Fluida adalah zat yang mampu mengalir dan menyesuaikan diri dengan wadahnya. Dokumen ini menjelaskan definisi dan sifat-sifat fluida seperti massa jenis, tekanan, tekanan hidrostatis, dan hukum Pascal.

1. Definisi Dan Sifat-Sifat
Fluida
MARFIZAL . ST . MT

2. FLUIDA : adalah zat-zat yang mampu mengalir
dan menyesuaikan diri dengan wadah atau
tempatnya.
Bila berada dalam keseimbangan, fluida tidak
dapat menahan gaya tangensial atau gaya
geser. Sehingga semua fluida memiliki
derajat kompresibilitas dan memberikan
tahanan kecil terhadap perubahan bentuk.

3. MASSA JENIS
 Ukuran kepadatan (densitas) benda homogen
disebut massa jenis, yaitu massa per satuan
volume.
Sifat- Sifat Fluida

4. • Besaran penting untuk mendeskripsikan fluida?
– Rapat massa (densitas)
V∆
∆
=
m
ρ satuan:
kg/m3
= 10-3
g/cm3
ρ(air) = 1.000 x103
kg/m3
= 1.000 g/cm3
ρ(es) = 0.917 x103
kg/m3
= 0.917 g/cm3
ρ(udara) = 1.29 kg/m3
= 1.29 x10-3
g/cm3
ρ(Hg) = 13.6 x103
kg/m3
= 13.6 g/cm3

5. Massa jenis zat (ρ)
• 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

6. Jadi massa jenis zat adalah
perbandingan antara massa dengan
volume zat
• Secara matematis di rumuskan:
ρ = m / V
Dengan :
m = massa
V = volume zat
• ρ = kerapatan = massajenis
Massa jenis zat (ρ)

7. Specific gravity (sg)
adalah perbandingan density suatu zat
dengan density air pada temperatur yang
sama.
specific gravity tak bersatuan.
misal sg20/20 : density suatu zat dibagi
dengan density air pada temperatur 20 C.

8. • Besaran penting untuk mendeskripsikan fluida?
– Tekanan
• Tekanan adalah ukuran penjalaran gaya oleh fluida, yang
didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada
suatu permukaan persatuan luas permukaan
A
F
p
∆
∆
=
satuan :
1 N/m2
= 1 Pa (Pascal)
1 bar = 105
Pa
1 mbar = 102
Pa
1 torr = 133.3 Pa
1atm = 1.013 x105
Pa
= 1013 mbar
= 760 Torr
= 14.7 lb/ in2
(=PSI)

10. Zat Kerapatan (kg/m3
)
Zat Cair
Air (4o
C) 1,00 x 103
Air Laut 1,03 x 103
Darah 1,06 x 103
Bensin 0,68 x 103
Air raksa 13,6 x 103
Zat Padat
Es 0,92 x 103
Aluminium 2,70 x 103
Besi & Baja 7,8 x 103
Emas 19,3 x 103
Gelas 2,4 – 2,8 x 103
Kayu 0,3 – 0,9 x 103
Tembaga 8,9 x 103
Timah 11,3 x 103
Tulang 1,7 – 2.0 x 103
Zat Gas
Udara 1,293
Helium 0,1786
Hidrogen 0,08994
Uap air
(100 o
C)
0,6
Berikut ini data massa jenis dari beberapa
zat.
Bandingkan besarnya massa jenis
benda padat,cair dan gas !.

11. Soal:
Sepotong emas yang bentuknya seperti sepeda akan di tentukan massanya. Emas di
masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya telah berisi air, seperti gambar .
Ternyata , skala yang ditunjukan oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75
cm 3 . Bila massa jenis emas = 19,3 gram/cm3 , berapakah massa emas tersebut .
Diket :
ρ = 19,3 gr/cm 3
V
= 3, 75 cm 3
Ditanya : m
Jawab :
m = ρV
= 19,3 x 3,75
= 72,375 gram

12. Soal• 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 ρ A= 8000 kg/ m3
– Logam B :m B = 0,10 kg dan ρ B= 10000 kg /m3
• Ditanya : massa jenis rata – rata logam paduan

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

14. • Anggapan: fluida tak
termampatkan (incompressible)
• Rapat massa konstan
Hubungan tekanan dengan kedalaman fluida
• Bayangkan volume fluida khayal (kubus, luas penampang A)
– Resultan semua gaya pada volume tersebut harus NOL 
keadaan setimbang: F2 - F1 - mg = 0
y1
y2
A
p
1
p2
F1
F2
mg
0
p
ApApFF 1212 −=−
Ag)yy(mg 12 −ρ=
)yy(gpp 1212 −ρ+=

