ini ppt pertemuan pertana di semester 1 ,bahas tentang besaran ,gaya , fluida dll

1. FISIKA
Kode Matakuliah
Beban Kuliah
Pengampu
:
:
:Aris Haryadi

2. Besaran dan Pengukuran
 FISIKA adalah ilmu yang mempelajari fenomena alam yang
kesimpulannya dinyatakan dalam bentuk hukum-hukum
fisika.
 Untuk menyatakan hukum-hukum fisika tersebut
dibutuhkan besaran-besaran fisis. Contohnya, panjang,
massa, waktu, densitas, kecepatan, percepatan, gaya,
resistivitas, temperatur, intensitas cahaya dll.
 Agar mengungkapkan hukum fisika mudah dan sederhana,
maka besaran-besaran fisis dinyatakan dalam bentuk simbol
(huruf tunggal), contohnya (panjang simbolnya s), Massa
(simbolnya m) dan masih banyak lainnya.
 Setelah besaran-besaran fisis ditentukan, kemudian
ditetapkapkan satuan dan cara memilih standar satuan
tersebut
 Standar satuan hanya hanya dilakukan pada besaran-
besaran pokok saja
PENDAHULUANPENDAHULUAN

3.  Standar satuan hanya hanya dilakukan pada besaran-besaran
pokok saja
Berikut ke “tujuh besaran pokok” hasil
konferensi tahun 1971, tentang “berat dan
ukuran”

4. “Besaran turunan” didefinisikan dari besaran-besaran
Pokok yang terkait, contoh;
atau disimbolkan
“Satuan turunan” yaitu satuan baru yang didefinisikan
dari satuan-satuan besaran pokok yang terkait. Salah
satu contoh adalah satuan gaya yang disebut newton (N)
didefinisikan

5. Berikut sebagian besaran turunan dan beberapa satuan
turunan yang baru yang dibentuk dari besaran pokok dalam
sistem Satuan Iinternasional

6. Besaran fisika seringkali dihadapkan dengan bilangan yang
sangat kecil (jarak antar atom) dan bilangan sangat besar
(jarak antara bintang) untuk itu digunakan satuan yang
mengacu ke Sistem Internasioanal, seperti tabel di bawah

7. Besaran Standar
 Panjang
1 meter didefinisikan sebagai 1650763,73 kali
panjang gelombang cahaya radiasi oranye-merah oleh
isotop Kr86
di dalam Vakum.
 Massa
1 kg adalah berat dari sebuah selinder platinum-
iridium yang di simpan di lembaga Berat dan Ukuran.
Standar lain mempunyai ketelian lebih tinggi adalah
massa atom C12
, hubungannya 1µ = 1,66×10-27
kg
 Waktu
1 sekon didefinisikan sebagai 1/86.400 hari (mata-
hari rata-rata)

8. Latihan Soal
1. Dengan menggunakan faktor konversi berikut; 1 mil = 5280
kaki, 1 kaki = 12 inci, 1 inci = 2,54 cm, 1 meter = 100 cm,
dan 1 km = 1000 meter.
a. Sebuah kendaran yang telah menempuh jarak 2 mil. jika
dinyatakan dalam kilometer adalah ...!
b. Sebuah roket mencapai ketinggian 300km jikadinyatakan
dalam mil !
2. Dengan menganggap rapat massa (massa/volume) air tepat
1 gram tiap centimeter-kubik;
a. tentukan dalam kilogram per-liter !
b. Jika untuk mengosongkan wadah berisi 1 liter air
dibutuhkan waktu 10 jam, tentukan laju aliran air
tersebut dalam kilogram persekon !.
3. Berikut data laju maksimum beberapa macam binatang
dalam satuan mil/jam adalah: (a) siput 3×10-2; (b) laba-laba
1,2; (c) tupai 12; (e) kelinci 35; (f) rubah 42; (g) singa 50;
dan cheetah 70. Nyatakanlah data ini dalam satuan
meter/detik

9. 4. Sebuah tandon air berat kosong 10 kg dan mem-punyai
daya tampung sebanyak 500 liter air, ditempatkan di atas
menara air.
a. Jika rapat massa air adalah 1 grm/cm3 dan gravitasi
bumi 10 m/s2, maka tentukan massa dan berat
tandon jika diisi penuh !
b. Jika luas penampang alas tandon 1,5 m2, hitung
tekanan yang diterima alas menara air

