Fluida adalah zat yang dapat mengalir seperti udara dan air. Dokumen ini membahas konsep dasar mekanika fluida statik dan dinamik seperti tekanan, gaya apung, dan hukum Pascal serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

2. Fluida adalah zat yang dapat mengalir
Contoh : udara, air,minyak dll

3. Standar kompetensi :
menerapkan konsep dan
preinsip
mekanika
klasik sistem kontinu
dalam menyelesaikan
masalah
Kompetensi dasar :
menganalisi
hukumhukum
yang
berhubungan
dengan
fluida
statik
dan
dinamik
serta
penerapannya
dalam
kehidupan sehari-hari

4. TIDAK BERGERAK
BERGERAK

5. Semakin dalam menyelam dirasakan
tekanan semakin besar
Semakin tinggi dirasakan tekanan udara
yaitu gendang telinga dirasakan pekak

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. Tekanan Hidrostatis (Ph)
Tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak disebut
tekanan hidrostatik
Di rumuskan
Ph = F / A
= mg / A
= ρVg / A
=ρAhg/A
=ρgh
ρ= massa jenis zat cair
h= kedalaman
g= percepatan gravitasi

8. Hukum Utama Hidrostatik
Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di
dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang
sama.
Po
Po
1
h1
Di rumuskan
h2
2
:
P1 = P2
Po + ρ 1gh1 = Po + ρ 2gh2
ρ1h1 = ρ2h2

9. Hukum Pascal
Tekanan yang di berikan kepada
fluida diam yang memenuhi
sebuah ruangan di teruskan oleh
fluida itu ke segala arah sama
besarnya.

10. Prinsip Hukum Pascal
Di rumuskan :
F1
F2
A
A
1
2
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

11. Beberapa peralatan yang prinsip kerjanya berdasarkan
hkm. Pascal :
• 1. Dongkrak Hidrolik
• 2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik
• 3. Pengangkat mobil hidrolik
• 4. Rem Hidrolik, dll

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

13. Dengan:
ρf = massa jenis fluida (kg/m3)
Vbf = volume benda dalam fluida
(m3)
Fa = gaya ke atas (N)
Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau
sebagian ke dalam fluida mengalami gaya ke
atas yang sama dengan berat fluida yang
dipindahkan

14. Mengapung
Fa
hb
hbf
w
ρb
< ρf
• Karena bendanya seimbang,
maka :
∑Fy = 0
Fa – w = 0
Fa = w
Fa = mb g
Fa = (ρb Vb) g
(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g
ρb = (Vbf/Vb) ρf

15. Atau
ρb = (Vbf/Vb) ρf
= (A hbf / A hb) ρf
ρb = ( hbf / hb ) ρf
• Dengan :
∀ ρb = massa jenis benda (kg / m3)
∀ ρf = masa jenis fluida (kg / m3)
• hb = tinggi benda (m)
• hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

16. Kesimpulan :
• Benda yang dicelupkan ke dalam fluida
akan mengapung, bila massa jenis rata –
rata benda lebih kecil daripada massa
jenis fluida.
• Syarat benda mengapung :
ρb < ρf

17. Melayang
•
•
Syarat benda melayang :
Fa = w
• (ρf Vbf) g = (ρb Vb) g
Fa
•
(ρf Vb) g = (ρb Vb) g
ρ f = ρb
w
ρ
b
=
ρ
f

18. Kesimpulan :
• Benda yang dicelupkan ke dalam fluida
akan melayang, bila massa jenis rata – rata
benda sama dengan massa jenis fluida.
• Syarat benda melayang:
ρ b = ρf

19. Tenggelam
Dengan cara yang sama di
peroleh :
ρb > ρf
Fa
w
Kesimpulan :
• Benda yang dicelupkan
ke dalam fluida akan
tenggelam, bila massa
jenis rata – rata benda
lebih besar daripada
massa jenis fluida.

20. TEGANGAN PERMUKAAN
• CONTOH:

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

22. Atau
• Di rumuskan :
W
γ=
A
Dengan :
W = usaha (J)
A = luas penampang (m2)
γ = tegangan permukaan
(J/m2)

23. Tegangan permukaan pd sebuah bola
• Dari gambar di
peroleh :
γ cos θ =
Fy
l
Fy = lγ cos θ
• Karena
• maka :
l = 2πr
Fy = 2 π r γ cos θ

24. Air PAM dialirkan kerumah
Udara dialirkan ke pompa hidrolik
CERMATI ULASAN BERIKUT
Air dari dalam tanah
dialirkan ke bak mandi

25. a
b
Q=
c
A1 .v1 = A2 . v2
t
A1
t
Q = debit (m3/s)
V = volum (m3)
t = waktu (s)
Selama fluida mengalir, volum
fluida yang melalui penampang A1
sama dengan volume fluida yang
melalui penampang A2. Dengan
demikian berlaku rumus :
Aliran fluida stasioner :
Setiap partikel fluida
akan selalu mengalir
melalui titik a – b - c
t
v1
V
A2
v2
x2
x1
Jumlah fluida yang mengalir melalui
suatu penampang tiap satuan waktu
disebut Debit dan dirumuskan :
A1 dan A2 = luas penampang 1
dan 2 (m2)
v1 dan v2 = kecepatan aliran fluida
di 1 dan 2 (m2/s)
Persamaan ini disebut persamaan
kontinuitas bahwa fluida yang tidak
kompresibel berlaku perkalian antara
laju aliran fluida (v) dengan luas
penampangnya (A) selalu tetap.