15. Tekanan ( p )
Tekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu
bidang tiap satuan luas bidang yang dikenai gaya
Di rumuskan :
P = F / A
dengan :
F = gaya yang bekerja pada benda (Newton)
A = luas penampang benda(m2
)
1 pascal ( 1 Pa) = 1 N/m2
Satuan lain yang digunakan = atm (atmosfer), cm
Hg, mb(milibar)
1 bar = 105
Pa 1 atm = 76 cm Hg=1,01 .105
Pa
1 mb = 10-3
bar

16. Tekanan
Penerapan konsep tekanan
dalam kehidupan sehari-
hari misalnya pada pisau
dan paku. Ujung paku
dibuat runcing dan pisau
dibuat tajam untuk
mendapatkan tekanan
yang lebih besar, sehingga
lebih mudah menancap
pada benda lain.

17. TEKANAN adalah gaya yang bekerja tegak lurus
pada suatu permukaan bidang dan dibagi luas
permukaan bidang tersebut. Secara matematis
dapat di tulis :
F = w
A
Keterangan:
P = tekanan (N/m2
) atau Pascal (Pa) atau atm
F = gaya N
A = luas bidang tekan m2
1 Pa = 1 N/m2
------- 1 atm = 1,01 x 105
Pa

18. Tekanan Hidrostatis
Gelas yang tidak terisi air terasa ringan, sedangkan gelas
yang terisi air terasa berat. Peristiwa tersebut
menunjukan bahwa air (zat cair) memberikan gaya
tekan yang arahnya kebawah kepada telapak tangan.
Pada fluida diam, tekanan pada suatu titik disebabkan
oleh gaya berat fluida yang di atas titik tersebut.
Tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak
disebut tekanan hidrostatis.
MANAKAH YANG PALING BERAT?

19. Volume fluida yang berada di atas titik B adalah:
V=A h;
dengan
A = luas penampang wadah
=massa jenis fluidaρ
Massa fluida di atas B adalah:
m= V = A hρ ρ
Sedangkan gaya (berat) yang diberikan fluida itu:
F = m.g = A h gρ
apabila, besarnya tekanan fluida di titik B, adalah:
P =F /A, maka :
Ket :
= massa jenis fluida (kg/mρ 3
)
g = percepatan gravitasi (m /s2
)
h = kedalaman (m)
Perhatikan ilustrasi berikut !

20. Kegiatan Ilmiah
Kekuatan pancaran air atau
pancaran zat cair ini
ditentukan oleh besarnya
tekanan dalam air atau zat
cair tersebut. Hal ini berarti
semakin dalam suatu
tempat dalam air atau zat
cair dari permukaannya,
maka semakin besar
tekanan hidrostatisnya
Mengapa bagian bawa yang
jarak pancarannya paling
jauh ???
Jawab :

21. Tekanan Total
Jika tekanan udara luar ikut
diperhitungkan seperti pada
gambar, besarnya tekanan
total atau tekanan mutlak
pada satu titik di dalam fluida
adalah
p0 = tekanan udara luar = 1,013 × 105
N/m2
, dan
pA = tekanan total di titik A (tekanan mutlak).

22. Hukum Pokok Hidrostatis
“setiap ttik yang terletak pada kedalaman yang
sama dari satu jenis zat cair memiliki besar tekanan
hidrostatis yang sama”.
pA =pB = pC = pD
A B C D

23. Menentukan massa jenis zat cair dengan hukum
pokok hidrostatis
hA
hB
minyak air
A B
Sebuah tabung berbentuk U berisi minyak dan air, seperti
tampak pada gambar di bawah:
Titik A dan titik B berada
pada suatu bidang datar dan
dalam suatu jenis zat cair.
Berdasarkan hukum pokok
hidrostatis maka kedua titik
tersebut memiliki tekanan
yang sama, sehingga:
pA = pB
ρminyak g hA = ρair g hB
ρminyak hA = ρair hB
minyak
B
A
air ρ
h
h
ρ =
Keterangan:
ρoil = massa jenis minyak
ρwater = massa jenis air
hA = tinggi kolom minyak
hB = tinggi kolom air

24. Tekanan Atmosfir
Berdasarkan pengukuran tekanan atmosfer
dipermukaan air laut adalah 1,01 x 105
N/m2
atau
dikenal dengan 1 atm (1 atmosfer).
Tekanan atmosfer sebesar 1,01 x 105
N/m2
artinya tekanan ini meberikan gaya
sekitar 105
Newton pada daerah seluas 1
m2
.
Setiap saat manusia menerima
tekanan atmosfer sebesar 1 atm dari
segala arah, tetapi mengapa tubuh
kita tidak remuk ?

25. Tekanan Atmosfer
Tekanan atmosfer adalah tekanan yang
sebabkan oleh oleh udara luar.
biasanya diukur dengan barometer air
raksa.

