Dokumen ini membahas tentang fluida statis dan sifat-sifatnya, termasuk massa jenis, tekanan, dan hukum-hukum yang berkaitan seperti Hukum Pascal dan Hukum Archimedes. Beberapa contoh penerapan hukum ini dalam kehidupan sehari-hari disebutkan, serta contoh soal yang menggambarkan perhitungan massa jenis dan tekanan. Selain itu, terdapat juga penjelasan mengenai tegangan permukaan dan fenomena terkait seperti kapilaritas.

1. FLUIDA STATIS
Drs. Agus Purnomo
aguspurnomosite.blogspot.com

2. Dalam statistika fluida
kita mempelajari bab
fluida yang ada dalam
keadaan diam. Fluida
dalam keadaan diam
disebut Fluida Statis.

3. Massa jenis zat adalah perbandingan antara
massa dengan volume zat itu sendiri.
Secara matematis di rumuskan:
ρ = m / V
Dengan :
• m = massa (kg)
• V = volume zat (m3)
• ρ = kerapatan = massajenis (kg/m3)
Massa Jenis Zat

4.  Apabila kerapatan suatu benda lebih
kecil dari kerapatan air, maka benda
akan terapung.
Sebaliknya jika kerapatan suatu benda
lebih besar dari kerapatan air, benda
tersebut akan tenggelam.
Berat jenis suatu zat merupakan
perbandingan berat zat tersebut terhadap
volumenya. Satuan sistem internasional
untuk berat jenis adalah N/m3.

5. 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 0,6
Berikut ini data massa jenis dari beberapa zat :

6. 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

7. Fluida ( zat alir) : zat yang bisa
mengalir.
Contohnya zat cair dan gas. Zat cair
termasuk fluida yang inkompressibel,
artinya pada tekanan yang tidak terlalu
besar, volumenya tidak berubah meskipun
ditekan. Gas termasuk fluida
kompressibel, artinya volumenya bisa
berkurang jika ditekan
Air dalam keadaan diam disebut
hidrostatis

8. Sifat-sifat Fluida:
1.Gaya-gaya yang dikerjakan suatu fluida
pada dinding wadahnya selalu berarah
tegak lurus terhadap dinding wadahnya.
2. Tekanan dalam suatu fluida pada
kedalaman yang sama adalah sama
dalam segala arah

9. Tekanan Hidrostatis (Ph)
Di rumuskan :
Ph = F / A
= mg / A
= Vg / A
=  A h g / A
= . g. h = S . h
= massa jenis zat cair
h= kedalaman
g= percepatan gravitasi
Tekanan yang disebabkan oleh fluida tak
bergerak disebut tekanan hidrostatik

10. 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

11. Contoh Soal :
Sebuah ban berisi udara bertekanan
gauge 2 bar memiliki tekanan mutlak
kira-kira 3 bar, sebab tekanan atmosfer
pada permukaan laut kira-kira 1 bar

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

13. Jawab:
Massa total logam = mA + mB
= 0,04 + 0,10
= 0,14 kg
Volume total = VA + VB
=( mA / A) + (mB / 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. Hukum Pascal
“Tekanan yang di berikan kepada
fluida diam yang memenuhi
sebuah ruangan di teruskan oleh
fluida itu ke segala arah sama
besarnya”.

15. Penerapan Hukum Pascal
 Dongkrak Hidrolik
 Kempa Hidrolik
 Alat Pengangkat
Mobil
 Rem Cakram

16. Prinsip Hukum Pascal
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

17. Dongkrak Hidrolik
Pengangkat Mobil Hidrolik

18. Hukum Utama Hidrostatika
Semua titik yang terletak pada bidang
datar yang sama di dalam zat cair
yang sejenis memiliki tekanan
(mutlak) yang sama. Pernyataan
inilah yang disebut sebagai hukum
pokok hidrostatika.
Penerapan dari Hukum Utama
Hidrostatika adalah dalam bejana
berhubungan

19. PenerapanHukum Utama
Hidrostatika

20. Hukum Utama Hidrostatik
Di rumuskan
: P1 = P2
Po + 1gh1 = Po +
2gh2
1h1 = 2h2
Po
Po
1 2
h1
h2
Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar
di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan
yang sama.

