ppt hukum pascal

1. Fluida
Bobbi Wu/unsplash.com
Oleh : Arizal
Yustian

2. Pertanyaan Pemantik
1. Apa saja contoh fluida di sekitar
Anda?
2. Mengapa kapal yang bermassa besar
tidak tenggelam di laut?
3. Bagaimanakah kecepatan aliran air
ketika lubang selang dipersempit
dengan jari tangan?
4. Mengapa pesawat terbang yang
bermassa besar dapat terbang?
Fluida
A. Fluida Statis
B. Fluida Dinamis
Matthew Barra/pexels.com

3.  Massa jenis merupakan
ukuran yang menunjukkan
kerapatan atau kepadatan
partikel sebuah zat.
 Massa jenis didefinisikan
sebagai perbandingan
antara massa dengan
volume zat.
MASSA JENIS
FLUIDA STATIS
 Persamaan massa jenis:
Keterangan:
ρ = massa jenis zat (kg/m3)
m = massa zat (kg)
V = volume zat (m3)
Fisika XI | Fluida 3 /55

4. Fisika XI | Fluida 6 /55
Tekanan merupakan besarnya gaya yang
bekerja pada suatu permukaan per
satuan luas.
TEKANAN
FLUIDA STATIS
Sebuah kubus yang dicelupkan ke
dalam fluida statis memperoleh
tekanan yang sama pada setiap sisinya.
Yoan/GMP
Keterangan:
P = tekanan pada suatu permukaan (N/m2 atau Pa)
F = gaya tekan atau gaya yang tegak lurus terhadap luas
permukaan (N)
A = luas bidang tekan (m2)

5. FLUIDA STATIS
TEKANAN HIDROSTATIS
Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang diberikan
fluida ke semua arah akibat adanya gaya yang bekerja pada
fluida tersebut.
Keterangan:
Ph = tekanan hidrostatis (Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman suatu titik dalam zat cair (m)
Fisika XI | Fluida 5 /55

6. Kegiatan
Fisika XI | Fluida 6 /55
Kerjakan Kegiatan 4.1 hlm.
120, buku Fisika 2 untuk
SMA/MA Kelas XI, Grafindo

7. FLUIDA STATIS
TEKANAN HIDROSTATIS
 Tekanan hidrostatis pada suatu titik kedalaman ditimbulkan oleh gaya
berat fluida yang berada di atas titik tersebut.
 Artinya, tekanan yang diberikan oleh fluida yang berada di atas titik
kedalaman tersebut dipengaruhi oleh tekanan atmosfer.
 Oleh karena itu, besar tekanan hidrostatis jika tekanan atmosfer tidak
diabaikan dapat dituliskan sebagai berikut.
Fisika XI | Fluida 7 /55

8. HUKUM PASCAL
FLUIDA STATIS
Fisika XI | Fluida 8 /55
 Hukum Pascal dicetuskan oleh ilmuwan Prancis Bernama Blaise Pascal. Pernyataan
Hukum Pascal adalah sebagai berikut.
Tekanan yang diberikan pada fluida yang berada dalam
suatu ruang tertutup akan diteruskan seluruhnya ke
setiap titik dalam fluida dan dinding wadah.

9. HUKUM PASCAL
FLUIDA STATIS
Pompa hidrolik
Encyclopædia Britannica, Inc.
 Salah satu penerapan Hukum Pascal
adalah pada pompa hidrolik. Pompa
hidrolik bekerja menggunakan dua
penampang dengan luas permukaan
yang berbeda seperti ditunjukkan
pada gambar di samping.
Tugas
Fisika XI | Fluida 9 /55
Kerjakan Tugas 4.1 hlm. 127,
buku Fisika 2 untuk SMA/MA
Kelas XI, Grafindo

