Lampiran Materi Ajar Materi Konsep dan Prinsip
Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan berubah bentuk (dapat dimampatkan) jika diberi tekanan. Jadi, yang termasuk ke dalam f luida adalah zat cair dan gas. erbedaan antara antara zat cair cair dan gas terlet terletak ak pada pada k!mpres k!mpresibi ibilit litasny asnyaa atau atau keterm ketermamp ampatan atanny nya. a. "as mudah dimampatkan, sedangkan zat cair tidak dapat dimampatkan. #itinjau dari keadaan fisisnya, fluida terdiri atas fluida statis atau hidr!statika, yaitu ilmu yang mempelajari tent tentan ang g flui fluida da atau atau zat zat alir alir yang ang diam diam (tid (tidak ak berg berger erak ak)) dan dan flui fluida da dina dinami miss atau atau hidr!dinamika, yaitu ilmu yang mempelajari tentang zat alir atau fluida yang bergerak. $idr $idr!d !din inam amik ikaa yang ang khus khusus us memb membah ahas as meng mengen enai ai alir aliran an gas gas dan dan udar udaraa dise disebu butt aer!dinamika. A. Fluid luida a Sta Stattis %ifat fisis fluida dapat ditentukan dan dipahami lebih jelas saat fluida berada dalam keadaan diam (statis). %ifat&sifat fisis fluida statis yang akan dibahas pada subbab ini di antaranya, massa jenis, tekanan, tegangan permukaan, kapilaritas, dan 'isk!sitas. ahasan mengenai massa jenis dan tekanan telah Anda pelajari di %M sehingga uraian materi yang disajikan dalam subbab ini hanya bertujuan mengingatkan Anda tentang materi tersebut. 1. Massa Je Jenis
ernahkah Anda Anda membandingkan berat antara kayu dan besi enarkah pernyataan bah*a besi lebih berat daripada kayu ernyataan tersebut tentunya kurang tepat, karena segel!nd!ng kayu yang besar jauh lebih berat daripada sebuah b!la besi. ernyataan yang tepat untuk perbandingan antara kayu dan besi tersebut, yaitu besi lebih padat daripada kayu. Anda Anda tentu tentu masih masih ingat, ingat, bah*a bah*a setiap setiap benda benda memili memiliki ki kerapa kerapatan tan massa massa yang yang berbeda&beda serta merupakan sifat alami dari benda tersebut. #alam Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda h!m!gen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan '!lume. %ecara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut. ρ=m/V
(+&+)
dengan m - massa (kg atau g) - '!lume (m / atau cm/), dan 0 - massa jenis (kg1m (kg1m/ atau g1cm/) Jenis beberapa beberapa bahan dan massa jenisnya jenisnya dapat dilihat pada pada 2abel 2abel +. berikut. 2abel +. Massa Jenis atau 3erapatan Massa (#ensity)
ahan Massa Jenis (g1cm/) Air +,55 Aluminium 6,8 aja 8,9 enzena 5,; esi 8,9 >mas +;,/ >s 5,;6 >til 5,9+ Alk!h!l %umber ?ollege Physics, +;95
4ama ahan "liserin 3uningan erak latina =aksa 2embaga 2imah $itam
Massa Jenis (g1cm/) +,67 9,7 +5,: 6+,< +/,7 9,; ++,/
2. Tekanan Hidrostatis
Masih ingatkah Anda definisi tekanan 2ekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut. %ecara matematis, persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut. P = F / A .......................(+&6)
dengan F - gaya (4), A - luas permukaan (m6), dan p - tekanan (41m6 - ascal). ersamaan (+@6) menyatakan bah*a tekanan p berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih besar daripada luas bidang yang besar. #apatkah Anda memberikan beberapa c!nt!h penerapan k!nsep tekanan dalam kehidupan sehari&hari 2ekanan hidr!statis disebabkan !leh fluida tak bergerak. 2ekanan hidr!statis yang dialami !leh suatu titik di dalam fluida diakibatkan !leh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut.
erhatikanlah "ambar +.
"ambar +. #asar bejana yang terisi dengan fluida setinggi h akan mengalami tekanan hidr!statis sebesar p. Jika besarnya tekanan hidr!statis pada dasar tabung adalah p, menurut k!nsep tekanan, besarnya p dapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A). p - F 1 A - gaya berat fluida 1 luas permukaan bejana "aya berat fluida merupakan perkalian antara massa fluida dengan p - (m fluida g) 1A. Bleh karena m - 0, persamaan tekanan !leh fluida dituliskan sebagai p 0g 1 A. !lume fluida di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas permukaan bejana (A) dan tinggi fluida dalam bejana (h). Bleh karena itu, persamaan tekanan di dasar bejana akibat fluida setinggi h dapat dituliskan menjadi p = ρ A!"# / A = ρ!#
Jika tekanan hidr!statis dilambangkan dengan p h, persamaannya dituliskan sebagai berikut. p! = ρ #! .....................(+@/)
dengan ph - tekanan hidr!statis (41m6), 0 - massa jenis fluida (kg1m/), g - percepatan gra'itasi (m1s 6), dan h - kedalaman titik dari permukaan fluida (m). %emakin tinggi dari permukaan umi, tekanan udara akan semakin berkurang. %ebaliknya, semakin dalam Anda menyelam dari permukaan laut atau danau, tekanan hidr!statis akan semakin bertambah. Mengapa demikian $al tersebut disebabkan !leh gaya berat yang dihasilkan !leh udara dan zat cair. Anda telah mengetahui bah*a lapisan udara akan semakin tipis seiring bertambahnya ketinggian dari permukaan umi sehingga tekanan udara akan berkurang jika ketinggian bertambah. Adapun untuk zat cair, massanya akan semakin besar seiring
dengan bertambahnya kedalaman. Bleh karena itu, tekanan hidr!statis akan bertambah jika kedalaman bertambah.
Hukum pas$al
unyi dari $ukum ascal adalah tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Cntuk dua pengisap yang kedudukannya sama berlaku F 6 A6
=
F + A+
→ F = 6
A6 A+
× F
#engan A adalah luas penampang pengisap # adalah diameter pengisap.
+
D = D
6
+
6
× F
+