26. Tekanan Hidrostatis (Ph)
Di rumuskan
Ph = F / A
= mg / A
= ρVg / A
= ρ A h g / A
= ρ g h
ρ= massa jenis zat cair
h= kedalaman g= percepatan gravitasi
Tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak disebut
tekanan hidrostatik

27. Tekanan Gauge
Yaitu selisih antara tekanan
yang tidak diketahui dengan
tekanan atmosfer (tekanan
udara luar)
Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan
menyatakan tekanan gauge, sedangkan tekanan
sesungguhnya disebut tekanan mutlak
Pmutlak = P gauge + P atmosfer

28. Tekanan Absolut
Adalah jumlah dari tekanan atmosfer
dan tekanan gauge
psig : pound per square in gauge
psia : pound per square in absolute
Pa = P atm + Pg

29. SOAL
Sebuah ban berisi udara memiliki
tekanan mutlak kira-kira 30 bar,
sebab tekanan atmosfer pada
permukaan laut kira-kira 20 bar,
brp tekanan gauge-nya?

30. Hukum Pascal
• Tekanan yang di berikan kepada
fluida diam yang memenuhi
sebuah ruangan di teruskan
oleh fluida itu ke segala arah
sama besarnya.

31. Prinsip Pascal
• Dengan Hk. Newton:
– Tekanan merupakan fungsi kedalaman: ∆p = ρg∆y
• Prinsip Pascal membahas bagaimana perubahan
tekanan diteruskan melalui fluida
Perubahan tekanan fluida pada suatu bejana tertutup akan
diteruskan pada setiap bagian fluida dan juga pada dinding
bejana tersebut.
• Prinsip Pascal  tuas/pengungkit hidrolik
– Penerapan gaya yang cukup kecil di tempat tertentu
dapat menghasilkan gaya yang sangat besar di tempat
yang lain.
– Bagaimana dengan kekekalan energi?

32. • Perhatikan sistem fluida di samping:
– Gaya ke bawah F1 bekerja pada
piston dengan luas A1.
– Gaya diteruskan melalui fluida
sehingga menghasilkan gaya ke atas
F2.
– Prinsip Pascal: perubahan tekanan
akibat F1 yaitu F1/A1 diteruskan pada
fluida.
F F
1
2
d
2
d
1
A A21
2
2
1
1
A
F
A
F
=
1
2
12
A
A
FF =
Prinsip Pascal

33. • Misalkan F1 bekerja sepanjang
jarak d1.
– Berapa besar volume fluida
yang dipindahkan?
F F
1
2
d
2
d
1
A A21
• Usaha yang dilakukan F1 sama dengan usaha
yang dilakukan F2  kekekalan energi
volume ini menentukan seberapa jauh
piston di sisi yang lain bergerak
111 dV A=∆
12 VV ∆=∆
2
1
12
A
A
dd =
1
2
1
1
1
2
1222 W
A
A
d
A
A
FdFW ===
Prinsip Pascal

34. F1
A1
F2
A2
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
Prinsip Pascal

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

36. Hukum Archimedes
 Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak
lebih mudah diangkat dalam air daripada di
darat?
 Mengapa balon gas bisa naik ke atas ?
 Mengapa kapal yang terbuat dari besi bisa
terapung?
Benda-benda yang dimasukkan pada fluida
seakan akan mempunyai berat yang lebih kecil
daripada saat berada di luar fluida. Misalnya,
batu terasa lebih ringan ketika berada di dalam
air dibandingkan ketika berada di udara. Berat
di dalam air sesungguhnya tetap, tetapi air
melakukan gaya yang arahnya ke atas. Hal ini
menyebabkan berat batu akan berkurang,
sehingga batu terasa lebih ringan.

37. Bunyi Hk. Archimedes
Hukum Archimedes menyatakan bahwa: “Gaya yang
bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian
atau selu- ruhnya ke dalam suatu fluida sama dengan
berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”
Perhatikan Ilustrasi berikut

38. Prinsip Archimedes
• Mengukur berat suatu benda di udara (W1) ternyata
berbeda dengan berat benda tersebut di air (W2)
W2?W1
W1 > W2
– Mengapa?
• Karena tekanan pada bagian
bawah benda lebih besar
daripada bagian atasnya, air
memberikan gaya resultan ke
atas, gaya apung, pada benda.