10. FLUIDA STATIS
HUKUM PASCAL
• Ketika gaya F1 diberikan sehingga menghasilkan
tekanan pada luas penampang 1 (A1), tekanan dari
gaya F1 tersebut akan diteruskan oleh fluida yang
terdapat di dalam tabung pengangkat hidrolik.
• Tekanan tersebut diteruskan pada penampang 2
(A2) sehingga menghasilkan tekanan berupa gaya
angkat sebesar F2.
• Menurut Hukum Pascal, tekanan yang diberikan
pada penampang 1 (P1) akan sama besarnya
dengan tekanan yang diterima oleh penampang 2
(P2).
Fisika XI | Fluida 10 /55

11. Keterangan:
F1 = gaya yang diberikan pada penampang 1 (Pa)
F2 = gaya yang diberikan pada penampang 2 (Pa)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
HUKUM PASCAL
FLUIDA STATIS
Beban sebesar 1 ton yang
terletak pada pengisap
besar dengan luas
penampang 80 cm2 dapat
terangkat dengan gaya
500 N. Berapakah luas
penampang pengisap
kecil?
Fisika XI | Fluida 11 /55

12. Kegiatan
Fisika XI | Fluida 12 /55
Kerjakan Kegiatan 4.2 hlm.
124, buku Fisika 2 untuk
SMA/MA Kelas XI, Grafindo

13. HUKUM ARCHIMEDES
FLUIDA STATIS
 Hukum Archimedes merupakan hukum yang
menjelaskan hubungan antara gaya berat
dan gaya apung pada suatu benda jika
dimasukkan ke dalam fluida.
 Gaya apung merupakan gaya angkat ke atas
pada suatu benda apabila dimasukkan ke
dalam fluida (zat cair atau gas).
 Akibat adanya gaya angkat ke atas tersebut,
benda yang dimasukkan ke dalam fluida
beratnya akan berkurang dan akan terasa
lebih ringan ketika diukur di dalam fluida.
Kapal berukuran besar yang mengapung di
permukaan laut adalah contoh penerapan
Hukum Archimedes.
Matthew Barra/pexels.com
Fisika XI | Fluida 13 /55

14. HUKUM ARCHIMEDES
FLUIDA STATIS
 Bunyi Hukum Archimedes yaitu sebagai berikut.
Sebuah benda yang dicelupkan sebagian
atau seluruhnya kedalam fluida, akan
mengalami gaya keatas yang besarnya
samadengan berat fluida yang
dipindahkan oleh benda tersebut.
Konsep gaya apung dimanfaatkan
untuk menerbangkan balon udara.
David Clode/unsplash.com
Fisika XI | Fluida 14 /55

15. Fisika XI | Fluida 21 /55
HUKUM ARCHIMEDES
FLUIDA STATIS
 Gambar di samping menunjukkan wadah berisi
zat cair dan terdapat gelas ukur di samping
wadah tersebut.
 Saat sebuah benda dimasukkan ke dalam gelas
berisi fluida, tinggi fluida tersebut akan naik
dan keluar dari wadah, lalu mengisi gelas ukur.
 Berat fluida yang diperoleh pada gelas ukur
akan sama dengan gaya apung yang diterima
benda.
 Besar gaya apung tersebut sama dengan
selisih berat benda saat ditimbang di udara
dengan berat benda dalam zat cair.
Volume fluida yang dipindahkan
sama dengan gaya apung yang
bekerja pada benda.
Encyclopædia Britannica, Inc

16. FLUIDA STATIS
HUKUM ARCHIMEDES
 Besarnya gaya apung yang dialami oleh benda ketika tercelup dalam zat cair
dinyatakan dengan persamaan berikut.
Keterangan:
FA = gaya apung/gaya ke atas (N)
wf = berat fluida (N)
mf = massa fluida (kg)
ρf = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Vbf = volume benda yang tercelup dalam fluida (m3)
Fisika XI | Fluida 16 /55

17.  Saat suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, terdapat tiga kondisi yang mungkin dialami
benda tersebut, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam.
Fisika XI | Fluida 17 /55

