MK Fakultas Teknik UGL smst Genap

1. FISIKA DASAR
FKIP UNIVERSITAS SYIAH KUALA

2. FLUIDA
STATIK
DINAMIK
Fluida merupakan sesuatu yang dapat mengalir
sehingga sering disebut sebagai zat alir. Fasa zat cair
dan gas termasuk ke dalam jenis fluida

3. 
Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebih
mudah diangkat dalam air ?
Mengapa balon gas bisa naik ke atas ?
Mengapa telur bisa mengapung dalam air garam
sementara dalam air murni tenggelam?
Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan
tidak tenggelam?
FENOMENA FLUIDA

4. 
Fluida selalu mempunyai bentuk yang dapat berubah
secara kontinyu seperti wadahnya, sebagai akibat
gaya geser (tidak dapat menahan gaya geser)
FLUIDA STATIS

5. 
CAIR:
Molekul-molekul terikat secara longgar namun tetap
berdekatan
Tekanan yg terjadi karena ada gaya gravitasi bumi yg
bekerja padanya
Tekanan terjadi secara tegak lurus pada bidang
FLUIDA

6. 
GAS:
Molekul bergerak bebas dan saling bertumbukan
Tekanan gas bersumber pada perubahan momentum
disebabkan tumbukan molekul gas pada dinding
Tekanan terjadi tidak tegak lurus pada bidang
FLUIDA

7. 
MASSA JENIS
Kadang kalau kita perhatikan orang banyak mengatakan
bahwa buah manggis lebih berat daripada kapas atau besi
lebih berat daripada plastik.
Hal ini tidak seluruhnya benar karena semua itu
tergantung ukuran dari masing - masing benda.

8. Massa jenis (lanjut……)
V
m


 Suatu sifat penting dari zat adalah rasio massa
terhadap volumenya yang dinamakan massa jenis
𝜌 = Densitas / massa jenis (Kg/m3)
m = Massa benda (Kg)
V = Volume benda (m3)

9. 
Dalam dunia medis, satuan densitas lebih sering
dinyatakan sebagai gr/cc (specific gravity / SG)
1 gr/cc = 1000 kg/m3
Air pada suhu 4 oC memiliki densitas 1 SG

10. 
Contoh
Beberapa ikan seberat 1 kg dimasukan dalam
tabung (diameter 0.5 m) yang berisi air dengan
ketinggian 1 m sehingga permukaan air
meningkat 0.7 m. Berapakah massa jenis ikan –
ikan tersebut?

11. 
• Kenapa ayam sulit berjalan di tanah yang lembek
sedangkan itik relatif lebih mudah?
• kalau tangan kita ditekan oleh ujung pena yang
bagian runcingnya terasa lebih sakit daripada oleh
ujung yang bagian tumpulnya.
TEKANAN

12. 
TEKANAN (lanjutan….)
gh
A
V
g
A
Vg
A
mg
P
A
F
P
essure









Pr
A
F
P
essure 

Pr
P = Tekanan (1 N/m2 = 1 Pa)
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
h

13. 
Barometer
Alat untuk mengukur tekanan udara menggunakan cairan
mercuri / Hg dengan massa jenis 13.6 gr/cc.
Ketika mengukur di pantai, maka tinggi cairan barometer
adalah 76 cm dengan percepatan gravitasi 9.8 m/s2
P =  g h = 13600 kg/m3 x 9.8 m/s2 x 0.76 m
P = 101.3 kPa = 1 Atm
TEKANAN (lanjutan….)
P = P atmosphere + P gauge
1 Atm = 101.3 kPa = 76 cmHg = 760 Torr

14. 
Contoh
Hitunglah tekanan total yang dialami sebuah benda yang
tercelup dalam sumur pada ke dalaman 10 m dari
permukaan air sumur. Jika percepatan gravitasi di daerah
itu adalah sebesar 10 m/s2.
Berapa tekanan yang dialami penyelam yang berada pada
posisi 100 m di atas dasar laut ?
(kedalaman laut = 1 km. massa jenis air laut : 1,025103
kg/m3)

15. 
Prinsip Pascal
Tekanan yang diberikan pada suatu
cairan yang tertutup akan
diteruskan tanpa berkurang ke
segala titik dalam fluida dan ke
dinding bejana (Blaise Pascal 1623-
1662)
Tekanan adalah sama di setiap titik
pada kedalaman yang sama

16. 
Prinsip Pascal (lanjutan….)
2
2
1
1
2
1
A
F
A
F
P
P



17. 
Prinsip Pascal (lanjutan….)
2
2
1
1
2
1
A
F
A
F
P
P



18. 
Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari
Prinsip Pascal (lanjutan….)
Paradoks hidrostatik A1
F1
A2
F2
Dongkrak Hidrolik

19. 
Sebuah pipa berbentuk U yang memiliki luas
penampang kakinya berbeda digunakan untuk
mengangkat beban. Berapakah beban maksimum
yang dapat diangkat olehnya jika luas penampang
yang kecil, A = 1 m2, diberikan gaya 104 N dengan
luas penampang yang besar adalah 5 m2?
Contoh

20. PRINSIP ARCHIMEDES
Kenapa kayu-kayu yang besar dan
banyak lebih mudah diangkat dalam
air ?
Mengapa balon gas He bisa naik ke
atas ?

