slide fluida statik

1. FLUIDA STATIS
FISIKA SMA KELAS X / SEMESTER 2
Kelompok 3 :
Ilham Mubarak (3215143651)
Salsa Billa Yuke I (3215141708)
Shelma Nur C (32151417114)
Pendidikan Fisika Reguler 2014

2. KOMPETENSI DASAR
1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan
mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena
alam fisis dan pengukurannya.
2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu;
objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung
jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli
lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan ,
melaporkan, dan berdiskusi.
3.7 Menerapkan hukum – hukum pada fluida
statis dalam kehidupan sehari - hari.
4.1 Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis
dengan menggunakan peralatan dan teknik
yang tepat untuk penyelidikan ilmiah.
4.6 Mengolah dan menganalisis hasil percobaan
tentang sifat elastisitas suatu bahan.

3. INDIKATOR
3.7.1 Menentukan massa jenis zat dan tekanan fluida.
3.7.2 Menyelidiki hukum utama hidrostatis.
3.7.3 Menentukan gaya pada hukum Pascal.
3.7.4 Mengidentifikasi alat-alat yang memanfaatkan hukum pascal.
3.7.5 Menyelidiki kasus mengapung, melayang, dan tenggelam pada
hukum Archimedes.
3.7.6 Menjelaskan gejala kapilaritas.
3.7.7 Menentukan kenaikan atau penurunan permukaan zat cair dalam pipa.
3.7.8 Menjelaskan viskositas.
3.7.9 Menentukan gaya yang bekerja pada viskositas fluida.
3.7.10 Menentukan gaya hambatan pada hukum Stokes.
4.1.1 Mengumpulkan data, mengolah dan menyajikan hasil percobaan.
4.6.1 Melakukan percobaan dengan menggunakan konsep dasar fluida
statis.
4.6.2 Menyajikan laporan hasil percobaan yang menggunakan konsep
fluida statis.

4. FLUIDA STATIS
Fluida adalah zat yang memiliki kemampuan untuk mengalir.
Macam – macam fluida :
- Zat Cair
- Gas
Sifat fisis fluida :
 Tekanan,
 Tegangan Permukaan (mudah diamati saat fluida diam),
 Viskositas (mudah diamati saat fluida bergerak).

5. FLUIDA STATIS
Tekanan
Hidrostatis
Tegangan
Permukaan
& Meniskus
Hukum
Pascal
Hukum
Archimedes
Viskositas
Gejala
Kapilaritas

6. TEKANAN HIDROSTATIS
Tekanan : gaya yang bekerja tiap satuan luas.
Tekanan hidrostatis : Tekanan yang disebabkan oleh fluida tidak bergerak.
𝑷 =
𝑭
𝑨
Dengan :
P = Tekanan (N/𝑚2
)
F = Gaya (N)
A = Luas permukaan (𝑚2
)
Dimana :
1 atm = 1, 01325 × 105
Pa
1 bar = 1,0× 105Pa
1 N/𝑚2
= 1 Pascal (Pa)
Sifat tekanan hidrostatis :
1. Tekanan menyebar ke segala arah.
2. Semakin dalam ke bawah fluida, semakin
besar tekanannya.

7. HUKUM POKOK HIDROSTATIS
“ Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam
zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama”
Tekanan di suatu titik di dalam suatu fluida yang sebenarnya disebut tekanan
absolut
Keterangan :
𝑃𝑎𝑡𝑚
= 𝑇𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟
/𝑇𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑙𝑢𝑎𝑟

8. TEKANAN HIDROSTATIS PADA TITIK
SEMBARANG
Langkah – langkah :
1. Menentukan titik yang
diinginkan (titik x).
2. Menentukan massa jenis
fluida.
3. Hitung ketinggiannya.
4. Buat silinder vertikal, posisi
titik x berada di pusat luas
penampang (A).
Tekanan hidrostatis :
𝑊𝑠 = mg = 𝜌𝑉𝑔
dimana, V = Ah
𝑊𝑠= 𝜌𝐴ℎ𝑔
𝑃 =
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟(𝑊𝑠)
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑙𝑎𝑠 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟
P =
𝜌𝐴ℎ𝑔
𝐴
= 𝜌𝑔ℎ

9. Konsep tekanan hidrostatis

10. CONTOH SOAL
1. Pada sebuah bangunan, air dan lantai bawah akan
dialirkan ke atas melalui sebuah pipa vertikal. Seberapa
tinggi air akan naik jika tekanan hidrostatis air di dasar
bangunan sama dengan 270 kPa? (Massa jenis air =
1000kg/𝑚3)
Dik : P = 270 kPa = 270× 103 Pa = 270× 103kg m / 𝑠2.𝑚−2
g = 9.8 m / 𝑠2
𝜌 = 1000 kg / 𝑚3
Dit : h ?
Jawab :
P = 𝜌g h
270 × 103 kg m / 𝑠2. 𝑚−2 = 1000 kg / 𝑚3 × 9.8 m / 𝑠2 × h
h =
270 × 103 kg m / 𝑠2. 𝑚−2
1000 kg / 𝑚3×9.8 m / 𝑠2
h = 27.6 m