10. MEKANIKA
 Membahas gerak benda besertaMembahas gerak benda beserta
penyebabnyapenyebabnya
 Besaran pokok yang terkaitBesaran pokok yang terkait
dalam mekanika, panjang,dalam mekanika, panjang,
waktu, dan massawaktu, dan massa
Galileo Galilei dan Isaac Newton adalah dua
orang ilmuwan yang pertama kali
mendeskripsikan tentang gerak benda

11.  Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda
tersebut mengalami perubahan posisi terhadap
suatu kerangka acuan
 Amati gerak segerombolan ikan barakuda.
Apakah ikan P bergerak ?
Kerangka Acuan
Letak kedudukan suatu benda ditentukan oleh posisi acuan
mana benda tersebut dipandang.
Gerak

13. Posisi sebuah benda di setiap tempat merupakan fungsi dari waktu.
Misalkan seekor lalat yang terbang dalam ruang (x, y, z),
dinyatakan dengan sebuah vektor
Vektor Posisi
Posisi lalat pada detik ke t1
dinyatakan:
Posisi lalat pada detik ke t2
dinyatakan:

14. Contoh soal:
Jawab

16. Laju Rata-Rata & Kecepatan Rata-rata
 Laju atau kecepatan merupakan ukuran yang menyatakan
seberapa cepat/lambat sebuah benda bergerak.
 Laju rata-rata didefinisikan sebagai “jarak yang ditempuh
sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk
menempuh jarak tersebut”
 Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai “perpindahan
benda dibagi waktu yang diperlukan untuk perpindahan
tersebut”

17. Untuk memahami pengertian laju dan keceratan, perhatikan
lintasan seekor lalat yang terbang pada t1 sampai t3. Laju
dan kecepatan lalat yang terbang dari t2 ke t3 dinyatakan:

18. Dalam ruang 1-D penulisan vektor posisi dapat diabaikan, dengan
demikian definisi kecepatannya menjadi:
Secara matematis kecepatan rata-rata dapat dinyatakan sebagai:

19. Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata dalam selang waktu
yang sangat kecil (∆t→0), sehingga:
 Interval waktu dibuat kecil,
sehingga jarak dua titik
sangat dekat (berada pada
titik bersangkutan)
 Sehingga kecepatan sesaat
sebagai garis singgung
lintasan lalat
Dari persamaan matematik di
atas, perhatikan kembali contoh
lalat yang terbang. Ditinjau dari
suatu sumbu koordinat
sembarang
dalam 1-D

20. Contoh Soal Pada saat seperti pada gambar (t1) mobil no 43
menambah kecepatannya.
Kapan dan dimana, ban belakang mobil 43 akan
sejajar dengan mobil no 8?

21. Karena besaran a maka dikenal 2 macam gerak, yaitu:
1. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
2. Gerak lurus beraturan (GLB)
GERAK LURUS BERATURAN
Dalam kenyataan, setiap benda jarang untuk mempertahankan
geraknya (dipercepat atau diperlambat).
Gerak yang kecepatan mengalami perubahan di sebut gerak
dipercepat/diperlambat yang dituliskan:
Percepatan
rata-rata
Percepatan
sesaat
1-D
3-D

22. Pada GLBB besaran a konstan, maka posisi dan kecepatan
benda yang bergerak pada detik ke t dapat dinyatakan
sebagai:
Pada GLB besaran a = 0, sehingga dari persamaan di atas
dapat ditentukan bahwa posisi dan kecepatan benda
bergerak pada detik ke t adalah:

23. Contoh Soal
1. Pada sebuah balapan dayung,
dari keadaan diam sebuah
perahu bergerak dipercepat
sepanjang garis lurus. Bilama
pada detik ke 5, peruhu
mencapai kecepatan 75
km/jam.
2. Sebuah mobil bergerak sepanjang
jalan bebas hambatan yang lurus dan
si pengemudi penginjak rem. Jika
kecepatan awal v1 = 15 m/s dan
diperlukan waktu 5 sekon untuk
memperlambat kecepatan sampai v2 =
5 m/s. Berapakah percepatan rata-
rata mobil tersebut?
Tentukan percepatan rata-ratanya?