21. 
Fenomena Archimedes
Anak yang terapung dengan
bantuan perahu ringan
Anak yang terapung di
laut yang kadar garamnya
tinggi sekali

22. 
h2
h1 F1
F2
A
Fenomena Archimedes
Gaya Buoyant = Fb
gV
F
gAh
F
h
h
gA
F
F
F
F
f
b
f
b
f
b
b









)
( 1
2
1
2
Prinsip Archimedes: Gaya Buoyant dari benda dalam
fluida adalah sama dengan berat dari fluida yang
dipindahkan oleh benda tersebut.

23. 
Fa = W (fluida yang dipindahkan)
Fa = m g
Fa =  V g
PRINSIP ARCHIMEDES( lanjut…)
Tenggelam Terapung Melayang

24. 
Apa syarat terjadinya benda terapung, melayang, dan
tenggelam ?
Semua berdasarkan resultan gaya arah vertikal
dengan melihat komponen gaya gravitasi dan
archimedes
PRINSIP ARCHIMEDES( lanjut…)
W
Fa
W
Fa
W
Fa

25. 
Contoh kasus
Archimedes diminta untuk mencari tahu apakah
mahkota raja yang baru dibuat benar2 terbuat dari
emas ataukah bukan ? Emas memiliki specific
gravity 19.3. massa mahkota tersebut 14.7 kg
ketika di udara dan 13.4 kg ketika berada di dalam
air. Apakah mahkota tersebut terbuat dari emas
murni ?

26. Jawab
Fb = Berat benda di udara – berat benda dalam air
Fb = W – W’ = f g V
W / Fb = b g V / f g V
W / Fb = b / f
14.7 / 1.3 = b / 1 gr/cc
b = 11.3 SG
Berarti mahkota tersebut bukan terbuat dari emas…
APAKAH ADA CARA
YG LEBIH MUDAH
??

27. Tegangan Permukaan
Timbul karena gaya tarik-menarik molekul-molekul
zat cair yang sejajar permukaan

F
L
F
 =

28. Fenomena Tegangan Permukaan
2 r  cos  = W
gr
cos
2
h




r r
w
2 r

29. FLUIDA BERGERAK

30. Karakteristik Aliran
Laminer ~ V rendah
Turbulen ~ V tinggi
Permukaan laut Pada kedalaman tertentu

31. 
HYDRODINAMIK
Syarat fluida ideal (Bernoulli) :
1. Zat cair tanpa adanya geseran dalam (cairan tidak viskous)
2. Zat cair mengalir secara stasioner (tidak berubah) dalam hal
kecepatan, arah maupun besarnya (selalu konstan)
3. Zat cair mengalir secara steady yaitu melalui lintasan
tertentu
4. Zat cair tidak termampatkan (incompressible) dan mengalir
sejumlah cairan yang sama besarnya (kontinuitas)

32. Kenapa kapal terbang
yang berat bisa terbang di
udara ?
Kenapa perahu layar bisa
mudah berbelok ?
Ada daya angkat dari fluida

33. 
A1 1 = A2  2
Kecepatan darah melalui pembuluh aorta berjari-
jari 1 cm adalah 30 cm/s. Hitunglah kecepatan
rata-rata darah tersebut ketika melalui pembuluh
kapiler yang masing-masing berjari-jari 4 x 10-4 cm
dan luas permukaan total 2000 cm2.
Kontinuitas
V1
A1
V2
A2

34. 
Persamaan Bernoulli
Kecepatan rendah  tekanan tinggi
Kecepatan tinggi  tekanan rendah
kenapa Selembar kain tipis ditiup
dari bagian atasnya, ternyata kain
tersebut naik ke atas?

35. 
 Berdasar konsep kerja – energi
P + ½v2 + gh = konstan
P1 + ½v1
2 + gh1 =P2 + ½v2
2 + gh2

36. 
Air dipompa dengan kecepatan 0,5 m/s melalui pipa
berdiameter 4 cm di lantai dasar dengan tekanan 3
atm. Berapakah kecepatan dan tekanan air di dalam
pipa berdiameter 2,6 cm di lantai atas yang tingginya
5 m ?
Contoh

37. 
Kenapa aliran sungai
terdapat perbedaan
kecepatan aliran pada titik
tengah dengan pinggir
sungai ?
Adanya gaya gesek antara
fluida dan dinding
Aliran Viskos
Fluida ideal
Fluida real

38. 
Viskositas
P1 P2
L
Debit alir ( volum per detik)

39. Viskositas
Debit aliran fluida dipengaruhi oleh tahanan yang
tergantung pd:
• Panjang pembuluh
• Diameter pembuluh
• Viskous / kekentalan zat cair (pada darah normal
kekentalan 3.5 kali air)
L
P
P
r
t
V


8
)
( 2
1
4


 = Viskousitas = 10-3 Pa (air) = 3 – 4 .10-3 Pa
(darah)
r = jari-jari pembuluh, L = Panjang
P = Tekanan, V = Volume, t = Waktu
Mengapa aliran
darah penderita
anemia sangat cepat
??

40. 
Oli mesin dengan viskositas 0,2 N.s/m2
dilewatkan pada sebuah pipa berdiameter
1,8 mm dengan panjang 5,5 cm. Hitunglah
beda tekanan yang diperlukan untuk
menjaga agar laju alirannya 5,6 mL/menit !
Contoh

41. TERIMA KASIH