Statika FluidaPertemuan ke 12

Statika Fluida

FluidaBendaTegarFluidamempertahankan bentuknya terhadap pengaruh gaya-gaya luartidak mempertahankan bentuknya dan mengalir oleh pengaruh gaya luarCiri :- Kemampuan mengalir- Kemampuan berubah bentuk (tidak mampu melawan stress)- mempunyai kompresibilitas- memiliki kekentalan (viskos)Elastiktidak mempertahankan bentuknya terhadap gaya luar

Fluida StatikMassa JenisSalah satu besaran fisis fluida adalah massa jenis.kg/m3Dimana :m = massa total FluidaV = volume total fluida = massa jenis fluidamassa jenis pada berbagai tempat yang berbeda merupakan fungsi posisi ((r))Statika FluidaMeliputi kajian fluida pada keadaan statis (artinya : vf = 0)

Massa Jenis

Massa Jenis campuran FluidaKenyataannya dialam, fluida banyak yang merupakan campuran atau larutan.Untuk menghitung massa jenis campuran fluida digunakan rata-rata campuran fluida tersebut. Misalkan :Masing-masing fluida : massa jenis , , , , , volume , , , , , Maka :

Massa jenis campuran fluidaContoh 1:Air dan alkohol dicampurkan dengan volume masing-masing adalah 100 mL dan 300 mL. jika dianggap tidak ada perubahan volume selama pencampuran, berapa massa jenis rata-rata hasil pencampuran ?Jawab :Dari tabel diperoleh bahwa 1 = 1000 Kg/m3 = 1 g/mLt, 2 = 796 Kg/m3 = 0.79 g/mLtMassa jenis rata-rata :

TEKANANGaya F yang dikenakan pada permukaan fluida seluas S dapat diuraikan menjadi gaya normal dan gaya pada bidang luasanTekanan P adalah gaya normal F persatuan elemen luas A .Satuan P Pascal (Pa)1 Pa = 1N/m2 1 cmHg = 1360 Pa1 atm = 1,013 x 105 Pa 1 Bar = 105 Pa

Fluida*HIDROSTATIKAApa yang terjadi pada setiap dasar bejana A, B, C, D dan E ?PARADOKS HIDROSTATIS

Fluida

Tekanan HidrostatiksilinderMassa silinder adalah :Dasar silinder menanggung mengalami gaya tekan dari fluida di atasnya sebesar :Dasar silinder mendapat tekanan pada luasan A adalah :

Tekanan HidrostatikContoh 2 :Berapakah tekanan hidrostatik pada Tangki air yang memiliki kedalaman 10 m? berapakah gaya yang dilakukan tangki air pada tiap 10 m2 luas dasar tangki ?Jawab :Tekanan Hidrostatik :Besar gaya pada luasan A = 10 m2

Sifat Tekanan HidrostatikaSifat Tekanan hidrostatikaBesar tekanan hidrostatik hanya bergantung pada kedalaman fluida dan tidak bergantung pada bentuk wadah.Tekanan hidrostatik selalu tegak lurus terhadap bidang sentuh dengan benda.

Pengaruh Tekanan AtmosferTekanan Total pada dasar silinder adalah :(tekanan total di dalam fluida sama dengan jumlah tekanan di permukaan dan tekanan hidrostatika)Po adalah pengaruh tekanan Atmosfer pada permukaan fluida bagian atas yang terbuka

Pengaruh Tekanan AtmosferContoh 3 :Tentukan tekanan hidrostatik dan tekanan total pada kedalaman 25 m di bawah permukaan laut, jika di permukaan adalah 1,01 x 105 Pa?Jawab :Diketahui, massa jenis air laut = 1,025 x 103 Kg/m3.Maka :

PiPa BerhubunganTeknik Pipa berhubugan dapan dimanfaatkan untuk mengukur massa jenis fluida jika tidak ada timbangan.hA hB ABP0P0Sesuai sifat hidrostatik tekanan di titik A & B samaMaka :SehinggaABP0P0hB hA

Pipa BerhubunganContoh 4 :Minyak & air dimasukan secara hati-hati ke dalam pipa U berhubungan. Minyak dan air tidak tercampur. Jumlah air lebih banyak dari minyak. Tinggi minyak dengan perbatasan air adalah 27.2 cm dan muka air 9.41 cm lebih rendah dari muka minyak. Berapa massa jenis minyak ?Jawab :Diketahui a = 1000 Kg/m3 = 1 g/cm3 hm = 27.2 cm ha = 27.2 9.41 = 17.79 cm

Aplikasi Hidrostatik Pada BarometerPADengan menggunanan sifat hidrostatikMaka dengan mengukur ketinggian kolom fluida dalam vakum, tekanan udara dapat ditentukan.Persamaan ini menjadi prinsif barometer zat cair.

BarometerContoh 5 ;Berapa tinggi kolom air raksa pada barometer ketika tekanan udara 1 atm ?Jawab :Maka :

Gaya Angkat ArchimidesGaya Archimides selalu dikaitkan pada benda yang dicelupkan ke dalam fluidassshP2>P1F2>F1Akibatnya gaya pada dasar benda (F2) lebih besar dibanding pada bagian atas benda (F1)

Maka :Artinya : benda yang dicelupkan pada fluida memiliki Gaya angkat (Archimides) diakibatkan gaya dibagian bawah benda lebih besar dibanding di bagian atasAkibatnya : benda akan mengalami , terapung, tenggelam atau melayangFenomena ini mampu menjelaskan : Kapal laut terapungGaya Archimides

ArchimidesContoh 6 :Sebuah benda ditimbang beratnya dengan neraca pegas. Saat benda menggantung bebas di udara berat benda adalah 2 N. tetapi ketika dicelupkan ke dalam air, pembacaan neraca adalah 1,5 N. jika diketahui massa jenis air 1 g/cm3, berapakah volume benda ?Jawab :Gaya angkat yang dialami benda FA = 2 N - 1,5 N = 0,5 NMassa jenis air = 1 g/cm3= 10-3 Kg/10-6m3 = 103 Kg/m3HK. Archimides :

Tenggelam, Melayang dan TerapungTenggelamterapungmelayangGaya angkat yang dialami benda dalam fluida berharga maksimum jika seluruh bagian benda tercelup ke dalam fluidaBerat benda

terapungV1V2Volume total bendaGaya keatas yang dialami benda adalah :Sedangkan berat benda total :Karena benda tidak bergerak (seimbang) maka ;Atau

HK. PascalHk. Pascal : menjelaskan sifat fluida yang mampu mentransfer tekanan dari satu titik ke titik lain dalam fluida.Bunyi Hukum PascalJika satu bagian fluida dalam wadah tertutup diberi penambahan tekanan maka seluruh bagian lain fluida tersebut mendapat penambahan tekanan yang sama besarnya.ABPPAPBPA = PB

Dongkrak HidrolikDengan memanfaatkan HK. Pascal dapat dirancang dongkrak HidrolikTekanan piston pipa kecilTekanan piston pipa besarTekananContoh 7 :Jika A2 = 40 A1, maka untuk mengangkat benda yang beratnya 10 000 N (massa 1000 Kg) hanya diperlukan gaya sebasar 10 000/40 = 250 N atau sama dengan mengangkat massa 25 Kg

TugasSaat menggunakan tekanan udara dalam ruang tertup, permukaan air raksa di pida U yang kontak dengan udara luar turun sejauh 1 cm dibandingkan dengan permukaan air raksa yang kontak dengan udara dalam tabung. Berapakah tekanan udara dalam tabung ?