24. 4. Seorang pelempar bola baseball
melempar bola cepat dengan laju 44
m/s. Perkirakan percepatan rata-rata
bola tersebut selama gerak pelempar.
Si pelempar dalam mempercepat harus
mundur sekitar 3,5 m dari belakang
badan (posisi 1) ke titik dimana bola
dilepaskan (posisi 2)?
3.
a. perlambatan sepeda motor tersebut dan
b. waktu mulai di rem sampai berhenti
Seorang pengendara sepeda motor
melaju dengan kecepatan sebesar 20
m/s. Pada jarak 25 meter
dihadapanya seorang anak akan
menyebrang jalan. Agar sepeda
motor tepat berhenti 5 meter dari
pusat garis zebracross. Tentukan;

25. Beberapa Gerak Khusus Lainnya
 Gerak Peluru
 Gerak Jatuh Bebas
Kedua gerak ini merupakan variasi
antara GLBB dan GLB
Gerak Peluru
Waktu yang
dibutuhkan
sampai
ketinggian
maksimum
Jangkauan tertinggi peluru
Jangkauan terjauh peluru

26. Gerak Vertikal
Jatuh Bebas
 Waktu yang dibutuhkan
sampai menyentuh lantai
adalah
Gerak Melawan Gravitasi
o Waktu yang dibutuhkan untuk
mencapai ketinggian maximum
o Ketinggian maximum
Kedua besaran hanya ditentukan oleh Vo

27. Contoh Soal
1.
2.
Seekor macan meloncat dari atas sebuah
tebing yang tingginya 5 meter. Jika kaki
macan menyentuh bidang harizontal tanah
sejauh 10 m. Seberapa cepat macan
meloncat dari dari tebing jika gravitasi
besarnya 10 m/s2
.
Robin Hood mengarahkan
panah pada musuh yang
jaraknya 50 m. Jika
diketahui gravitasi bumi g =
10 m/s2
, tentukan;
a. sudut elevasi maksimum arah panah!
b. laju anak panah saat terlepas dari busur!

28. DINAMIKA
 Besaran gerak dalam kinematika dinyatakan dengan kecepatan dan
percepatan, sedangkan di dalam dinamika gerak dihubungkan
dengan faktor penyebabnya, dalam hal ini adalah gaya.
 Perhatikan gaya-gaya berikut

29.  Dari keempat contoh diatas dapat diambil kesimpulan bahwa
ada “gaya yang perlu persentuhan” (a) gerobak bergerak
karena adanya persentuhan dengan orang yang mendorong dan
ada pula “gaya yang tidak perlu persentuhan” (b) gaya kerena
medan gravitasi bumi (c) gaya karena medan listrik dan (d)
gaya karena medan magnet.
 Gaya biasanya dinyatakan dengan
sebuah vektor (untuk meng-
gambarkan besar dan arahnya), dan
digunakan simbol F(force).
 Menjumlahkan atau mengalikan
gaya, sama digunakan aturan
operasi vektor.

30. Hukum Newton
 Hukum Newton Pertama
“Sebuah benda akan tetap diam atau bergerak lurus
beraturan, bilamana tidak ada gaya yang bekerja pada
benda tersebut”
Hukum Newton Tentang Gerak:
 disebut juga
sebagai hukum
kelembaman
 ciri dari sifat
malas benda

31.  Hukum Newton Kedua
“Sebuah benda akan bergerak dipercepat, jika ada gaya
yang bekerja padanya”
 Percepatan
gerak benda
ditentukan oleh
massa
artinya dengan F
yang sama, jika

32.  Hukum Newton Ketiga
“Jika sebuah benda melakukan gaya pada benda yang lain,
maka pada saat bersaman benda kedua akan memberikan
gaya yang sama pada benda pertama dengan arah
berlawanan”
disebut juga sebagai
hukum
AKSI = REKASI

33. SOAL
1. Perkirakan gaya total yang dibutuhkan untuk mempercepat
mobil dengan massa 1000 kg sebesar ½ g!
2. Berapakah besar gaya total yang dibutuhkan untuk
menghentikan mobil dengan massa 1500 kg dari laju 100
km/jam dalam jarak 55 meter!
3. Sebuah selinder digantung
dengan neraca pegas. Berat
selinder adalah 98 newton.
Ketika neraca pegas ditarik
keatas ternyata berat benda
terbaca menjadi 100 newton,
maka tentukan percepatan
sistem bergerak keatas!