11. TEGANGAN PERMUKAAN & MENISKUS
Tegangan permukaan  suatu
kemampuan / kecenderungan zat cair
untuk selalu menuju ke keadaan yang
luas permukaannya lebih kecil.
Rumus tegangan permukaan
𝜸 =
𝑭
𝟐𝑳

12. Resultan gaya yang bekerja
pada molekul - molekul
Konsep tegangan permukaan
Tegangan permukaaan pada
gelembung sabun
Tegangan permukaaan pada
molekul air

13. Meniskus  gejala melengkungnya permukaan zat
cair ketika bersentuhan dengan zat padat (dinding
bejana).
Gaya Adhesi  gaya tarik –
menarik antara molekul yang
berbeda jenis.
Gaya Kohesi  gaya tarik – menarik
antara molekul yang sejenis.
Sudut kontak  sudut pemukaan zat padat dengan
gradien bidang permukaan zat cair.

14. Meniskus air
Meniskus raksa

15. Cairan yang
bersentuhan dengan
udara
Suhu (℃)
Tegangan
permukaan (mN/m
atau dyne/ cm)
Benzena
Etanol
Gliserin
Raksa
Minyak zaitun
Air sabun
Air
Air
Air
Air
Oksigen
Neon
Helium
20
20
20
20
20
20
0
20
60
100
- 193
- 247
- 269
28,9
22,3
63,1
465,0
32,0
25,0
75,6
72,8
66,2
58,9
15,7
5,15
0,12
TEGANGAN PERMUKAAN

16. CONTOH SOAL
1. Hitung kelebihan tekanan di dalam tetesan air pada 20˚
jika diameternya 2,00 mm!
Dik : 𝜃 = 20˚, 𝑑 = 2,00 mm ,
P = 72,8 × 10−3 𝑁/𝑚 = 7,2 × 10−3 kg m/𝑠2.𝑚−1
Dit : 𝑃𝑑 ?
Jawab :
R =
𝑑
2
=
(2 𝑚𝑚)(
0,001𝑚
1𝑚𝑚
)
2
= 1 × 10−3 𝑚
𝑃 − 𝑃𝑑 =
2𝛾
𝑅
=
2 (72,8 ×10−3 kg m/ 𝑠2. 𝑚−1 )
1 ×10−3 𝑚
= 146 𝑁/𝑚2
= 146 Pa

17. HUKUM ARCHIMEDES
Bunyi hukum Archimedes :
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat
cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat
cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.”
Gaya Archimedes sering disebut juga gaya apung atau gaya ke atas.
𝑽 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒅𝒊𝒑𝒊𝒏𝒅𝒂𝒉𝒌𝒂𝒏
𝑽 𝒃𝒆𝒏𝒅𝒂
=
𝝆 𝒃𝒆𝒏𝒅𝒂
𝝆 𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅𝒂

18. Aplikasi Hukum Archimedes

19. CONTOH SOAL
1. Buktikan bahwa ketka sebuah benda yang memiliki
massa jenis 𝜌1 dan terapung dengan
3
4
bagian
volumenya tercelup ke dalam fluida, massa jenis fluida
𝜌2 =
4
3
𝜌1!
Dik: 𝑉𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑘𝑎𝑛 =
3
4
𝑉
𝑉𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 = 𝑉
Dit : 𝜌2 ?
Jawab :
𝑉𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑘𝑎𝑛
𝑉𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎
=
𝜌 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎
𝜌 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎
3
4
𝑉
𝑉
=
𝜌 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎
𝜌 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎
𝜌 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎 =
4
3
𝜌 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎
𝜌2 =
4
3
𝜌1

20. HUKUM PASCAL (BLAISE PASCAL)
“Perubahan tekanan yang diberikan pada suatu fluida pada
ruangan tertutup, perubahan tersebut akan diteruskan sama
besar ke segala arah.”
Hukum Pascal biasanya diterapkan pada prinsip kerja
dongkrak hidrolik.
Dengan :
F = Gaya (N)
A = Luas permukaan
(𝑚2
)

21. Dongkrak Hidrolik

22. CONTOH SOAL
1. Sebuah alat pengepres hidrolik memiliki penghisap
yang besar dengan luas penampang 𝐴1 = 250𝑐𝑚2
dan penghisap yang kecil yang luas
penampangnya 𝐴2 = 5𝑐𝑚2
. Jika gaya tekan 𝐹2 =
300 𝑁 diberikan pada penghisap kecil, berapa besar
beban maksimum yang bisa diangkat di penghisap
besar?
Dik :𝐴1 = 250𝑐𝑚2 , 𝐴2 = 5𝑐𝑚2 , 𝐹2 = 300 𝑁
Dit : 𝐹1?
Jawab :
𝑭 𝟏
𝑨 𝟏
=
𝑭 𝟐
𝑨 𝟐
𝑭 𝟏
250𝑐𝑚2
=
𝟑𝟎𝟎 𝑵
5𝑐𝑚2
𝑭 𝟏 = 𝟏𝟓. 𝟎𝟎𝟎 𝑵