26. Melukiskan aliran fluida pada suatu pipa yang
luas penampang (A) serta ketinggian(h) tidak
sama.
P2
P1
Bidang acuan
Selama fluida mengalir dapat dirumuskan :
P1 + ½ ρv12 + ρgh1 = P2 + ½ ρv22 + ρgh2
Pada ujung pipa A1
bekerja tekanan P1 dan
pada ujung A2 bekerja
tekanan P2.Agar fluida
dapat bergerak dari
permukaan A1 ke
permukaan A2 diperlukan
usaha total yang besarnya
sama dengan jumlah
perubahan energi kinetik
dan energi potensial.

27. v2
P1 + ½ ρv12 + ρgh1 = P2 + ½ ρv22 + ρgh2
P2
v1
h2
h
dibagi ρ
½ ρv12 + ρgh1 = ½ ρv22 +
P1
h1
ρgh2
½v1 + gh1 = ½v22 + gh2
v2 = nol
2
½v12 + gh1 = + gh2
½ v12 = gh2 - gh1
x
v1 = (h2 - h1).g
P2 = P1
v1 =
g.h
h = h2-h1
Jarak jatuhnya fluida terhadap dinding bejana dirumuskan :
x = v1.t
t=
2h1
g
t = waktu fluida keluar dari lubang sampai ke tanah (s)
h1= tinggi lubang dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
x = jarak jatuhnya fluida dilantai terhadap dinding (m)
v = kecepatan zat cair keluar dali lubang (m/s)

28. Alat untuk mengukur kecepatan aliran zat cair
dalam pipa
Kecepatan aliran zat cair dalam pipa dirumuskan :
A
v
ρ
a
v=a
Manometer
2g.h(ρ ’- ρ )
ρ (A2 – a2)
v = kecepatan aliran fluida pada penampang
pipa lebar (m/s)
a = luas penampang pipa sempit (m2)
A= luas penampang pipa lebar (m2)
ρ’ = massa jenis fluida dalam manometer(kg/m3)
ρ = massa jenis fluida dalam pipa besar (kg/m3)
h = selisih tinggi permukaan fluida dalam
manometer (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

29. v
Kecepatan aliran zat cair dalam pipa besar
dirumuskan :
v=a
2g.h
(A2 – a2)
v = kecepatan aliran fluida pada penampang
pipa lebar (m/s)
a = luas penampang pipa sempit (m2)
A= luas penampang pipa lebar (m2)
h = selisih tinggi permukaan fluida pada pipa
pengukur beda tekanan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

34. 1. Sebuah bejana berhubungan diisi dengan
empat zat cair. Massa jenis zat cair itu masing –
masing :
ρ1 = 1,2 gr/cm3, ρ2 = 8 gr/cm3
ρ3 = 0,8 gr/cm3,
ho=10 cm , h1=20 cm, h2=24 cm, h3 = 12 cm h4 =
18 cm
ρ4 = …….?

35. 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.

36. Penyelesaian:
• Sebelum di celupkan air:
∑Fy = 0
T1 – mg = 0
T1
T1 = mg
T1 = 1 x10
T1 = 10 N
mg

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

38. Volume Al :
VAl = m / ρ
= 1 / (2,7 x 103)
Maka Fa = Val ρf g
= 3,7 N
• Sehingga :
T2 = 10 – 3,7
= 6,3 N

39. 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 :
∀ ρ f = 0,9 gr/cm3
• Bagian yang muncul =( 1/3 )hb,
sehingga :
hbf = hb – (1/3)hb =
(2/3)hb
• Ditanya : Massa jenis benda (ρ b)
• Jawab :
ρb =
hbf
hb
ρf
2
hb
3 0,9
ρb =
hb
ρ b = 0,6
g
cm 3

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 :
aluminium
kayu
F
ak
w
k
wAl FaAl

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

42. 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.

43. • Diket :
• r = 3 x 10-5 m
• w = 4,5 x 10-5 N
• n =4
∀ γ = 0,072 Nm-1
• Ditanya : θ

44. Penyelesaian
Fy = 2πrγ cos θ
w
= 2πrγ cos θ
n
w
cos θ =
2πrγn
4,5.10 −5
cos θ =
2.3,14.3.10 −5.0,072.4
cos θ = 0,83
θ = 330