bab i

7/17/2019 BAB I

http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-568da733c99f9 1/14

BAB I

FLUIDA STATIS

1.1. Tujuan Percobaan

- Mengukur densitas suatu fluida

- Membuktikan adanya perbedaan tekanan sesuai dengan ketinggian fluida diam

- Membuktikan tidak adanya perbedaan tekanan pada permukaan fluida diam

- Membuktikan adanya beda tekanan antara dua jenis fluida yang berbeda pada

bejana yang sama

- Membuktikan bahwa dengan fluida yang sama tetapi pada bejana yang

berbeda maka dihasilkan tekanan yang sama.

1.2. Tinjauan Pustaka

Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir (Anonim, 200! atau zat yang tidak

dapat menahan perubahan bentuk (distorsi! se"ara permanen atau dapat balik.

(#eankoplis, $%!. Fluida dapat men"akup zat "air atau gas. &at "air adalah Fluida

yang non kompresibel (tidak dapat ditekan! artinya tidak berubah 'olumenya jika

mendapat tekanan. #as adalah fluida yang kompresibel, artinya dapat ditekan (Anonim,

20$0!.

Fluida terbagi dua yaitu dinamika fluida dan statika fluida. lmu mengenai fluidadalam keadaan bergerak disebut sebagai dinamika fluida. )edangkan statika fluida juga

disebut hidrostatika, yaitu "abang ilmu yang mempelajari fluida dalam keadaan diam.

)tatika fluida men"akup kajian kondisi fluida dalam keadaan kesetimbanganyang stabil.

*enggunaan fluida untuk melakukan kerja disebut hidrolika, Fluida statis selalu

mempunyai bentuk yang dapat berubah se"ara kontinyu mengikuti bentuk wadahnya

karena fluida tidak dapat menahan gaya geser (Anonim, 200!.

+agian fisika yang mempelajari tekanan tekanan dan gayagaya dalam zat "air

disebut -idrolika atau mekanika fluida yang dapat dibedakan dalam

-idrostatika mempelajari tentang gaya maupun tekanan di dalam zat "air yang diam.

-idrodinamika mempelajari gayagaya maupun tekanan di dalam zat "air yang

bergerak (mekanika fluida bergerak! (Anonim, 20$0!.

/li mesin adalah "airanfluida di dalam mesin yang berfungsi untuk melindungi

mesin saat bekerja, mendukung performa mesin dan menghindari kerusakan mesin saat

$

7/17/2019 BAB I


2

mesin dijalankan. /li mesin digolongkan menjadi % dilihat dari bahan pembuat dan

proses pembuatan yakni oli mineral, oli semi sintesis, dan oli sintesis.

(httpwww.motormobile.net). 1ekentalan'iskositas oli berkaitan dengan kemampuan

bekerja oli pada suhu yang ekstrim. *ada oli untuk mesin 2 memiliki densitas sebesar

0,334 g"m%.

*ada suatu temperatur dan tekanan tertentu setiap fluida mempunyai densitas atau

rapatan tertentu. 5apat massa massa jenis bendabenda homogen biasa didefinisikan

sebagai massa persatuan 'olume yang disimbolkan dengan.

ρ =m

v ......................................................(1.1)

6imana

m massa benda (g!

' 'olume benda ("m%!

7 6ensitas (g"m%! (8urohman, 20$$!.

ekanan -idrostatika adalah tekanan yang disebabkan oleh berat zat "air. ekanan

adalah #aya per satuan luas yang bekerja dalam arah tegak lurus suatu permukaan.

P =

F

A ......................................................(1.2)

6imana

* ekanan (8m2!

F #aya (8!

A 9uas permukaan (m2! (Anonim, 20$0!.

ekanan dalam zat "air bergantung pada ke dalaman. )emakin dalam letak suatu

tempat di dalam zat "air, makin besar tekanan pada tempat itu. -al tersebut dapat

dibuktikan pada gambar berikut.

7/17/2019 BAB I


%

Gabar 1.1. *an"aran air dalam sebuah kaleng yang berlubang

ampak jelas pada gambar tersebut bahwa pada lubang ketiga memiliki

lintasan yang paling jauh. *eristiwa tersebut mebuktikan pernyataan di atas, yaitu

makin dalam letak suatu tempat di dalam zat air, makin besar tekanan pada

tempat itu. #aya gra'itasi menyebabkan zat "air dalam suatu wadah tertarik ke bawah.

