Dokumen tersebut membahas tentang materi fluida statis pada pelajaran fisika untuk kelas X semester 2. Materi tersebut mencakup hukum-hukum dasar fluida statis seperti tekanan, hukum pokok hidrostatis, hukum Pascal, dan hukum Archimedes beserta contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

1. Satuan Pendidikan : SMA
Kelas/Semester : X/2
Mata Pelajaran : Fisika
Materi Pokok : Fluida Statis
A. Kompetensi Inti
1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
2. Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli, santun, ramah
lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan pro-aktif) dan
menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa
dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam
menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
3. Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dalam
ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan
kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait
dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan
mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.
B. Kompetensi Dasar
3.7 Mendeskripsikan hukum-hukum pada fluida statis dan penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari
4.7 Merancang dan membuat sesuatu peralatan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida
untuk mempermudah suatu pekerjaan

2. Peta Konsep
Materi
A. Hukum-Hukum pada Fluida Statis
Zat yang mengalir digolongkan sebagai fluida. Dengan demikian, zat cair dan zat gas
merupakan fluida. Contoh fluida yang paling sering kita jumpai adalah air. Sebagian
besar struktur bumi tersusun atas air. Siapakah pencipta air? Tuhan telah menciptakan
air dengan segala keajaibannya. Bayangkan jika tidak ada air di dunia. Apa yang akan
terjadi? Sudah pastikan tidak akan ada kehidupan di bumi ini.
Fluida dibagi menjadi dua, fluida statis (fluida diam) dan fluida dinamis (fluida
bergerak/mengalir). Namun pada kali ini, kita hanya akan membahas fluida statis.
Tekanan
Hidristatis
Hukum Pokok
Hidrsotatik
Manometer/Bar
ometer
Fluida
Fluida Statis
Hukum
Archimedes
Gaya Angkat
Keatas
Hidrometer,Kap
al laut,Kapal
selam,balon
udara
Hukum Pascal
Tekanan
diteruskan ke
segala arah
Dongkrak
Hidrolik, Pompa
Hidrolik
Cair
Tegangan
Permukaan
Ayo kita lihat fenomena sekitar :
Apa yang akan terjadi jika air dan minyak kita satukan dalam satu wadah?
Mengapa?

3. Untuk mempelajari fluida statis, kita harus memahami hukum-hukum dasar fluida.
Sebelum itu, mari kita identifikasi masalah berikut :
- Mengapa ketika semakin dalam kita menyelam, maka makin besar tekanannya?
- Mengapa kapal laut yang terbuat dari besi dapat mengapung diatas laut?
- Mengapa balon udara yang berisi gas panas dapat naik ke udara?
Massa Jenis adalah perbandingan antara massa benda dengan volume benda.
Massa jenis diberi lambang ρ (rho)
Dilihat dari pengertian tersebut, maka dapat dirumuskan
Dimana,
ρ = massa jenis zat (kg/m3)
m = massa zat (kg)
V = volume zat (m3)
1. Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas. Jika gaya sebesar F
bekerja secara merata dan tegak lurus pada suatu permukaan yang luasnya
A,maka tekanan P pada permukaaan itu:
𝑃 =
𝐹
𝐴
Suatu tekanan dalam S.I adalah N/m2 yang disebut pascal (Pa).
1 𝑃𝑎 = 1 𝑁/𝑚2
(cari gambar barometer)
1 𝑚𝑏 = 0,001 𝑏𝑎𝑟
1 𝑏𝑎𝑟 = 105
𝑃𝑎
1 𝑎𝑡𝑚 = 7𝑔 𝑐𝑚𝐻𝑔 = 1,01𝑥105
𝑃𝑎 = 0,01 𝑏𝑎𝑟
1 𝑡𝑜𝑟𝑟 = 1 𝑚𝑚𝐻𝑔
a. Aplikasi Tekanan dalam Keseharian
Jarum memiliki ujung yang sangat runcing dibagian ujungnya. Apa yang
akan terjadi ketika ujung jarum tidak runcing? Tentu saja jarum tersebut
akan sangat susah menancap. Hal ini memnggunakan prinsip tekanan.
Semakin kecil luas permukaan (dalam hal ini berarti semakin runcing
jarum) maka tekanannya akan semakin besar. Antara gaya dan luas
permukaan akan selalu berbading terbalik. Coba kita amati jejak kaki
bebek dan jejak kaki ayam dalam lumpur. Jejak manakah yang lebih
dalam? Mengapa demikian?
Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke
bawah. Makin tinggi zat cair dalam suatu wadah,makin berat zat cair
itu,sehingga makin makin besar juga tekaanan zat cair pada dasar