18. FLUIDA STATIS
TEGANGAN PERMUKAAN
 Tegangan permukaan merupakan efek di mana
permukaan suatu fluida yang diam berperilaku seperti
selaput yang diregangkan.
 Tegangan permukaan disebabkan karena adanya gaya
tarik kohesi, yaitu gaya tarik antarpartikel yang sejenis.
 Setiap partikel dalam fluida mendapatkan gaya tarik ke
segala arah dari partikel yang lain. Namun, di
permukaan fluida tidak ada partikel di atasnya.
 Partikel di bagian permukaan fluida tidak mendapat
gaya tarik ke atas sehingga resultan gayanya mengarah
ke bawah.
Serangga dapat berdiri di atas
permukaan air
AdinaVoicu/pixabay. com
Fisika XI | Fluida 18 /55

19. TEGANGAN PERMUKAAN
FLUIDA STATIS
 Tegangan permukaan dapat didefinisikan sebagai gaya
tiap satuan panjang permukaan, di mana gaya tersebut
bekerja tegak lurus terhadap permukaan zat cair.
Keterangan:
γ = tegangan permukaan (N/m)
F = gaya yang bekerja pada permukaan (N)
L = panjang permukaan (m)
Nilai Tegangan Permukaan
Beberapa Zat
Fisika XI | Fluida 19 /55

20. FLUIDA STATIS
TEGANGAN PERMUKAAN
 Contoh fenomena yang berkaitan dengan tegangan
permukaan adalah meniskus.
 Saat cairan dimasukkan ke wadah, akan tampak kelengkungan
permukaan cairan. Fenomena tersebut dinamakan meniskus.
 Contohnya, permukaan air dalam wadah membentuk
meniskus cekung dan permukaan raksa dalam wadah
membentuk meniskus cembung
Fenomena meniskus cembung pada
permukaan raksa (kiri) dan meniskus
cekung pada permukaan air (kanan)
Water Science School/ usgs.gov
Tugas
Fisika XI | Fluida 20 /55
Kerjakan Tugas 4.3 hlm. 131, buku Fisika 2
untuk SMA/MA Kelas XI, Grafindo

21. FLUIDA STATIS
TEGANGAN PERMUKAAN
 Fenomena lain yang berkaitan dengan tegangan
permukaan adalah kapilaritas.
 Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya
permukaan cairan dalam pipa sempit atau
disebut juga pipa kapiler. Contoh peristiwa
kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalah
naiknya air pada tisu atau kertas.
Naiknya air pada tisu adalah contoh
fenomena kapilaritas.
fismath.com
Fisika XI | Fluida 21 /55

22. FLUIDA STATIS
TEGANGAN PERMUKAAN
 Gejala kapilaritas ditandai dengan adanya perubahan ketinggian
permukaan zat cair dalam pipa. Tinggi kenaikan zat cair tersebut
dinyatakan dengan persamaan berikut.
Keterangan:
h = kenaikan zat cair dalam pipa (m)
γ = tegangan permukaan (N/m)
θ = sudut kontak (°)
r = jari-jari pipa (m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3 )
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Fisika XI | Fluida 22 /55

23. FLUIDA STATIS
VISKOSITAS
 Besarnya gaya gesek fluida dinyatakan
dengan persamaan berikut.
 Besarnya k bergantung bentuk geometris
benda. Untuk benda berbentuk bola,
besarnya k sama dengan 6πr.
Keterangan:
F = gaya gesekan fluida (N)
η = koefisien viskositas (Pa.s)
 Persamaan tersebut dikenal sebagai
Hukum Stokes.
v = kecepatan terminal benda (m/s)
r = jari-jari bola (m)
 Persamaan gaya gesek untuk benda
berbentuk bola dapat dituliskan sebagai
berikut.
Fisika XI | Fluida 23 /55

24.  Fluida dinamis terdiri atas dua jenis aliran, yaitu aliran
turbulen (turbulent) dan aliran yang bersifat tunak atau
laminar (steady).
 Aliran fluida yang bersifat turbulen sangatlah sulit untuk
ditinjau. Oleh karena itu, dalam pembahasan mengenai
fluida dinamis, aliran fluida yang ditinjau dibatasi hanya
pada aliran fluida ideal.
FLUIDA IDEAL
FLUIDA DINAMIS
Air mancur adalah
contoh fluida dinamis.
Siska Batiani Riyadi/GMP
Fisika XI | Fluida 24 /55