)emakin tinggi zat"air dalam wadah, makin berat zat "air itu, sehingga makin besar

tekanan yang dikerjakan zat "air pada dasar wadah. ekanan zat "air yang hanya

disebabkan oleh beratnya disebut dengan tekanan hidrostatik.

*ersamaan pada tekanan hidrostatik pada suatu titik di dalam suatu zat "air

bergantung pada massa jenis zat "air dan letak titik tersebut di bawah permukaan zat

"air. ni berarti, di dalam satu jenis zat "air (misal, air dalam suatu wadah!

tekanan hidrostatik hanya bergantung pada letak titik tesebut dari permukaan zat

"air (kedalaman!. :ntuk semua titik yang terletak pada kedalaman yang sama

maka tekanan hodrostatiknya sama. /leh karena itu, permukaan zat "air terletak

pada bidang datar, maka titiktitik yang memilki tekanan yang sama terletak pada suatu

bidang datar. 6ari keterangan tersebut didapat suatu kesimpulan yaitu semua titik

yang terletak pada bidang datar di dalam satu jenis zat "air memiliki tekanan yang sama.

*ernyataan tersebut merupakan hukum pokok hidrostatik (Anonim, 200!.6ari persamaan distribusi tekanan, kita dapat menurunkan hukumhukum

hidrostatika yang terkenal. 1arena persamaan distribusi tekanan adalah konsekuensi

hukum newton, maka dapat disimpulkan bahwa hukumhukum tersebut bukanlah

hukum fundamental. Artinya kita tidak memerlukan mekanika khusus untuk fluida

(8urohman, 20$$!.

-ukum *as"al mengatakan bahwa tekanan pada suatu titik akan diteruskan

ke semua titik lain se"ara sama. Artinya bila tekanan pada suatu titik dalam zat "air

ditambah dengan suatu harga, maka tekanan semua titik di tempat lain dan pada

7/17/2019 BAB I


%

zat "air yang sama akan bertambah dengan harga yang sama pula. -ukum ini dengan

mudah didapat diturunkan dari hubungan linier antara tekanan dan kedalaman.

)edangkan pada prinsip *as"al yang pertama kali ditemukan oleh +laise *as"al

($;2% < $;;2! yaitu tekanan yang diberikan kepada zat "air dalam ruang tertutup

diteruskan sama besar ke segala arah (Anonim, 200!.

7/17/2019 BAB I


=

Gabar 1.2. +ejana berhubungan (Anonim,20$0!

Adapun rumus yang tekanan pada hukum pas"al ini adalah sebagai berikut

1eterangan

* tekanan (8m2! atau *a

F #aya yang bekerja (8!

A 9uas bidang (m2!

6 6iameter (m! (Anonim, 200!.

................................................(1.!)

7/17/2019 BAB I


>

1arena sifatnya yang tidak dapat dengan mudah dimampatkan, fluida dapat

menghasilkan tekanan normal pada semua permukaan yang berkontak dengannya. *ada

keadaan diam (statik!, tekanan tersebut bersifat isotropik, yaitu bekerja dengan besar

yang sama ke segala arah. 1arakteristik ini membuat fluida dapat mentransmisikan gaya

sepanjang sebuah pipa atau tabung yaitu jika sebuah gaya diberlakukan pada fluida

dalam sebuah pipa, maka gaya tersebut akan ditransmisikan hingga ujung pipa. ?ika

terdapat gaya lawan di ujung pipa yang besarnya tidak sama dengan gaya yang

ditransmisikan, maka fluida akan bergerak dalam arah yang sesuai dengan arah gaya

resultan. (Anonim, 20$0!.