4. wadahnya. Tekanan zat cair hanya disebabkan oleh beratnta sendiri disebut
tekanan hidrostatis.
Mislanya kita anggap zat cair terdiri atas beberapa lapis. Lapisan bawah
ditekan oleh lapisan-lapisan diatasanya sehingga menderita tekanan yang
lebih besar. Lapisan paling atas hanya ditekan oleh udara sehingga tekanan
pada permukaan zat cair sama dengan tekanan atmosfir.
(cari gamabr tekanan hidrostatis)
b. Penurunan Rumus tekanan hidrostatis
Tekanan di dalam fluida yang diakibatkan oleh gaya gravitasi disebut
tekanan hidrostatis.
“Tekanan hidrostatik di sembarang titik di suatu bidang datar di dalam
fluida sejenis dalam keadaan seimbang adalah sama”
Tekanan hidrostatis yang dialami sebuah titik dalam zat cair bergantung
pada massa jenis zat cair dan letak titik tersebut dari fluida statis. Sobat
hitung bisa menyimpulkan bahwa tekanan yang dialami suatu titik
tergantung dari kedalamannya jika diukur dari permukaan fluida. Semakin
mendekati dasar semakin besar tekanan yang dialami. Titik-titik yang
berada pada kedalaman yang sama (terletak pada satu bidang datar) akan
menerima tekanan yang sama.
Perhatikan gambar berikut !
Bayangkan luas penampang persegi panjang pl yang terletak pada
kedalaman h dibawah permukaan zat cair. Volume zat cair dalam balok
adalah 𝑉 = 𝑝𝑙ℎ,sehingga massa zat cair adalah
𝑚 = 𝜌𝑉
𝑚 = 𝜌𝑝𝑙ℎ
Berat zat cair dalam balok
𝑭 = 𝑚𝒈
𝑭 = 𝜌𝑝𝑙ℎ𝒈
Tekanan zat cair di sembarang titik pada luas alas adalah
𝑃ℎ =
𝑭
𝐴
=
𝜌𝑝𝑙ℎ𝒈
𝑝𝑙
= 𝜌𝒈ℎ
p l
h

5. c. Tekanan Gauge
Tekanan gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan
tekanan atmosfir (tekanan udara luar). Nilai tekanan yang diukur oleh alat
pengukur tekanan adalah tekanan gauge. Adapun tekanan sesungguhnya
disebut tekanan mutlak.
Tekanan mutlak=tekanan gauge+tekanan atmosfer
𝑃 = 𝑃𝑔𝑎𝑢𝑔𝑒 + 𝑃 𝑎𝑡𝑚
d. Tekanan Mutlak pada Suatu Kedalaman Zat Cair
Telah disebutkan sebelumnya bahwa pada lapisan atas zat cair bekerja
tekanan atmosfir. Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti
bumi.Pada tiap bagian atmosfer bekerja gaya tarik gravitasi. Makin
kebawah,makin berat lapisan udara yang diatasnya. Oleh karena itu, makin
rendah suatu temat makin tinggi tekanan atmosfernya. Di permukaan laut,
tekanan atmosfernya kira-kira bernilai 1 atm atau 1,01 x 105 Pa.
Tekanan pada permukaan zat cair adalah tekanan atmosfer p0 . Tekanan
hidrostatis zat cair pada kedalaman h adalah 𝜌𝑔ℎ .
Tekanan hidrostatis zat cair 𝜌𝑔ℎ dapat kita miripkan dengan tekanan
gauge. Dengan demikian mutlak pada kedalaman h dapat dirumuskan
𝑃 = 𝑃𝑜 + 𝜌𝑔ℎ
2. Hukum Pokok Hidrostatik