34. 4. Sebuah kantong plastik hanya kuat terhadap beban
yang massanya 5 kg. Kantong tersebut akan diisi
dengan sebuah barang. Pegangan kantong diikat
dengan seutas tali yang kemudian ditarik keatas
dengan percepatan ½ percepatan gravitasi bumi.
Tentungkan massa maksimum barang agar kantong
tidak ambrol

35. USAHA DAN ENERGIUSAHA DAN ENERGI
Usaha  atau kerja didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada
sebuah benda, yang menyebabkan benda tersebut
bergerak (berpindah tempat)
 hanya komponen gaya yang searah perpindahannya saja
yang menghasilkan nilai usaha (satu garis kerja).
 usaha yang dilakukan oleh gaya kosntan dinyatakan secara
matematis

36. Energi
Kinetik
 pada benda yang sedang bergerak, usaha merupakan bentuk
perubahan energi kinetik
W = ΔEK = EK(2) – EK(1)
 EK(1) dan EK(2) masing-masing menyatakan energi kinetik gerak
benda pada detik ke 1 dan ke 2. Energi kinetik dinyatakan
sebagai EK = ½ mv2
maka
W = ½ mv2
2
– ½ mv1
2

37. Energi
Potensial
 benda yang berada pada posisi h relatif terhadap posisi
lain di bawahnya, dikatakan memiliki energi potensial
 dalam kasus ini, usaha merupakan
merupakan bentuk dari beda energi
potensial
Persamaan energi potensial adalah
maka
 dengan demikian usaha benda
diam karena perbedaan posisinya
dinyatakan sebagai:

38. Energi
Mekanik
 Dengan demikian aktivitas benda yang melibatkan
perubahan energi kinetik dan potensial, usahanya
merupakan jumlah total perubahan energi kinetik dan
perubahan energi potensial
dimana disebut sebagai energi
mekanik (energi total)
dengan demikian
atau
perubahan energi mekanik

39. Hukum Kekekalan Energi
 Sebuah benda yang bergerak di bawah pengaruh gaya
konservatif (tidak dipengaruhi oleh lintasan), perubahan energi
mekaniknya nol.
 Dengan demikian energi mekanik benda disetiap tempat adalah
konstan.
Untuk itu berlaku hubungan
atau
atau Bentuk dari hukum kekekalan energi
mekanik
Contoh dari gaya konservatif, adalah
gaya yang dipengaruhi medan
konservatif (medan gravitasi, medan
listrik, dan medan magnet).

40. 1. Seorang anak menarik mainan dengan seutas tali. Gaya tarik tali
konstan sebesar 0,8 N. Hitung usaha yang dilakukan anak, bila
lintasannya pada;
a. 1 meter pertama, tali sejajar dengan lintasannya!
b. 1 meter kedua, tali membuat sudut 30o
terhadap
lintasannya!
c. 1 meter ketiga, tali membuat sudut 60o
terhadap
lintasannya!
d. 1 meter terakhir, tali membuat sudut 90o
terhadap
lintasannya!
2. Dengan menggunakan tali sebongkah batu yang massanya 50 kg
berbentuk kubus ditarik dengan gaya yang sejajar dengan
perpindahannya. Koefisien gesek kinetik dan gravitasi ditempat
itu masing-masing 0,5 dan 10 m/s2
, maka tentukan usahanya bila;
a. Pada jarak 16 meter dari tempat semula lajunya 8 m/s !
b. Pada jarak 16 meter berikutnya lajunya tetap 8 m/s!
SOAL

41. 3. Dalam peratandingan sepak bola, seorang kiper mampu
menangkap bola yang bergerak linier dengan laju 30 m/s.
Berapakan energi kinetik bola ketika tertangkap oleh kiper bila
berat bola 450 grm ?
4. Untuk menghentikan laju kendaraannya, seorang sopir menginjak
rem dengan gaya 4,05×104
newton. Bila berat kendaraan 5000 kg
dan kendaraan berhenti 5 meter setelah pengereman, maka
tentukan laju dan energi kinetik saat di rem !
5. Berapakah besar energi potensial sebuah kipasw angin yang
massanya 7,5 kg ditempatkan pada dinding yang tingginya 3 kg ?
6. Sebuah bandul beratnyab 500 kg berada pada ketinggian 3,05
meter. Tepat di bawahnya sebuah paku tertancap tegak lurus
pada sebuah papan dengan 5 cm bagian paku masih berada di atas
permukaan papan. Bila sebuah bandul jatuh mengenai paku,
menyebabkan 1 cm bagian paku menembus papan. Berapakah gaya
bandul menimpa paku ?