25. Ciri-Ciri Fluida Ideal
1. Fluida memiliki sifat tidak termampatkan
(inkompresibel).
2. Fluida bersifat nonviskos atau tidak kental.
3. Aliran fluida bersifat tunak atau steady.
4. Aliran fluida bersifat nonturbulent.
FLUIDA IDEAL
FLUIDA DINAMIS
Air mancur adalah
contoh fluida dinamis.
Siska Batiani Riyadi/GMP
Fisika XI | Fluida 25 /55

26. Debit merupakan besar perubahan
volume fluida per satuan waktu
DEBIT
FLUIDA DINAMIS
Keterangan:
Q = debit fluida (m3/s)
V = volume fluida (m3)
t = waktu (s)
A = luas penampang (m2)
v = kecepatan fluida (m/s)
 Jika sebuah pipa dialiri oleh air, volume air yang
mengalir dapat dinyatakan dengan V= A × s, di
mana A adalah luas penampang pipa (m2 ) dan s
adalah panjang lintasan pipa yang dapat
dinyatakan dengan s = v × t.
 Persamaan debit dapat dituliskan menjadi
sebagai berikut.
Fisika XI | Fluida 26 /55

27. FLUIDA DINAMIS
KONTINUITAS
Aliran air akan lebih
cepat ketika ujung
selang dipersempit
dengan jari tangan.
creative2usa/pixabay. com
• Bagaimanakah aliran air dari selang ketika Anda
menekan ujung selang dengan jari tangan? Ketika
ujung selang dipersempit, aliran air akan semakin
deras.
• Peristiwa tersebut dapat dijelaskan dengan
Fisika XI | Fluida 27 /55
meninjau aliran fluida saat mengalir melalui luas
penampang yang berbeda-beda
seragam. Hal tersebut dijelaskan
atau tidak
dalam konsep
persamaan kontinuitas.

28. Fisika XI | Fluida 37 /55
Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa
hasil kali luas penampang dan kecepatan
fluida di semua titik sepanjang pipa adalah
konstan untuk fluida inkompresibel.
KONTINUITAS
FLUIDA DINAMIS
Aliran fluida melalui pipa
dengan diameter
bervariasi
Precision Graphics/Pearson
Education, Inc
Keterangan:
Q = debit fluida (m3/s)
A1 = luas penampang 1 (m2)
v1 = kecepatan fluida di titik 1 (m/s)
A2 = luas penampang 2 (m2)
v2 = kecepatan fluida di titik 2 (m/s)

29. Tugas
Fisika XI | Fluida 29 /55
Kerjakan Tugas 4.5 hlm. 135, buku
Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI,
Grafindo

30.  Gambar berikut menunjukkan suatu fluida yang mengalir
pada pipa dengan luas penampang dan ketinggian yang
berbeda.
HUKUM BERNOULLI
FLUIDA DINAMIS
Fluida mengalir dalam
sebuah pipa yang memiliki
luas penampang dan
ketinggian yang berbeda.
Precision Graphics/Pearson
Education, Inc
Fisika XI | Fluida 30 /55

31. HUKUM BERNOULLI
 Persamaan Bernoulli:
FLUIDA DINAMIS
Keterangan:
P = tekanan fluida (Pa)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
v = kecepatan aliran fluida (m/s)
h = ketinggian suatu titik dari titik acuan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Fisika XI | Fluida 31 /55
Dari persamaan tersebut, diperoleh bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume,
dan energi potensial per satuan volume besarnya sama di setiap titik. Pernyataan tersebut
dikenal dengan Hukum Bernoulli.