6. Dari pecobaan yang dilakukan, kekuatan air yang memancar keluar dari
keempat lubang yang sama. Ini ditunjukkan okeh mendaratnya air di tanah
pada jarak mendatar yang sama dari pinggiran botol. Dapat kita simpulkan
bahwa semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair
yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Pernyataan inilah yang
disebut hukum pokok hidrostatis.
Berdasarkan hukum utama hidrostatika dapat dirumuskan :
PA = PB = PC
PD =PE
Hukum utama hidrostatika dapat diterapkan untuk menentukan masa jenis zat
cair dengan menggunakan pipa U. Perhatikanlah gambar berikut!
Dalam hal ini, dua cairan yang digunakan tidak akan tercampur. Pipa U mula-
mula diisi dengan zat cair yang sudah diketahui massa jenisnya, kemudian
salah satu kaki dituangi zat cair yang di cari massa jenisnya hingga setinggi h1.
Kemudian, tarik garis mendatar AB sepanjang pipa. Ukur tinggi zat cair mula-
mula di atas garis AB (misal : h2)Menurut hukum utama hidrostatika, tekanan
di A sama dengan di B.

7. Alat ukur tekanan gas
Pernahkah anda melihat orang mengisi angin pada ban sepeda motor atau
mobil? Biasanya alat pengisi angin pada ban dilengkapi dengan alat pengukur
tekanan udara. Alat pengukur tekanan udara di dalam ban tidak sama
dengan alat ukur tekanan udara di luar (terbuka). Tekanan udara di dalam ban
merupakan tekanan udara tertutup. Tahukah Anda alat pengukur tekanan udara
di dalam ban?
Udara di dalam ruang tertutup memiliki ciri yang berbeda dengan udara di
ruang terbuka (atmosfer). Ciri-ciri tersebut menyangkut volume, tekanan, dan
suhu. Alat pengukur tekanan udara dalam ruang tertutup disebut manometer.
Manometer raksa terbuka terbuat dari pipa berbentuk U, Disebut manometer
raksa terbuka karena salah satu ujung pipa terbuka atau terhubung dengan
udara luar (tekanan atmosfer), sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke ruang
yang akan diukur tekanan gasnya (kaki tertutup).
𝑃𝐴 = 𝑃 𝐵
𝑃𝑔𝑎𝑠 = 𝑃0 + 𝜌𝑔ℎ

8. Untuk barometer
𝑃𝐴 = 𝑃 𝐵
𝑃0 = 𝜌𝒈ℎ
3. Hukum Pascal
Gambar diatas melukiskan bahwa jika klep penyumbat pada alat penyemprot
pascal ditekan ternyata zat cair yang berada di dalam alat penyemprot Pascal
keluar melalui lubang dengan kecepatan yang sama. Hal tersebut menyatakan
bahwa "tekanan yang diberikan pada zat cair yang berada di dalam ruang
tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama rata".
Sebuah penarapan sederhana dari hukum pascal adalah dongkrak hidrolik.
Pemanfaatan Hukum Pascal yang sangat penting dan berguna sekali adalah dalam hal
"memanfaatkan gaya yang kecil menghasilkan gaya yang besar contohnya adalah
pompa hidrolik. Pompa ini memiliki 2 buah tabung yang luas penampang tabungnya
antar keduanya berbeda. Pada tabung kecil dikerjakan dengan gaya F1. Tekanan
yang dihasilkan pada cairan adalah
𝑃 =
𝑭 𝟏
𝐴1

