Jika Fluida berada di dalam kesetim-bangan, maka tiap bagian fluida
berada di dalam kesetimbangan.
(p+dp)A
dy
y A dy
dB
Y=0
pA
t Gaya arah horizontal resultan adalah nol ( tidak ada percepatan
horizontal); begitu pula arah vertikal
Fluida 3
4. t Massa elemen kecil dari volume fluida = ρ A dy ;
Berat elemen B = ρ g A dy
t Kesetimbangan gaya arah vertikal
pA = (p+dP)A + dB
= (p+dP)A + ρ g A dy
Pp / dy = - ρ g
dP = - ρ g dy
ρ g = berat jenis fluida yaitu berat persatuan volume fluida
t Jika p1 tekanan pada elevasi y1 dan p2 tekanan pada elevasi y2 diatas
permukaan referensi, persamaan dapat diintegralkan :
p2 y2
∫ dP = - ∫ ρ g dy
p1 y1
Jika ρ ≠ ρ(y), maka : P2 - P1 = - ρ g (y2 - y1)
t Tekanan pada fluida hanya bergantung kedalaman, tidak bergantung luas
permukaan fluida (zalir).
Fluida 4
5. HUKUM UTAMA HIDROSTATTIKA
„ PARADOKS HIDROSTATIS
A B C D E
„ PA = PB = PC = PD = PE
„ HUKUM UTAMA HIDROSTATIKA
„ Tekanan pada setiap tempat yang mempunyai ketinggian sama,
dan pada jenis fluida yang sama yang berhubungan adalah sama.
Fluida 5
6. x po - p = - ρ g (y2 - y1)
x p = po + ρ g h ( tekanan sama pada titik pada kedalaman sama)
p = ρgh p - p o = ρgh
p2 = po
p2 = 0
po F
h
h = y2 - y1
p
p1 = p
Pengukuran Tekanan y2
h = y2 - y1 y2
x Barometer air raksa
y1
x Manometer terbuka dan tertutup p1 = po
y1
Fluida 6
7. GAYA ARCHIMIDES
„ Jika suatu balok hipotesis dalam suatu zat cair,
maka gaya-gaya dalam arah horisontal akan
saling meniadakan. Jika agian atas balok
berada pada kedalaman L, tinggi balok = h,
luas permukaan atas maupun bawah = A,
maka bagian atas balok mendapat gaya ke
bawah sebesar : FATAS = ρf g L A
Sedangkan gaya dari bawah melalui permukaan bawah besarnya :
FBAWAH = ρf g (L+H) A
Ini berarti bahwa balok tersebut akan mengalami gaya ke atas
sebesar : FA = FBAWAH -FATAS
FA = ρf g (L+H) A - ρf g LA
FA = ρf g V (gaya Archimides)
Fluida 7
8. DINAMIKA FLUIDA
y Gerak fluida dipresentasikan dengan melihat massa jenis
(x,y,z,t) dan kecepatan v(x,y,z,t) di titik (x,y,z) pada waktu t.
y Karakteristik aliran fluida
Aliran Tunak (Steady) : kecepatan setiap partikel fluida
sama
Aliran Berolah (rotational) :
Aliran Termampatkan (compressible) :
Aliran Kental (viscous) : adanya gaya gesek di dalam
gerak relatif benda padat yang merupakan gaya-gaya
tangensial diantara lapisan fluida.
y Dalam dinamika fluida dibatasi pada sifat aliran tunak, tak
berolah, tak termampatkan dan tak kental.
Fluida 8
9. KONTINUITAS
y Tinjau aliran tunak pada suatu titik, maka setiap partikel yang sampai di titik
tersebut akan lewat dengan laju dan arah sama membentuk garis arus
y Tabung aliran adalah kumpulan garis arus
A1 ,A2 : luas penampang tabung
v1 ,v2 : kecepatan partikel fluida
Q v ∆ t : jarak tempuh aliran fluida pada waktu ∆ t
P Fluks massa di P : ∆ m1 / ∆ t = ρ1 A1 v1
A2
Fluks massa di Q : ∆ m2 / ∆ t = ρ2 A2 v2
A
A1 1 v2 ∆t dimana ρ1.,ρ2 = massa jenis fluida di P
dan Q
v1 ∆t
Fluida 9
10. y Hukum kekekalan massa ( tidak ada fluida yang mening galkan tabung)
‚ ρ1 A1 v1 = ρ2 A2 v2 ------ ρ A v = konstan
µ Jika fluida tak termampatkan [ρ1 = ρ2 ]
ƒ A1 v1 = A2 v2 ----------------- A v = konstan [Pers. Kontinuitas]
y A.v menyatakan volume fluida yang mengalir per satuan waktu
(Debit).
y D = A.v
Fluida 10
11. Fluida tunak, tak termampatkan dan
tak viskos
¡ v2
p2 A2
¡ v1
p1 A1 ∆L2 ¡ v2
Y2
Y1 ∆L1
p2 A2
Kerja yang dilakukan oleh ¡ v1
gaya resultan yang beraksi
p1 A1 ∆L2
pada sistem adalah sama
dengan perubahan tenaga Y2
Y1 ∆L1
kinetik dari sistem tersebut.
Fluida 11
12. y Gaya F dan Kerja W pada sistem :
± F1 = P1 A1 ; W1 = P1 A1 ∆L1
± F2 = - P2 A2 ; W2 = - P2 A2 ∆L2
± F3 = m g ; W3 = - m g (y2 - y1)
Jumlah W = P1 A1 ∆L1- P2 A2 ∆L2 - mg (y2 - y1)
µ Sifat kontinuitas : A1 ∆L1 = A2 ∆L2
A ∆L = m/ρ [ konstan]
W = m / ρ (P1 - P2 ) - mg (y2 - y1)
Karena W = ∆K = 1/2 m v2 2 - 1/2 m v1 2
Fluida 12
