tugas remidi fisika

TUGAS REMIDI FISIKAMATERI SEMESTER 2

OLEH :RATIH LOROSAE E.J

XI IPA 3 / 22

FLUIDA STATIS

Adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui denganatmosfer(tekanan udara luar. Tekanan Gauge disebut juga tekanan

mutlak.P=p gauge + p mutlak

Hukum ArchimedesGaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu zat fluidasama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh bendatersebut.

• gaya apung = beratbenda di udara –berat benda dalamzat cair

• Fa = W benda diudara – W bendadalam zat cair

Hukum Pascal

Hukum Pokok HidrostatikaSemua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Pernyataan inilah yang disebutsebagai hukum pokok hidrostatika.

Tegangan Permukaan dan Kapilaritas

Viskositas (Kekentalan)

. Hukum Stokes

Gaya gesekan antara permukaan benda padat dengan fluida di mana benda itubergerak akan sebanding dengan kecepatan relatif gerak benda ini terhadap fluida.

Pada dasarnya hambatan gerakan benda di dalam fluida itu disebabkan olehgaya gesekan antara bagian fluida yang melekat ke permukaan benda denganbagian fluida di sebelahnya di mana gaya gesekan itu sebanding dengan koefisienviskositas (h) fluida. Menurut Stokes, gaya gesekan itu diberikan oleh apa yang disebut rumus Stokes:

Dimana r adalah jari-jari benda, v adalah kecepatan jatuh dalam fluida.kecepatan terminal atau kecepatan jatuh.

Persamaan Bernoulli pada FluidaDiam

• Ketika fluida diam alias tidak bergerak, fluidatersebut tentu saja tidak punya kecepatan. Dengandemikian, v1 = v2 = 0.

FLUIDA DINAMIS

Ciri-ciri umum dari aliran fluida : Aliran fluida bisa berupa aliran tunak (steady) dan aliran tak tunak (non-

steady). aliran fluida dikatakan aliran tunak jika kecepatan setiap partikeldi suatu titik selalu sama.

Aliran fluida bisa berupa aliran termampatkan (compressible) dan aliran tak-termapatkan (incompressible). Jika fluida yang mengalir mengalamiperubahan volum (atau massa jenis) ketika fluida tersebut ditekan, makaaliran fluida itu disebut aliran termapatkan. Sebaliknya apabila jika fluidayang mengalir tidak mengalami perubahan volum (atau massa jenis) ketikaditekan, maka aliran fluida tersebut dikatakan tak termampatkan. Kebanyakan zat cair yang mengalir bersifat tak-termampatkan.

Aliran fluida bisa berupa aliran berolak (rotational) dan aliran tak berolak(irrotational). Contohnya, sebuah kincir mainan yang dibuang ke dalam air yang mengalir. Jika kincir itu bergerak tapi tidak berputar, maka gerakannyaadalah tak berolak. Sebaliknya jika bergerak sambil berputar makagerakannya kita sebut berolak. Contoh lain adalah pusaran air.

Aliran fluida bisa berupa aliran kental (viscous) dan aliran tak kental (non-viscous). Kekentalan dalam fluida itu mirip seperti gesekan pada bendapadat. Makin kental fluida, gesekan antara partikel fluida makin besar

Sifat Fluida Ideal :

• Tidak dapat ditekan (volume tetap karenatekanan)

• Dapat berpindah tanpa mengalami gesekan

• Mempunyai aliran stasioner (garis alirnyatetap bagi setiap partikel)

• Kecepatan partikel-partikelnya sama padapenampang yang sama

Debit

• Debit menyatakan volume suatu fluida yang mengalirmelalui penampang tertentu dalam selang waktutertentu. Secara matematis, bisa dinyatakan sebagaiberikut :

Persamaan KontinutitasAliran fluida pada sebuah pipa yang mempunyai diameter berbeda.

Keterangan gambar : A1 = luas penampang bagian pipa yang berdiameter besar, A2 = luas

penampang bagian pipa yang berdiameter kecil, v1 = laju aliran fluida pada bagian pipa yang

berdiameter besar, v2 = laju aliran fluida pada bagian pipa yang berdiameter kecil, L = jarak

tempuh fluida.