42. 7. Sebuah sumur kedalamannya 12 meter. Dengan sebuah ember
yang berat kosongnya 500 grm dan isi volume dalamnya 10
liter. Anggap g = 10 m/s2
.
a. Berapakah energi potensial untuk mengangkat air ke
permukaan ?
b. Berapa pula energi potensial, untuk mengangkat air ke lantai
dua yang tingginya 4 meter ?
c. Hitung usaha yang dibituhkan untuk mengangkat air dari
dalam sumur sampai ke lantai dua ?
8. Sebuah drum beratnya 25 kg jatuh dari atap sebuah gedung
yang tingginya 100meter. Berapakah kecepatan drum saat
menyentuh tanah

43. Contoh Soal
9. Tentukan (a) kecepatan dan (b) waktu,
dari sebuah bola logam yang dijatuhkan
dari atas sebuah bidang miring, seperti
diperlihatkan pada gambar

44. 10. Seorang pemanjat tebing harus
memanjat dinding batu-batuan
yang tingginya 60 meter dan
mempunyai sudut kecuraman 120o
.
Berat tubuh atlet tersebut 60 kg
dan percepatan gravitasi dianggap
10 m/s2
. Bila atlet tersebut
bergerak tetap teratur, tentukan
usaha yang dilakukannya, bila;
a. tanpa tali pengaman !
b. Dengan tali pengaman !

45. 11. Untuk mengangat air dari sebuah
sungai yang memiliki kedalaman
10 meter, digunakan sebuah
katrol. Bilaman berat ember
beserta isinya 5 kg, gravitasi
setempat 9,8 m/s2
.
a. Berapakah besar kerja yang
diperlukan agar ember
bergerak teratur ?
b. Berapakah besar kerja yang
dilakukan agar ember
bergerak dipercepat 0,2 m/s2
?

46. 12. Berapakah gaya dan kerja yang harus
dilakukan untuk memasang sebuah patok
beton di tanah basah, sehingga 0,2 bagian
di atas permukaan tanah ? Bilamana
diketahui panjang patok 1 meter massa 5
kg, gravitasi bumi 9,8 m/s2
dan gaya gesek
rata-rata antara permukaan patok dengan
tanah 50 N ?
13. Bila sebuah kacang gude berdiameter
rata-rata 5 mm, ditempatkan pada suatu
permukaan datar. Di atas kacang gude
tersebut dibebani dengan sejumlah
lempeng besi.
a. Tentukan kekerasan kacang gude
bila beban lempenbg besi 10 kg pada
saat kacang hancur !
b. Berapakah usaha yang dilakukan
pada proses tersebut ?

47. 14. Seorang binaragawan angkat
berat, harus mengangkat barbell
yang massanya 90 kg. Jika g = 10
m/s2
, maka tentukan;
a. kecepatan mula-mula barbell
terangkat agar dicapai posisi
seperti pada gambar!
b. gaya minimum yang dibutuhkan
untuk mengangkat barbell!

48. Daya
Besaran yang menyatakan laju perubahan kerja dari sebuah benda
yang bergerak persatuan waktu
Daya didefinisikan sebagai:
atau
Dalam interval waktu yang sangat kecil, daya dituliskan sebagai
daya sesaat.