32. FLUIDA DINAMIS
Aliran udara di sekitar
sayap pesawat terbang
Precision Graphics/Pearson Education, Inc
PENERAPAN HUKUM BERNOULLI
Sayap Pesawat Terbang
Fisika XI | Fluida 32 /55
 Garis-garis arus di bagian atas sayap lebih rapat daripada bagian
bawah sayap.
 Persamaan kontinuitas menyatakan pada titik dengan luas
penampang yang kecil, fluida memiliki kecepatan yang besar.
Oleh karena itu, kecepatan udara di bagian atas sayap akan
meningkat, sehingga kecepatan udara di atas sayap akan lebih
cepat daripada di bawah sayap.
 Akibatnya, tekanan udara di atas sayap lebih kecil daripada
tekanan di bawahnya. Dengan demikian, akan dihasilkan gaya ke
atas pada sayap, yang disebut gaya angkat.

33. PENERAPAN HUKUM BERNOULLI
FLUIDA DINAMIS
Aliran udara di sekitar
sayap pesawat terbang
Precision Graphics/Pearson Education, Inc
 Besarnya gaya angkat yang bekerja pada pesawat.
Fisika XI | Fluida 33 /55

34. PENERAPAN HUKUM BERNOULLI
FLUIDA DINAMIS
Venturimeter
Precision Graphics/Pearson Education, Inc
 Venturimeter merupakan alat yang digunakan untuk
mengukur kecepatan aliran fluida.
 Pada tabung venturi terdapat pipa yang mengalami
penyempitan. Fluida yang mengalir pada pipa
tersebut akan semakin cepat ketika melewati bagian
yang sempit ini, sehingga tekanan di bagian tersebut
akan lebih rendah. Peristiwa tersebut dinamakan
dengan efek venturi.
 Venturimeter terdiri atas dua jenis, yaitu
venturimeter tanpa manometer dan venturimeter
dengan manometer
Venturimeter
Fisika XI | Fluida 34 /55

35. PENERAPAN HUKUM BERNOULLI
FLUIDA DINAMIS
Air yang mengalir melalui
lubang di tangki air
Precision Graphics/Pearson Education, Inc
 Besar kecepatan cairan yang mengalir dari lubang di tangki
air dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.
Teorema Torricelli
Keterangan:
v1 = kecepatan fluida dari lubang (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h2 = ketinggian fluida (m)
h1= ketinggian lubang dari dasar (m)
Fisika XI | Fluida 35 /55

36. Tugas
Kerjakan Tugas 4.6 hlm. 140, buku
Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI,
Grafindo
Latihan
Fisika XI | Fluida 36 /55
Kerjakan Latihan 4.2 hlm. 140,
buku Fisika 2 untuk SMA/MA
Kelas XI, Grafindo

37. Tugas Kelompok
• Bentuklah kelompok yang terdiri atas lima orang.
• Buatlah alat peraga yang berhubungan dengan materi pada
bab ini.
• Alat peraga dibuat dengan memanfaatkan barang bekas di
sekitar Anda yang masih layak digunakan. Buatlah alat peraga
tersebut berdasarkan kreativitas setiap kelompok.
• Presentasikan alat peraga kreasi kelompok Anda di depan
kelas. Berkreasilah dengan kompak.
Fisika XI | Fluida 37 /55

38. Kesimpulan
Fisika XI | Fluida 38 /55

39. 1. Sebuah balok kayu yang volumenya 4.000 cm3 mengapung di permukaan air dengan
60% volumenya tercelup dalam air. Berapakah massa jenis balok kayu tersebut?
2. Pak Didi memiliki akuarium berukuran panjang 40 cm, lebar 30 cm, dan tinggi 20
cm. Akuarium tersebut terisi oleh air hingga hanya menyisakan tinggi 1 cm yang
tidak terisi air. Diketahui bahwa massa jenis air tersebut sebesar 1 g/cm3 . Di dalam
akuarium tersebut terdapat ikan dengan massa 500 g yang berenang hingga berada
pada ketinggian 5 cm dari dasar akuarium. Berapa tekanan hidrostatik yang diterima
ikan tersebut? (g = 10 m/s2)
3. Sebuah pompa hidrolik digunakan untuk mengangkat benda yang bermassa 1.000
kg. Benda tersebut diletakkan pada pengisap besar yang diameter permukaannya 5
m. Adapun pengisap kecil diameter permukaannya 50 cm. Tentukan gaya minimal
yang perlu dikerjakan pada pengisap kecil untuk dapat mengangkat benda tersebut.
Kuis
Fisika XI | Fluida 39 /55
Bab

