fluida statis & fluida dinamis

FLUIDAFluida adalah zat alir atau zat dalam keadaan bisa mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan. Ada dua macam fluida yaitu cairan dan gas. Salah satu ciri fluida adalah kenyataan bahwa jarak antara dua molekulnya tidak tetap, bergantung pada waktu. Hal ini disebabkan oleh lemahnya ikatan antara molekul (kohesi).

Gaya kohesi antara molekul gas sangat kecil jika dibandingkan gaya kohesi antar molekul zat cair. Hal ini menyebabkan molekul-molekul gas menjadi relatif bebas sehingga gas selalu memenuhi ruang. Sebaliknya molekul-molekul zat cair terikat satu sama lainnya sehingga membentuk suatu kesatuan yang jelas meskipun bentuknya sebagian ditentukan oleh wadahnya.Fluida terbagi atas dua jenis, yakni fluida statis (hidrostatika) dan fluida dinamis (hidrodinamika). 

Fluida Statis

Fluida Statis adalah fluida yang berada dalam fase tidak bergerak (diam) atau fluida dalam keadaan bergerak tetapi tak ada perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut atau bisa dikatakan bahwa partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan seragam sehingga tidak memiliki gaya geser. 

Besarnya gaya tekan zat cair dalam keadaan diam yang dialami oleh alas

bejana tiap satuan luas

Tekanan Hidrostatik

Ph = ρ x g x h

Ph = s x h

Keterangan:ph: Tekanan hidrostatis (N/m² atau dn/cm²)h: jarak ke permukaan zat cair (m atau cm)s: berat jenis zat cair (N/m³ atau dn/cm³)ρ: massa jenis zat cair (kg/m³ atau g/cm³)g: gravitasi (m/s² atau cm/s²)

Hukum PascalTekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah.

Jika yang diketahui adalah besar diameternya, maka:

Keterangan:F1: Gaya tekan pada pengisap 1F2: Gaya tekan pada pengisap 2A1: Luas penampang pada pengisap 1A2: Luas penampang pada pengisap 2

Hukum ArchimedesGaya apung adalah selisih antara berat benda di udara dengan berat benda dalam zat cair.

Keterangan:Fa: gaya apungMf: massa zat cair yang dipindahkan oleh bendag: gravitasi bumiρf: massa jenis zat cairVbf: volume benda yang tercelup dalam zat cair

1. Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air.

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 , percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan tekanan udara luar 105 N/m, tentukan tekanan hidrostatis yang dialami ikan?Penyelesaian:Ph = ρ x g x h Ph = (1000)(10)(15)Ph = 150000 N/m²

Contoh Fluida Statis

Air di dalam gelas Pompa Hidrolik

untuk Ban SepedaRem Hidrolik

Gas di dalam balon

Dongkrak Hidrolik

Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak. Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini

dianggap steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak turbulen (tidak

mengalami putaran-putaran).

FLUIDA DINAMIS

Debit Fluida

Persamaan Kontinuitas

ρ1A1v1 = ρ2A2v2

Persamaan Bernoulli

P + 1/2 ρv2 + ρgh = KonstantKeterangan:P = tekanan (Pascal = Pa = N/m2)ρ = massa jenis cairan (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2)

Contoh Fluida Dinamis

Contoh Soal1. Ahmad mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran seperti gambar berikut!

Jika luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di kran adalah 10 m/s tentukan Debit air?

PembahasanData :A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2v2 = 10 m/sQ = A2v2 = (2 x 10−4)(10)Q = 2 x 10−3 m3/s

2. Pipa saluran air bawah tanah memiliki bentuk seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 m2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m2 dan kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, tentukan kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil!

PembahasanPersamaan kontinuitasA1v1 = A2v2(5)(15) = (2) v2v2 = 37,5 m/s