49. Usaha Oleh Gaya Tak Konstan
 Contoh gaya tak kosnstan
- Gaya pegas
- Gaya llistrik
gaya fungsi posisi
gaya fungsi posisi
 Usaha yang dilakukan oleh gaya tak konstan
- Usaha oleh gaya pegas
- Usaha oleh gaya listrik

50. Soal
1. A. Berapa usaha yang harus dilakukan untuk memampatkan pegas sejauh
45 cm, bila diketahui konstanta pegas 310 N/m ?
B. Berapa gaya yang dikenakan pada pegas tersebut ?
2. Untuk membuat neraca statis dapat digunakan sebuah pegas yang salah
satu ujungnya terikat kuat pada dudukan tetap, sedangkan ujung lainnya
dibiarkan tergantung bebas. Sebuah kaitan logam massanya 0,2 kg
diikatkan pada ujung pegas yang bebas, ternyata pegas mulur sejauh 2
cm.
A. Hitung harga konstanta pegas !
B. Bila beban lain ditempatkan pada kaitan, membuat pegas mulur 12
cm. Tentukan massa benda tersebut !
C. Hitung gaya dan usaha pada pegas !
3. Untuk membuka mata pisau sebuah gunting pemotong rumput, seseorang
harus menekan per yang berada pada pegangannya sejauh 3 cm.
A. bila konstanta pegas besarnya 24 N/m, berapakah gaya untuk
membuka mata pisau gunting tersebut ?
B. berapakah usaha yang harus dilakukan ?

51.  Satuan daya: 1 J/s = 1 watt = 1 W
1 kW = 103
W
1 hp = 746 W = 0,746 kW
 Satuan lain usaha: 1hp.hr = 1 daya kuda.jam
1 hp.hr = 746×3600 J
 Hubungan daya dengan kecepatan dan gaya:
Dalam selang waktu yang sangat kecil
Dalam bentuk vektor

52. Soal
1. Mesin alat pertanian beratnya 2000 kg harus diangkat vertikal
setinggi 10 meter dalam waktu 3 detik. Berapakah daya.kudqa
untuk mengakat mesin tersebut ?
2. Dengan tarip rp. 150/kWh, berapakah biaya mengoperasikan mesin
pertanian 10 hp selama 8 jam ?
3. Mesin sebuah alat perontok padi memberikan daya 49 hp kepda
baling-baling perontok padi sewaktu mesin digerakkan dengan
kecepatan 20 m/s. Berapakah besar tegangan dalam sebuah tali,
bila tali tersebut menghubungkan mesin dengan baling-baling ?
4. Dua orang olahragawan angkat berat mempunyai tinggi angkatan
masing-masing 1,7 meter dan 1,5 meter. Untuk mengangkat
barbell yang beratnya 2 detik. Bilamana gravitasi bumi dingagap
10 m/s2
, tentukan;
a. Usaha yang harus dilakukan oleh masing-masing atlet tersebut !
b. Selisih usaha kedua olahragawan tersebut !
c. Bagaimana usaha yang dilakukan bila waktu yang disediakan 4
detik !
d. Bagamana pula usaha yang dilakukan bila waktu yang disediakan
1 detik !

53. MEKANIKA FLUIDA
Bagian dari mekanika khususnya mekanika yang membahas sifat,
kondisi dan perilaku fisik zata yang dapat mengalir (fluida).
Contohnya zat cair dan gas
Sifat yang membedakan zat cair dan zata padat (benda tegar)
adalah;
 zat cair tidak kuat terhadap gaya luar.
 Bentuk fisik zat cair mudah berubah, sesuai dengan wadahnya
Bila hukium-hukum mekanika dikenakan pada zat cair, maka
besaran-besaran yang ada disesuaikan dengan kondisi zat cair.
misal m (massa) ⇒ ρ (rapat massa) =
F (gaya) ⇒ p (tekanan) =
Keterangan 1 N/m2
= 1 pascal
1 atm = 1,01×105
N/m2
gaya normal (Fn)
luas permukaan zat cair
yang kenai gaya normal

54. Soal
1. Sebuah papan kayu berukuran panjang
2m, lebar 30 cm, ketebalan 5 cm,
rapat massa 32 kg/m3
dan g = 9,8 m/s2
.
a. Bila papan tersebut diletakan di
atas permukaan air, berapakah
tekanan yang diterima cair?
b. Bila sebuah logam yang massanya 4
kg diletakan di atas papan ter-
sebut, berapakah tekanan yang
diterima zat cair?
2. Sebuah pelat berukuran 10cm×5cm dan
massa diabaikan, diletak-kan di atas
permukaan air. Bila pada pelat tersebut
diberikan gaya sebesar 2 newton yang
membentuk sudut 60o
terhadap
permukaan air. Tertukan tekanan yang
diderita air !