21. Contoh:
Sebuah bejana berhubungan diisi dengan
empat zat cair. Massa jenis zat cair itu
masing – masing :
1 = 1,2 gr/cm3, 2 = 8 gr/cm3
3 = 0,8 gr/cm3,
ho=10 cm , h1=20 cm, h2=24 cm, h3 = 12 cm
h4 = 18 cm
4 = …….?

22. Perhatikan gambar berikut:
Tentukan 4……….!
 1
 2
 4
 3
h2
h1
ho
h3
h4

23. Hukum Archimedes
Memahami hkm Archimedes dengan
kajian eksperimen sederhana:
1. Siapkan sebuah beban, neraca pegas, gelas
ukur dan air secukupnya.
2. Masukan air dalam gelas ukur dan catat
volumenya (Vo)
3. Timbang beban dengan neraca pegas dan
catat beratnya (w1).
4. Masukkan beban yang masih tergantung pd
neraca pegas ke dalam gelas ukur yang
berisi air, catat volume air setelah dimasuki
beban (V1) dan berat beban dalam air (w2).
5. Hitung perbedaan volume air dan berat
beban.
6. Bagaimana kesimpulannya

24. • Dikemukakan oleh Archimedes
(Yunani ), bunyinya :
• “ Setiap benda yang
dicelupkan dalam zat cair
(fluida), baik sebagian atau
seluruhnya akan mendapat gaya
ke atas sebesar berat zat cair
yang didesak/dipindahkan.”
Hukum Archimedes

25. Penerapan Hukum
Archimedes

26. Penerapan Hukum
Archimedes

27. Gaya ke Atas :
Maka di rumuskan :
Wbf = w – Fa
Fa = w – wbf
atau
Fa = F2 – F1
= P2 A – P1 A
= (P2 – P1)A
= f ghA
= (f g) (hbf A)
= (f g) Vbf
maka gaya ke atas di rumuskan :
Fa = (f g) Vbf
Fa
W = mg
F2
F1

28. Dengan:
f = massa jenis fluida (kg/m3)
Vbf = volume benda dalam
fluida (m3)
Fa = gaya ke atas (N)
Gaya ke Atas :

29. 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

30. Contoh soal :
• Sebatang almunium digantung pada
seutas kawat. Kemudian seluruh
almunium di celupkan ke dalam
sebuah bejana berisi air. Massa
almunium 1 kg dan massa jenisnya
2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan
kawat sebelum dan sesudah
almunium di celupkan ke air.

31. Penyelesaian:
Sebelum di celupkan air:
Fy = 0
T1 – mg = 0
T1 = mg
T1 = 1 x10
T1 = 10 N
T1
mg

32. Sesudah dicelupkan :
Fy = 0
T2 + Fa – mg = 0
T2 = mg – Fa
T2 = 1 x 10 – Fa
T2 = 10 - Fa
mg
T2
Fa

33. Volume Al :
VAl = m / 
= 1 / (2,7 x 103)
Maka Fa = Val f g
= 3,7 N
Sehingga :
T2 = 10 – 3,7
= 6,3 N

34. Mengapung
Karena bendanya
seimbang, maka :
Fy = 0
Fa – w = 0
Fa = w
Fa = mb g
Fa = (b Vb) g
(f Vbf) g = (b Vb) g
b = (Vbf/Vb) f
w
Fa
hb
hbf
b f


35. Atau
b = (Vbf/Vb) f
= (A hbf / A hb) f
b = ( hbf / hb ) f
Dengan :
b = massa jenis benda (kg / m3)
f = masa jenis fluida (kg / m3)
hb = tinggi benda (m)
hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

36. Kesimpulan :
Benda yang dicelupkan ke dalam
fluida akan mengapung, bila massa
jenis rata – rata benda lebih kecil
daripada massa jenis fluida.
Syarat benda mengapung :
b < f