9. dengan A1 adalah luas penampang dari tabung yang kecil. Tekanan sebesar ini
kemudian diteruskan ke permukaan cairan dalam tabung yang besar. Gaya yang
bekerja pada permukaan cairan dalam tabung besar adalah
𝑭 𝟐 = 𝑃𝐴2
𝑭 𝟐 = 𝑭1
𝐴2
𝐴1
dengan A2 adalah luas penampang tabung besar.
Melihat rumus diatas, maka gaya F2 pada tabung besar dapat diusahakan sebesar
mungkin dengan perbandingan A2/A1. Dengan kata lain, luas penampang A2 harus
berkali-kali lipat luas penampang A1.
Penerapan Hukum Pascal Pada Kehidupan Sehari-hari
Berdasarkan hukum pasacal, kita ketahui bahwa dengan memberikan gaya yabg kecil
pada pengisap (piston) berdiameter (atau luas penampang) kecil dapat diperoleh gaya
yang besar pada pengisap berdiameter besar. Prinsip inilah yang dimanfaatkan pada
peralatan teknik yang banyak membantu pekerjaan kita. Contoh alat-alat yang
memanfatkan hukum pascal adalah

10. 4. Hukum Archimedes
Masih ingatkah tentang gaya apung yang dialami suatu benda pada zat cair?
Perhatikan gambar berikut !
Ukurlah berat beban dengan neraca pegas di udara (gambar (a)) dan catatlah hasilnya,
Wu = ... Newton. Ukurlah berat beban dengan neraca pegas di mana beban di dalam
air dalam gelas berpancur (gambar (b)) dan catatlah hasilnya, Wa = ... Newton.
Ukurlah berat air yang tumpah pada gelas ukur dengan neraca duduk (gambar (c)) dan
catatlah hasilnya, W = ... Newton. Masukkan data-data yang Anda dapatkan di atas
dalam tabel. Adapun kolom-kolom pada tabel yang dibuat adalah: Berat benda di
udara, Berat benda di air (Wa), Berat air yang dipindahkan benda (W), dan Wu - Wa.
Ayo lihat fenomena sekitar :
Apa yang akan terjadi ketika abtu dicelupkan ke dalam gelas yang
penuh dengan air? Berapa banyak air yang akan tumpah?

11. Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas!
Catatan: selisih berat benda di udara dan berat benda di air sama dengan gaya
archimides yang dialami benda di air.
Bunyi Hukum Archimedes. Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip
pengapungan diatas benda cair yang ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuwan
Yunani yang juga merupakan penemu pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal
dengan istilah Sekrup Archimedes. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya
berat dan gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air.
Bunyi Hukum Archimedes
Catatan :
a. Volum zat cair yang dipindahkan oleh benda sebesar volum benda yang masuk ke
dalam zat cair.
b. Dalam keadaan seimbang FA = W dengan W = berat benda
Mari berkegiatan :
Siapkan tabung kaca yang terbuka pada kedua ujungnya, tutup yang diikat dengan benang, dan air
dalam wadah secukupnya.
Langkah-langkah:
" Benda di dalam zat cair baik sebagian ataupun seluruhnya akan
mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh
benda tersebut."

12. Tutuplah ujung bawah tabung kaca dengan
penutup dan tahanlah dengan memegang ujung
benang yang bebas beberapa saat. Kemudian
lepaskan ujung tali yang Anda pegang. Apa yang
terjadi dengan penutup?
Ulangi kegiatan paragraf dua, kemudian
masukkan tabung kaca yang tertutup ke dalam
wadah yang berisi air, kemudian lepaskan ujung
benang yang Anda pegang. Apa yang terjadi dengan penutup? Dalam keadaan (b)
isilah tabung kaca dengan air melalui ujung atas sampai sesaat tutup akan lepas dan
perhatikan tinggi air dalam tabung sampai saat tutup akan lepas. Berapakah tinggi
air dalam tabung kaca? Apa kesimpulan Anda?
Dengan adanya gaya ke atas (gaya archimides) yang bekerja pada benda yang berada
di dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan keadaan benda di dalam zat cair, yaitu
mengapung, melayang, atau tenggelam
𝑭 𝑨 = 𝑾
𝜌𝑐. 𝑉2. 𝒈 = 𝜌 𝑏. 𝑉𝑏. 𝒈
𝜌𝑐 . 𝑉2 = 𝜌 𝑏. 𝑉𝑏
Keterangan :
 Benda A terapung dalam zat cair
 Benda B melayang dalam zat cair
 Benda C tenggelam dalam zat cair
 Untuk benda A, dalam keadaan seimbang
Keterangan :
ρc
= massa jenis zat cair
ρb
= massa jenis benda
V2 = massa benda tercelup
Vb = massa jenis benda
Karena V2 < Vb maka ρc > ρb
Dengan demikian syarat benda terapung dalam zat cair jika ρc > ρb
Penerapan Hukum Arcimedes dalam Kehidupan Sehari-hari
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam

13. Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi atau penerapan hukum
Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapan laut
terbuat dari besi atau kayu yang di buat berongga dibagian tengahnya. Rongga pada
bagian tengah kapal laut ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan badan
kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi hukum Archimedes dimana gaya apung
suatu benda sebanding dengan banyaknya air yang ipindahkan. Dengan
menggunakan prinsip tersebut maka kapal laut bisa terapung dan tidak
tenggelam. Berbeda dengan kapal selam yang memang di kehendaki untuk bisa
tenggelam di air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian tertentu dari
kapal selam di persiapkan sebuah rongga yang dapat menampung sejumlah air laut
yang bisa di isi dan di buang sesuai kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut
di isi dengan air laut sehingga berat kapal selam bertambah. Sedangkan saat ingin
mengapung, air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal selam
menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair.
Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan
sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan realisasi bunyi
hukum archimedes, dimana suatu benda yang dimasukan kedalam zat cair sebagian
atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat
cair yang dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat
tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian
hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan oleh hidrometer
akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan poton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum
kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai
sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa dijadikan
sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong dan
tertutup rapat sehingga udara di dalam
drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara itu berat
jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa terapung di atas permukaan air
4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata aplikasi
hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas. Untuk
dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa
jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer, sehingga, balon udara dapat terbang
karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang
dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa. Sehingga
masa jenis udara tersebut menjadi ringgan.

14. Soal-soal :
1. Mengapa air dan minyak tidak bisa bersatu?
A. Karena beratnya berbeda
B. Karena massa jenisnya berbeda
C. Karena pengaruh sifat kohesi
D. Karena penaruh sifat adhesi
E. Karena massanya berbeda
2. Besar tekanan hidrostatis pada dasar bejana :
(1) Sebanding dengan berat zat cair
(2) Sebanding dengan tinggi permukaan zat cair dari dasar bejana
(3) Sebanding dengan luas alas bejana
(4) Sebandinf dengan berat jenis zat cairnya
Pernyataan yang tepat adalah ....
A. (1),(2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. Semuanya benar
3. Titik A dan B berada dalam air. Kedalaman titik A dan B dari permukaan air
masing-masing 10 cm dan 40 cm. Perbandingan tekanan hidrostatis di titik Adan
titik B adalah ....
A. 1 : 5
B. 4 : 1
C. 3 : 2
D. 1:4
E. 1:1
4. Perhatikan ganmbar berikut !
Jika A2=3A1 dan F2=0,75F1 , berapakah nilai P2?
A. 0,25 P1
B. Sama dengan P1
C. Lebih besar dari P1
D. 3 P1
E. 2,25 F1
5. Perhatikan gambar berikut !

15. Berapakah massa zat air yang dioindahkan?
A. 20 gram
B. 60 gram
C. 80 gram
D. 168 gram
E. 140 gram
Uraian
1. Pada sebuah pipa U mula-mula dimasukkan air, kemudian pada kaki kiri pipa U
dimasukkan lagi suatu zat cair setinggi 20 cm yang menyebabkan tinggi permukaan
air pada kaki kanan pipa U lebih tinggi 16 cm terhadap permukaan air yang ada pada
kaki kiri pipa U. Jika massa jenis air = 1 gr/cm3, maka berapakah massa jenis zat cair
tersebut?
2. Sebuah dongkrak hidrolik mempunyai dua buah torak yang masingmasing luas
penampangnya 25 cm2 dan 45 cm2. Pada torak yang kecil diberi gaya sebesar 200 N
ke bawah. Berapakah gaya yang bekerja pada torak yang besar?