55. Hukum Pascal
 Pada suatu zat cair statik,
tekanan yang di alami setiap
bagian dalam zat cair adalah
sama termasuk tekanan yang
diterima oleh dinding wadahnya.
 Bilamana salah satu bagian zat
cair tekanannya berubah, maka
perubahan tersebut akan
diteruskan ke seluruh bagian air.
 Berdasarkan hukum Newton I
o Selimut selinder
o Tutup selinder
∑Fi = 0
∑Fj = 0
F1 – F2 = 0 ⇒ F1 = F2
⇒

56. Soal
1. Dua buah selinder berdiameter
penampang permukaan masing-masing
D1 = 1,5 m dan D2 = 80 cm, dibentuk
hurup U (seperti gambar). Kedua
permukaan selinder dilengkapi dengan
piston yang mudah bergerak.
a. Bila pada penampang kecil diberikan gaya 500 newton,
maka tentukan gaya yang dilakukan air pada piston besar !
b. Bila pada piston besar ditempatkan sebuah beban,
berapakah massa yang dapat terangkat oleh piston
tersebut ?

57. Pengaruh Gravitasi Terhadap Tekanan Zat Cair
 Tekanan zat cair merupakan fungsi dari kedalamannya.
Perhatikan gambar berikut
Dari gambar, hukum Newton I
F = Fo + Fg
dimana
Fg = Δm g
= ρ ΔV g
= ρ A Δh g

58. Soal
Spesies ikan hidup pada kedalaman
30 meter dari permukaan laut.
Bilamana diketahui tekanan
permukaan air laut adalah 1,01×105
N/m2
, gravitasi bumi 9,8 m/s2
dan
rapat massa air laut ρ = 1200 kg/m3
.
Tentukan takanan yang diderita
spesies ikan tersebut !

59. Hukum Archimedes
dituliskan
Fa = mag atau Fa = ρag ΔV
Catatan: ρa rapat massa zat cair
ΔV volume zat cair yang dipindahkan
Terjadi adanya gaya yang dilakukan
oleh zat cair yang diisebut gaya apung
(Archimedes)
Besarnya sama dengan berat zat cair
yang dipindahkan oleh bagian yang
menempatinya.
Hukum Archimedes “benda yang
dicelup ke dalam zat cair akan
mengalami gaya keatas sebesar zat
cair yang dipindahkan”.

60. Pendekatan
matematis
Ada 3 (tiga) kemungkinan:
1. ρb < ρa benda terapung
2. ρb = ρa benda melayang
3. ρb > ρa benda tenggelam
catatan: ρb rapat massa benda
ρa rapat massa zat cair

61. Soal
1. Seseorang ingin membuat sebuah pelampung berbentuk bola
homogen untuk ditempatkan ditengah sebuah danau. Berapakah
rapat massa pelampung, bila diharapkan 0,9 bagian dari
pelampung berada di atas permukaan danau ? Diketahui ρair = 1
g/cm3
.
2. Untuk menentukan rapat massa zat cair X ikuti langkah berikut;
kedalam gelas ukur yang berisi air masukkan bola pejal
kedalamnya, misalnya 0,2 bagian bola berada dipermukaan air.
Setelah itu ke dalam gelas ukur lain yang berisi zat cair X
masukkan bola tersebut, misalnya 0,6 bagian bola berada di
permukaan air. Keterangan ρair = 1 g/cm3
.
a. Tentukan rapat massa bola
b. Tentukan rapat massa zat cair X
1. Untuk mengukur rapat massa zat cair disebut HIDROMETER
seperti pada gambar. Keterangan; volume tendon (warna hitam)
25 cm3
dan luas permukaan pipa 5 mm2
. Bila dicelupkan kedalam
air, panjang pipa yang tercelup 5 cm. Diketahui ρair = 1 g/cm3
.
Tentukan rapat massa zat cair Z yangmana skala hidrometer
menunjukkan 6,5 cm tercelup dalam zat cair tersebut?