• Volume fluida yang mengalir pada bagian pipa yang diameternya besaradalah V1 = A1L1 = A1v1t.

• Volume fluida yang mengalir melalui bagian pipa yang diameternya keciladalah V2 = A2L2 = A2v2t.

HUKUM BERNOULLIyakni suatu hukum yang dapat digunakan untuk menjelaskan gejala yang berhubungandengan gerakan zat alir melalui suatu penampang pipa.

Keterangan:1. h1 dan h2 masing-masing adalah tinggi titik

tertentu zat cair dalam tabung/pipa bagiankiri dan bagian kanan.

2. v1 dan v2 adalah kecepatan aliran pada titiktertentu sari suatu zat cair kiri dan kanan.

3. A1 dan A2 adalah luas penampang pipabagian dalam yang dialiri zat cair sebelahkiri dan sebelah kanan.

4. P1 dan P2 adalah tekanan pada zat cairtersebuut dari berturut-turut dari bagiankiri dan bagian kanan.

p1 + ½ ρ v21 + ρ gh1 = p2 + ½ ρ v2

2 + ρ gh2atau ditulis secara umum menjadi:

p + ½ ρ v2 + ρ gh = konstan

Prinsip BernoulliPrinsip Bernoulli menyatakan bahwa di mana kecepatan aliranfluida tinggi, tekanan fluida tersebut menjadi rendah. Sebaliknyajika kecepatan aliran fluida rendah, tekanannya menjadi tinggi.

Penerapan Asas Bernoulli :• Karburator, adalah alat dalam mesin kendaraan yang

berfungsi untuk menghasilkan campuran bahanbakar dengan udara lalu campuran ini dimasukkan kedalam silinder mesin untuk pembakaran.

• Venturimeter, adalah alat untuk mengukur kelajuancairan dalam pipa.

• Tabung pitot, adalah alat untuk mengukur kelajuangas dalam pipa dari tabung gas.

• Alat penyemprot nyamuk / parfum

Pipa venturi• merupakan sebuah pipa

yang memiliki penampangbagian tengahnya lebihsempit dan diletakkanmendatar dengandilengkapi dengan pipapengendali untukmengetahui permukaan air yang ada sehinggabesarnya tekanan dapatdiperhitungkan.

p1 – p2 = ρ g (ha - hb)Apabila ha - hb = h yakni selisihtinggi antara permukaan zat cairbagian kiri dan kanan, maka akan didapat:

p1 – p2 = ρ gh

Menghitung kelajuan cairan dalam pipamemakai venturimeter tanpa manometer :

P1 – P2 = ρ.g(hA –hB ) = ρ.g.h —– (2)

dan

Subtitusipersamaan 1

dan 2

Menghitung kelajuan cairan dalam pipa memakai manometer

P1 – P2 = g.h(ρ’ – ρ) ————- (2)

Subtitusipersamaan 1

dan 2

Tabung Pitot : merupakan suatu peralatan yang dapatdikembangkan sebagai pengukur kecepatan gerak pesawatterbang

• v1 = 0 dan perbedaan tekanan diketahui dari perbedaantinggi permukaan air raksa dalam pipa U. Untukmemudahkan perhitungan dalam keadaan mendatar makatidak terdapat selisih tinggi hingga akan berlaku h1 = h2 danHukum Bernoulli dapat ditulis menjadi:

gh'2

p1 + ½ ρ v21 = p2 + ½ ρ v2

2

v1 = 0, makap1 = p2 + ½ ρ v2

2

untuk v2 = vV=

Cara menghitung kelajuan gas dalam pipa

• Pa – Pb = ½.ρ.v2 ———– (1)

• P – P = ρ’.g.h ——— (2)

Subtitusipersamaan 1

dan 2

alat penyemprot nyamuk / parfum

Cara kerja alat penyemprot nyamuk / parfum

adalah :

Jika gagang pengisap (T) ditekan maka udarakeluar dari tabung melalui ujung pipa kecil A dengan cepat, karena kecepatannya tinggi makatekanan di A kecil, sehingga cairan insektisida diB terisap naik lalu ikut tersemprotkan keluar.

