Fluida Statis

Fluida yang diam disebut fluida statis.

1. Tekanan

Tekanan didefinisikan sebagai gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang.

Aplikasi Tekanan dalam Keseharian

Tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut tekanan hidrostatis.

Tekanan hidrostatis zat cair (Ph) dengan massa P pada kedalaman h.

Penurunan Rumus Tekanan Hidrostatis

Tekanan gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan atmosfer (tekanan udara luar).

Tekanan Gauge

Tekanan Mutlak

Pada Suatu Kedalaman Zat Cair

1. Jika disebut tekanan pada suatu kedalaman tertentu, yang dimaksud adalah tekanan mutlak.
2. Jika tidak diketahui dalam soal, gunakan tekanan udara luar P0 = 1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 105 Pa.

Semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Pernyataan inilah yang kita sebut sebagai hukum pokok hidrostatika.

Alat Ukur Tekanan Gas

Hukum Pascal

Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah.

Penerapan Hukum Pascal

pada Kehidupan Sehari-hari

Hukum Archimedes

Gaya apung = berat benda di udara – berat benda dalam zat air

Gaya ke atas disebut sebagai gaya apung (buoyancy).

Penurunan Matematis Hukum Archimedes

Mengapung, Tenggelam, dan Melayang

Peristiwa mengapung Vbf < Vb

Peristiwa melayang Vbf = Vb

Masalah Kuantitatif Peristiwa Mengapung

Penerapan Hukum Archimedes

dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Hidrometer

Dasar matematis prinsip kerja hidrometer:

2. Kapal Laut

Gaya apung sebanding dengan volum air yang dipindahkan massa jenis rata–rata besi berongga dan udara yang menempati rongga lebih kecil daripada massa jenis air laut.

Kapal Selam

1. Kapal selam memiliki tangki pemberat.
2. Tangki ini dapat diisi udara atau air.
3. Udara lebih ringan daripada air.
4. Berat total kapal selam akan menentukan apakah kapal akan mengapung atau menyelam.

4. Balon Udara

Balon di isi dengan gas panas sehingga balon menggelembung dan volumnya bertambah.

Bertambahnya volum balon berarti bertambah pula volum udara yang dipindahkan oleh balon.

Gaya apung bertambah besar.

Perhatian:

• Dalam cairan sebagian benda yang tercelup dalam cairan, hingga Vbƒ belum tentu sama dengan Vb. Dalam udara, volume benda yang tercelup selalu sama dengan volume benda (Vbƒ = Vb).
• Massa jenis gas panas lebih kecil dari pada massa jenis udara.

Tegangan Permukaan Zat Cair dan Viskositas Fluida

Apakah Tegangan Permukaan Zat Cair Itu?

Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.

Mengapa Terjadi Tegangan Permukaan

Pada Zat Cair?

Partikel-partikel sejenis terjadi gaya tarik menarik yang di sebut gaya kohesi.

Formulasi Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan (γ) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan permukaan (F) dan panjang permukaan (d) di mana gaya itu bekerja.

Rumus tegangan permukaan

Memformulasikan Kenaikan Penurunan Permukaan Zat Cair dalam Pipa Kapiler

Gejala Kapiler disebabkan oleh gaya kohesi dari tegangan permukaan dan gaya adhesi antara zat cair dan tabung kaca. Prinsip ini untuk menurunkan rumus kenaikan zat cair dalam pipa kapiler.

Manfaat gejala kapiler dalam keseharian

Penerapan Tegangan Permukaan dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Detergen sintetis modern didesain untuk meningkatkan kemampuan air membasahi kotoran yang melekat pada pakaian.

2. Antiseptik yang dipakai untuk mengobati luka memiliki daya bunuh kuman yang baik, juga memiliki tegangan permukaan yang rendah sehingga antiseptik dapat membasahi seluruh luka.

Viskositas Fluida

a. Hukum Stokes untuk Fluida Kental

Besar gaya gesekan fluida

Koefisien k bergantung pada bentuk geometris benda. Benda yang memiliki bentuk geometris berupa bola dengan jari-jari r.

Hukum Stokes

Kecepatan Terminal

Fluida Dinamis

Apa yang Dimaksud dengan Fluida Ideal?

a. Aliran fluida dapat merupakan aliran tunak (steady) atau tak tunak (non-steady)

b. Aliran fluida dapat termampatkan (compressible) atau tak termampatkan (incom-pressible)

c. Aliran fluida dapat merupakan aliran kental (viscous) atau tak kental (non-vis-cous)

d. Aliran fluida dapat merupakan aliran garis arus (streamline) atau aliran turbulen

Garis Arus

Definisi garis arus adalah aliran fluida yang mengikuti suatu garis (lurus melengkung ) yang jelas ujung dan pangkalnya.

Garis arus disebut juga aliran berlapis (aliran laminar = laminar flow).

Persamaan Kontinuitas

Pengertian Debit

Debit adalah besaran yang menyatakan volum fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu.

Penurunan Persamaan Kontinuitas

Persamaan kontinuitas

Persamaan debit konstan

Perbandingan Kecepatan Fluida dengan Luas dan Diameter Penampang

Kelajuan aliran fluida tak termampatkan berbanding terbalik dengan luas penampang yang dilaluinya.

Kelajuan aliran fluida tak termampatkan berbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari penampang atau diameter penampang.

Daya oleh Debit Fluida

Daya oleh debit fluida:

Daya listrik:

Asas Bernoulli:

Pada pipa mendatar (horizontal), tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan alirnya paling besar.

Penerapan Asas Bernoulli dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Dua perahu bermotor berbenturan

2. Aliran air yang keluar dari keran

Hukum Bernoulli

Persamaan Bernoulli

Persamaan Bernoulli

Dua Kasus Persamaan Bernoulli

Kasus untuk fluida tak bergerak (fluida statis)

Untuk fluida tak bergerak , kecepatan v1 + v2 = 0

Kasus untuk fluida yang mengalir (fluida dinamis) dalam pipa mendatar

Pipa mendatar (horizontal) tidak terdapat perbedaan ketinggian di antara bagian-bagian fluida.

Teorema Torricelli

V1² sangat kecil dibandingkan dengan v2² dan dapat diabaikan.

p1 = p0 dan p1 - p0 = 0

Penerapan Hukum Bernoulli

a. Tabung Venturi

b. Tabung Pitot

c. Penyemprot Parfum

d. Gaya Angkat Sayap

Pesawat Terbang