62. Tegangan Permukaan
Gaya kohesi (tarik menarik) antar molekul zat cair menimbulkan
tegangan yang permukaan zat cair cenderung mengecil.
Besar tegangan permukaan zat cair dituliskan secara matematis:
N/m
 F gaya yang timbul pada zat cair
 L panjang yang berhubungan dengan gaya
yang bekerja

63. Gambaran

64. Perhatikan sebuah bola yang diletakkan di atas permukaan zat cair
(seperti pada gambar)
Kesetimbangan komponen
tegangan permukaan zat cair
arah y (γy) dengan gaya berat
bola:
 Gaya berat bola dinyatakan:
Fg = mg
 Komponen gaya total yang
diakibatkan oleh tegangan
permukaan zat cair:
2π r γy = 2π r γ cos θ
mg = 2π r γ cos θ
Catatan: r jari-jari penampang irisan bola yang bersentuhan
dengan permukaan zat cair.
θ sudut kontak zat cair dengan permukaan bola.
m massa bola.
g percepatan gravitasi bumi

65. Soal
Berat seekor nyamuk 0,002 grm dapat berdiri di atas permukaan
air yang ditopang oleh enam kaki. Bila telapak kaki nyamuk
dianggap sebagai setengah bola yang berdiameter 0,02 mm.
Tegangan permukaan air adalah 72,8 dyne/cm. Tentukan sudut
kontak kaki nyamuk dengan air !
Kapilaritas
 Penomena niaknya permukaan zat cair pada pipa kecil akibat
adanya tegangan permukaan pada dinding pipa.
 Contohnya, naiknya zat cair di dalam pembuluh xylem
kebagian atas pada batang pohon

66. Tinjau sebuah pipa yang dicelupkan ke
dalam air
 Dari persamaan
mg = 2π r γ cos θ
 dimana
m = ρaVa = ρaAh
= ρaπr2
h
 Sehingga
ρaπr2
h = 2π r γ cos θ

67. Soal
1. Tiga buah pipa berdiameter masing-
masing; D1, D2 dan D3 dimana D1 = 2D2
dan D2 = 2D3. Bagian bawah ketiga
pipa dihubungkan satu sama lain,
seperti diperlihatkan pada gambar.
Bila bagian bawah pipa di celupkan
ke dalam zat cair, tentukan
perbandingan kolom pipa;a. 1 : 2 b. 2 : 3 c. 1 : 3
2. Diketahui rapat massa air 1 grm/cm3
dan tegangan permukaan
zat cair 72 N/m. Bilamina diameter xylem 2×10-2
mm, seberapa
tinggi air dapat naik di dalam batang sebuah pohon, dengan
menganggap sudut kontak antara zat cair dengan dinding xylem
berimpit ?

68. DINAMIKA FLUIDA
 Alirannya tunak
 Tidak terjadi rotasional
 Tak termampatkan
 Bukan aliran kental
Adalah bagian dari mekanika fluida yang membahas gerak zat alir.
Untuk menyederhanakan permasalahan, zat alir yang dibahas
dianggap zat alir ideal, yaitu;
Persamaan Kontinuitas
“pada zat alir tak termampatkan berlaku hubungan hasil kali laju
aliran dan luas penampang adalah konstan”

69. Zat alir tidak termampatkan, maka ρ1 = ρ2 dengan
demikian A1v1 = A2v2
Av = konstan
Persamaan kontinuitas
dimana disebut flux volum (debit)
Tinjau dua buah
pipa dengan
ukuran berbeda
disambung, dan
dialrkan air,
seperti pada
gambar

70. Soal
1. Sebuah pipa berdiameter 20 cm disambung dengan pipa yang
berdiameter 5 cm. Bilamana pada pipa besar dialirkan air
dengan laju 8 m/s, berapakah kecepatan pada pipa kecil ?
2. Sebuah kolam berukuran panjang 5 meter x 3 meter x 80 cm.
Pada dinding bagian bawah dilengkapi dengan pipa pembuangan
berdiameter 8 cm. ¾ bagian kolam berisi air, bilamana untuk
mengosongkan kolam di butuhkan waktu 30 menit. Tentukan
kecepatan air yang keluar dari saluran pembuangan !

71. Persamaan Bernoulli
Berlaku hubungan berikut:
A1ΔL1 = A2ΔL2 = ΔV
(volume konstan)
Kerja dari gaya total:
W = (p1 – p2)ΔV
=
Energi mekanik:
W = ΔEK + ΔEP
atau Persamaan “Bernoulli” berlaku
pada zat alir yang bergerak