23. GEJALA KAPILARITAS
“Gejala naik atau turunnya permukaan zat cair dalam pipa kapiler”
Keterangan :
𝛾 = 7,3 × 10−2 𝑁𝑚−1
𝜌 = massa jenis
r = jari – jari pipa kapiler

24. Air Raksa

25. CONTOH SOAL
1. Berapakah kenaikan air dalam sebuah pipa
kapiler berdiameter 0,07 cm jika tegangan
permukaannya sama dengan 0,023 N/m dan
massa jenis air 1,0 g/𝑐𝑚3 dimana sudut kontaknya
sebesar 0°?
Dik :d = 0,07 cm
𝛾 = 0,023 N/m = 0,023 kg m/𝑠2. 𝑚−1
𝜃 = 0°
𝜌 = 1,0 g/𝑐𝑚3
Dit : h?
Jawab :
ℎ =
2𝛾 cos 𝜃
𝑟𝜌𝑔
=
2(0,023kg m/𝑠2. 𝑚−1)(cos 0)
(0,035 × 10−2 𝑚)(1000
𝑘𝑔
𝑚3)(9,8
𝑚
𝑠2)
= 0.0134 𝑚

26. VISKOSITAS
ViskositasViskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang
diubah baik dengan tekanan maupun tegangan.
Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif
dengan besaran koefisien viskositas (ƞ)
Rumus viskositas :
F = ƞ𝐴
𝑣
𝑙
Keterangan:
F = Gaya yang bekerja (N)
ƞ = koefisien viskositas
A = luas permukaan benda (m²)
v = kecepatan benda (m/s)
l = tebal lapisan (m)

27. HUKUM STOKES
“Gaya hambat (FD) yang dialami oleh suatu bola yang
dialami oleh suatu bola berjari-jari R yang bergerak
dengan kecepatan konstan v di dalam fluida dengan
koefisien viskositas ƞ.”
FD = 6ƞπRv
Koefisien viskositas :
Ƞ =
𝟐𝑹 𝟐 𝒈
𝟗𝒗
(ρbola– ρfluida)

28. CONTOH SOAL
1. Berapakah kenaikan air dalam sebuah pipa
kapiler berdiameter 0,07 cm jika tegangan
permukaannya sama dengan 0,023 N/m dan
massa jenis air 1,0 g/𝑐𝑚3 dimana sudut kontaknya
sebesar 0°?
Dik :d = 0,07 cm
𝛾 = 0,023 N/m = 0,023 kg m/𝑠2. 𝑚−1
𝜃 = 0°
𝜌 = 1,0 g/𝑐𝑚3
Dit : h?
Jawab :
ℎ =
2𝛾 cos 𝜃
𝑟𝜌𝑔
=
2(0,023kg m/𝑠2. 𝑚−1)(cos 0)
(0,035 × 10−2 𝑚)(1000
𝑘𝑔
𝑚3)(9,8
𝑚
𝑠2)
= 0.0134 𝑚

29. LATIHAN SOAL
1. Seorang menyelam pada kedalaman 12 m
dibawah permukaan air sebuah sungai. Tekanan
atmosfer di permukaan air sama dengan 1 atm.
Jika massa air sama dengan 1000 kg/ 𝑚3 ,
hitunglah tekanan yang dialami oleh penyelam
tersebut !
2. Berapakah besarnya gaya yang diperlukan untuk
menekan sebuah balok kayu agar tenggelam ke
dalam air? Massa balok 7 kg dan massa jenisnya
750 kg/𝑚3. Gunakan nilai g = 9,8 m/𝑠2.

30. KUNCI JAWABAN
1. 𝑃𝑎𝑡𝑚 = 1 atm = 1,01325 × 105 𝑃𝑎
P = 𝑃𝑎𝑡𝑚 + 𝜌𝑔ℎ
= 1,01325 × 105 𝑃𝑎 + (1000 kg/𝑚3)(9,8𝑚/𝑠2)
(12m)
= 218925 Pa = 218,9 kPa
2. 𝐹 + 𝑚𝑔 = 𝐹𝑎𝑝𝑢𝑛𝑔
𝐹𝑎𝑝𝑢𝑛𝑔 = 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝑔𝑉𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘
mg = 𝑚 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 𝑔 = 𝜌 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 𝑔𝑉𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘
𝐹 + 𝑚𝑔 = 𝐹𝑎𝑝𝑢𝑛𝑔
F = 𝐹𝑎𝑝𝑢𝑛𝑔 - mg
= 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝑔𝑉𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘-𝜌 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 𝑔𝑉𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘
= g
𝑚 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘
𝜌 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘
𝜌 𝑎𝑖𝑟 − 𝜌 𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 =(9,8𝑚/𝑠2
)
7 𝑘𝑔
750kg/ 𝑚3
1000kg/𝑚3
− 750kg/𝑚3
= 22,9 N