39. • Gaya apung sama dengan selisih tekanan dikalikan
luas.
fluidapindah_fluidafluida_dlm_bendafluidaB WgmVgF =⋅=⋅⋅= ρ
)Ay-g(y)( 12ρ=⋅−= AppF 12B
Archimedes:
Gaya apung sama dengan
berat volume fluida yang
dipindahkan oleh benda.
• Besar gaya apung menentukan
apakah benda akan terapung atau
tenggelam dalam fluida
y1
y2
A
p
1
p
2
F
1
F
2

40. Terapung atau tenggelam?
F mgB
y
• Kita dapat menghitung bagian benda
terapung yang berada di bawah
permukaan fluida:
– Benda dalam keadaan setimbang
mgFB =
fluida
benda
benda
bf
V
V
ρ
ρ
=
bendabendabffluida VgVg ⋅⋅=⋅⋅ ρρ

41. Gaya ke atas : Maka di rumuskan :
Wbf = w – Fa
Fa = w – wbf
atau
Fa = F2 – F1
= P2 A – P1 A
= (P2 – P1)A
= ρf ghA
= (ρf g) (hbf A)
= (ρf g) Vbf
maka gaya ke atas di rumuskan :
Fa = (ρf g) Vbf
FFaa
W = mgW = mg
FF22
FF11

42. FFaa
W = mgW = mg
FF22
FF11
Gaya ke atas Di rumuskan :
Wbf = w – Fa
Fa = w – wbf
atau
Fa = F2 – F1
= P2 A – P1 A
= (P2 – P1)A
= ρf ghA
= (ρf g) (hbf A)
= (ρf g) Vbf
maka gaya ke atas di rumuskan :
Fa = (ρf g) Vbf
• Dengan:
∀ ρf = massa jenis fluida (kg/m3
)
• Vbf= volume benda dalam fluida (m3
)
• Fa = gaya ke atas (N)

43. 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

44. Mengapung
• Karena bendanya
seimbang, maka :
∑Fy = 0
Fa – w = 0
Fa = w
Fa = mb g
Fa = (ρb Vb) g
(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g
ρb = (Vbf/Vb) ρf
ww
FaFa
hhbb
hhbfbf
ρρbb ρρff<<

45. Atau ρb = (Vbf/Vb) ρf
= (A hbf / A hb) ρf
ρb = ( hbf / hb ) ρf
• Dengan :
∀ ρb = massa jenis benda (kg / m3
)
∀ ρf = masa jenis fluida (kg / m3
)
• hb = tinggi benda (m)
• hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

46. Kesimpulan :
• Benda yang dicelupkan ke dalam
fluida akan mengapung, bila massa
jenis rata – rata benda lebih kecil
daripada massa jenis fluida.
• Syarat benda mengapung :
ρb < ρf

47. Soal :
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!

48. Soal :
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 :
ρf = 0,9 gr/cm3
Bagian yang muncul =( 1/3 )hb,
sehingga :
hbf = hb – (1/3)hb = (2/3)hb
Ditanya : Massa jenis benda (ρb)
Jawab :
36,0
9,03
2
cm
g
b
b
b
b
f
b
bf
b
h
h
h
h
=
=
=
ρ
ρ
ρρ

49. Melayang Syarat benda melayang :
Fa = w
(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g
(ρf Vb) g = (ρb Vb) g
ρf = ρb
FaFa
ww
ρρbb
ρρff==

50. • Benda yang dicelupkan ke dalam fluida
akan melayang, bila massa jenis rata –
rata benda sama dengan massa jenis
fluida.
• Syarat benda melayang:
ρb = ρf

51. Tenggelam Dengan cara yang sama
di peroleh :
ρb > ρf
Kesimpulan :
• Benda yang
dicelupkan ke dalam
fluida akan tenggelam,
bila massa jenis rata –
rata benda lebih besar
daripada massa jenis
fluida.ww
FaFa

52. TEGANGAN PERMUKAAN
• CONTOH:

53. • Contoh :
 Silet dapat mengapung di air
 Nyamuk dapat hinggap di atas air
Secara matematis tegangan permukaan di
rumuskan :
l
F
=γ
Dengan:
F : gaya (N)
l : panjang (m)
γ ; tegangan permukaan (N/m)

54. Atau
• Di rumuskan :
A
W
=γ
Dengan :
W = usaha (J)
A = luas penampang (m2)
γ = tegangan permukaan (J/m2
)

55. Tegangan permukaan pd sebuah bola
θγ
θγ
cos
cos
lF
l
F
y
y
=
=
• Dari gambar di
peroleh :
• Karena
• maka :
rl π2=
Fy = 2 π r γ cos θ

56. 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.

57. • Diket :
•r = 3 x 10-5
m
•w = 4,5 x 10-5
N
•n = 4
∀γ = 0,072 Nm-1
• Ditanya : θ

58. Penyelesaian
0
5
5
33
83,0cos
4.072,0.10.3.14,3.2
10.5,4
cos
2
cos
cos2
cos2
=
=
=
=
=
=
−
−
θ
θ
θ
γπ
θ
θγπ
θγπ
nr
w
r
n
w
rFy