Dinamika Rotasi

Momen gaya/torsiGaya Putar

Jika searah jarum jam, maka torsi bernilai positif dan sebaliknya

Momen InersiaMomen MassaBesar momen inersia dihitung dengan rumus :

Momen inersia dalam bentuk partikel

Momentum Sudut

2211

21

II

LL

IxL

mxvP

Kesetimbangan Benda Tegar

Macam keseimbangan :

• Keseimbangan labil (tidak stabil atau goyah)

• Keseimbangan stabil (mantab)

• Keseimbangan netral (indifferent)

0F 0

Momen Kopel

Titik BeratKoordinat titik berat dapat dihitung dengan rumus

Bila benda berada pada medan gravitasi yang homogen

Untuk benda dalam satu dimensi

Untuk benda dalam dua dimensi

Untuk benda dalam tiga dimensi

Koordinat Titik Tangkap Gaya Resultan

R

R

R

F

XFXFXFXIFX

FFFFF

4433221

4421

4321

Sumbu Y= Nilai F keatas positif, kebawah negatif.

Sumbu X= Nilai F kekanan positif, ke kiri

negatif.

Dinamika Rotasi

Untuk benda-benda yang bentuknya simetris

Usaha dan Energi Gerak Rotasi

Energi kinetik translasi

rotasi

Energi potensial

Energi mekanik

Usaha

xw

Fxsw

rotasi

Jenis-Jenis Gerakan

Menggelincir

Menggelinding

ghv 2

k

ghv

1

2

Teori Kinetik Gas

Asumsi-Asumsi Gas Ideal

• Partikel gerak bebas

• Tumbukan lenting sempurna

• Ukuran Partikel diabaikan

• Gaya antar partikel diabaikan

• Partikel gas terdistribusi merata

USAHA

vPw

makavhA

karena

SFW

hAPQ

.

,.

.

..

Hukum Boyle (Suhu Tetap)

tankonsPV

1

2

1

2

v

v

v

v

nRTlenwQ

nRTlenw

Hukum Guy Lussac (Tekanan

Tetap)

tankonst

v

UwQ

vvPvPxw

)12(

Hukum Boyle-Guy Lussac

tankonst

Pv

TnRw

Uw

nRCvnRCpCv

Cp

vPvPw

TnRw

2

3

2

3;

2

5

)2211(1

1

2

3

Hukum Charles (Volume tetap)

tankonst

P

UQ

w

0

Persamaan Gas Ideal

NkTPV

nRTPV

nRt

PV

konst

PV

tanAN

N

Mr

Mn

Massa Jenis Gas

RT

MrP

RTMrV

MP

.

.1

.

Teori Kinetika Gas Ideal

V

NxEkP

V

Nmvp

3

2

3

1 2

Energi dalam Gas Ideal

Kecepatan Partikel Gas

Persamaan gas ideal

NEkPV3

2

Persamaan gas ideal diatomik

NkTnRTEk2

5

2

5

NkTnRTEk2

3

2

3

Persamaan gas

ideal monoatomik

P

Mr

RTv

m

kTv

33

3

Persamaan kecepatan

efektif gas ideal

NkTnRTEk2

7

2

7

NkTnRTEk2

3

2

3

Suhu rendah+- 300K

TERMODI-NAMIKA

Hukum I Termodinamika

•Untuk delta Q jika (+), menerima kalor danbila (-) melepas kalor.

•Untuk delta w jika (+), melakukan usahaluar dan bila (-) menerima usaha luar.

•Untuk delta U Jika (+) mengalami kenaikanenergi dalam dan bila (-) mengalamipenurunan energi.

Mesin Carnot

A=C=IsothermalB=D=Adiabatis

1

2

1

2

%100)1

21(%100)

1

21(

%1001

12

%100

21

T

T

Q

Q

xT

Tx

Q

Q

xQ

QQ

xQ

w

QQw

• Mesin Panas

• Merubah suhu panas

• Mesin Dingin

• Merubah suhu dingin

22

21xQ

T

TTw

1

1

21xQ

T

TTw

211

212 xTT

1

21

112 xTT