40. 4. Riska memiliki dua benda yang jenisnya berbeda, yaitu benda A dan benda B. Kedua
benda memiliki ukuran yang sama, yaitu 0,125 L, namun massa kedua benda
berbeda. Benda A massanya 15 g dan benda B massanya 20 g. Riska menjatuhkan
kedua benda tersebut ke dalam bak berisi air. Setelah kedua benda dijatuhkan ke
dalam bak, apakah keduanya akan tenggelam atau terapung? Jelaskan alasannya.
5. Air sebanyak 15 liter dipindahkan ke dalam wadah penampung menggunakan selang.
Luas penampang selang tersebut adalah 5 cm2. Waktu yang diperlukan untuk
memindahkan air ke wadah adalah 5 detik. Berapakah kecepatan air mengalir dalam
selang?
6. Sebuah pipa digunakan untuk mengalirkan air. Luas penampang belakang pipa
tersebut adalah 6 cm2 dan luas penampang depannya 3 cm2. Air tersebut bergerak
dengan kecepatan 3 m/s pada pipa bagian belakang. Berapakah volume air yang
mengalir setiap detiknya pada pipa belakang?
Kuis
Fisika XI | Fluida 40 /55
Bab 4

41. 7. Sebuah keran dipasang pada wadah penampung air. Tinggi wadah penampung
tersebut adalah 200 cm dan tinggi keran dari permukaan air adalah 100 cm. Jika
percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2, berapakah kecepatan air yang
mengalir dari keran tersebut?
8. Suatu fluida yang massa jenisnya 800 kg/m3 mengalir melalui sebuah pipa yang
memiliki perbedaan ketinggian 100 cm. Kecepatan aliran fuida tersebut adalah 4
m/s. Perbandingan luas penampang pipa untuk fluida masuk dan pipa untuk fluida
keluar adalah 3:5. Tentukan perbedaan tekanan kedua ujung pipa tersebut.
Kuis
Fisika XI | Fluida 41 /55
Bab 4

42. Pertanyaan 1
Berilah tanda  pada pernyataan yang tepat
berdasarkan teks tersebut.
 Ubur-ubur dan lumba-lumba hidup di daerah
dengan tekanan hidrostatis yang relatif sama.
daerah yang tekanan
di
lebih tinggi dibandingkan cacing
 Udang hidup
hidrostatisnya
tabung.
 Gurita hidup di daerah yang tekanan
rendah dibandingkan cumi-
hidrostatisnya lebih
cumi.
 Timun laut adalah salah satu hewan yang hidup
di zona dengan tekanan hidrostatis paling tinggi.
 Lumba-lumba dan paus biru adalah hewan yang
hidup di zona dengan tekanan hidrostatis paling
tinggi.
Latihan Soal AKM
Fisika XI | Fluida 42 /55
Perhatikan infografis berikut untuk
menjawab pertanyaan.
Sciencefacts.net

43. air laut adalah
dan
kg/m3
9,8
percepatan
m/s2 , tentukan
Pertanyaan 2
Jika massa jenis
1.300
gravitasi
tekanan hidrostatis yang diterima
oleh ikan sungut ganda.
Pertanyaan 3
Tentukan perbedaan tekanan
hidrostatis antara zona mesopelagik
dan zona epipelagik.
Latihan Soal AKM
Fisika XI | Fluida 43 /55
Sciencefacts.net

44. Pertanyaan 4
Hewan yang menerima tekanan
hidrostastis paling kecil adalah ....
A. Cacing tabung
B. Udang
C. Belut
D. Penyu
E. Kepiting
Latihan Soal AKM
Fisika XI | Fluida 44 /55
Sciencefacts.net

45. 55
Terima kasih