37. Contoh :
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 :
f = 0,9 gr/cm3
Bagian yang muncul =( 1/3
)hb, sehingga :
hbf = hb –
(1/3)hb = (2/3)hb
Ditanya : Massa jenis benda
(b)
Jawab :
3
6
,
0
9
,
0
3
2
cm
g
b
b
b
b
f
b
bf
b
h
h
h
h








38. Melayang
Syarat benda melayang :
Fa = w
(f Vbf) g = (b Vb) g
(f Vb) g = (b Vb) g
f = b
Fa
w
b f
=

39. Kesimpulan :
Benda yang dicelupkan ke
dalam fluida akan melayang,
bila massa jenis rata – rata
benda sama dengan massa
jenis fluida.
Syarat benda melayang:
b = f

40. Contoh :
Sebuah balok kayu yang massa jenisnya 800 kg/m3 terapung
di air. Selembar aluminium yang massanya 54 gram dan
massa jenisnya 2700 kg/m3 diikatkan di atas kayu itu
sehingga sistem ini melayang. Tentukan volume kayu itu !
Diket :
kayu
aluminium
wk wAl
Fak
FaAl

41. Di tanya : volume kayu (Vk)
Jawab :
F = 0
Fak + FaAl – wk – wAl = 0
Fak + FaAl = wk + wAl
f g Vk + f g VAl = mkg + mAlg
f Vk + f VAl = mk + mAl
f Vk + f (mAl/ Al) = k Vk+ mAl
1 Vk + 1 (54/2,7) = 0,8 Vk + 54
Vk + 20 = 0,8 Vk + 54
Vk = 170 cm3

42. Tenggelam
Dengan cara yang sama
di peroleh :
b > f
Kesimpulan :
Benda yang
dicelupkan ke dalam
fluida akan tenggelam,
bila massa jenis rata –
rata benda lebih besar
daripada massa jenis
fluida.
w
Fa

43. Tantangan :
Sebuah balok mempunyai luas
penampang A, tinggi l, dan massa
jenis . Balok ada pd keseimbangan
di antara dua jenis fluida dengan
massa jenis 1 dan 2 dengan 1 <  <
2 .Fluida – fluida itu tidak bercampur.
Buktikan : Fa = [1gy + 2 g(l – y)]A
Buktikan :  = [1y + 2 (l – y)]/l

44. Ini gambarnya!
2
1

y
l

45. TEGANGAN PERMUKAAN
• CONTOH:

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

47. Atau
Di rumuskan :
A
W


Dengan :
W = usaha (J)
A = luas penampang (m2)
 = tegangan permukaan (J/m2)

48. Tegangan permukaan pd sebuah bola




cos
cos
l
F
l
F
y
y


Dari gambar di
peroleh :
Karena
maka :
r
l 
2

Fy = 2  r  cos 

49. 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.

50. Diket :
r = 3 x 10-5 m
w = 4,5 x 10-5 N
n = 4
 = 0,072 Nm-1
Ditanya : 

51. Penyelesaian
0
5
5
33
83
,
0
cos
4
.
072
,
0
.
10
.
3
.
14
,
3
.
2
10
.
5
,
4
cos
2
cos
cos
2
cos
2




















n
r
w
r
n
w
r
Fy

52. Diskusi dan interaksi
Mengapa deterjen sering digunakan
untuk mencuci pakaian agar pakaian
menjadi bersih ?

53. Meniskus
Adalah bentuk cembung atau cekung
permukaan zat cair akibat tegangan
permukaan.
air Raksa



54. Proses pembentukan meniskus
cekung dan cembung
Adhesi adalah gaya tarik-
menarik antara partikel tak
sejenis.
Kohesi adalah gaya tarik-
menarik antara partikel sejenis.

55. Perhatiakan gambar berikut:
Air Raksa

Fa
Fk
FR
Fa
Fk
FR


56. Kapilaritas :
Adalah peristiwa naik turunnya
permukaan zat cair di dalam pipa
kapiler.
Contoh :
peristiwa naiknya minyak tanah pd
sumbu kompor.
Air pd tanaman sampai ke daun
Dan lain-lain.

57. Perhatikan gambar berikut :
Air Raksa
y


water
y


mercury

58. SEKIAN
DAN TERIMA KASIH
aguspurnomosite.blogspot.com