*ada gambar dibawah ini, sebuah kolom fluida diam yang mempunyai tinggi h 2

(m! dan area yang besekat menyilang yang konstan A (m 2!, dimana A @ Ao @ A$ @ A2.

ekanan diatas fluida adalah *0 (8m2!, hal tersebut dapat menjadi tekanan atmosfer

diatas fluida. Fluida pada beberapa titik, misalnya h$ harus semua fluida yang diatasnya.

hal itu dapat menunjukkan bahwa gaya pada beberapa titik tidak berubah atau fluida

statis sama pada semua arah. ?uga untuk fluida diam, gaya luas permukaan atau

tekanan adalah sama pada titik di ketinggian yang sama. ontohnya, pada h$ (m! dari

tempat paling atas, tekanannya sama pada semua titik menunjukkan pada batas area

pada A$. )ehingga total massa fluida untuk ketinggian sepanjang h2 dapat dirumuskan

dengan.

Massa total fluida @ h2 Aρ ................................... (1.")

Gabar 1.!. ekanan pada fluida statis

*ersamaan dasar yang digunakan untuk menghitung tekanan suatu fluida pada beberapa kedalaman adalah.

7/17/2019 BAB I


>

P = ρ g h + Po .............................................. (1.#)

1eterangan

* tekanan (8m2! atau *a

*o tekanan dipermukaan

7 massa jenis

g gra'itasi (,3 ms2!

h kedalaman (m! (#eankoplis, $%!.

*ada dasar sebuah bejana akan mendapat tekanan sebesar * yaitu tekanan udara

luar B tekanan oleh gaya berat zat "air (tekanan hidrostatika!.

7/17/2019 BAB I


;

P = P ( bar ) +Gaya berat fluida

Luas penampang dasar bejana

* @ * (bar! Bρ × v × gA

* @ * (bar! Bρ × g × A × h

A ..........................................(1.$)

?adi tekanan hidrostatika (*h! didefinisikan (Anonim, 20$0!

*h @ 7 . g . h..........................................................(1.%)

*ersamaan di atas menyatakan hubungan antara tekanan p dan kedalaman h.

-ubungan ini juga menyatakan bahwa tempattempat yang mempunyai posisi 'ertikal

sama akan mempunyai tekanan yang sama (8urohman, 20$$!. )ehingga,

* @ *(bar! B *h....................................................(1.&)

1ita juga bisa menggunakan persamaan di atas untuk menghitung perbedaan

tekanan pada kedalaman yang berbeda. )ehingga persamaannya menjadi.

*2 *$ @ (h2 ρ g B *o! < (h$

ρ g B *o! @ (h2 < h$!ρ

g....(1.')

Atau,

∆P = ρ g ∆h .............................................(1.1)

1eterangan

Cp @ perbedaan tekanan

Ch @ perbedaan ketinggian

7/17/2019 BAB I


4

?ika ketinggian dari suatu fluida menentukan tekanan pada fluida tersebut, bentuk

wadah fluida tidak berpengaruh terhadap tekannya. ontohnya pada gambar dibawah

ini, tekanan *$ di dasar ketiga wadah adalah sama dan sama dengan h $ ρ g B *o.

Gabar 1." . ekanan pada bentuk wadah yang berbedabeda (#eankoplis, $%!.

1.!. Tinjauan Baan

A. /li Mesin 2

+entuk Fisik airan

Darna oklat Muda

Massa ?enis 334,2 kgm%

(0,334 g"m%

! 1elarutan idak larut dalam air

+. Minyak 1elapa

+entuk Fisik airan

Darna +ening

Massa ?enis 0,3>% g"m%

1elarutan idak larut dalam air

1.". A*at +an Baan

A. Alatalat yang digunakan

Beakerglass

+otol :kur *lastik

*iknometer 1.#. Prose+ur Percobaan

A. Mengukur densitas suatu fluida

- Menimbang piknometer 2> ml

- Memasukkan fluida ke dalam piknometer 2> ml dan menutupnya

- Menimbang piknometer yang sudah di isi fluida.

+. +ahanbahan yang digunakan

- Minyak 1elapa- /li Mesin 2

7/17/2019 BAB I


3

B. Membuktikan adanya perbedaan tekanan pada permukaan fluida diam

- Mengukur ketinggian yang berbeda pada fluida diam

- Men"ari perbedaan tekanan pada fluida diam.

,. Membuktikan tidak adanya perbedaan tekanan pada permukaan fluida diam- Melakukan pengamatan pada beberapa bagian permukaan fluida diam.

D. Membuktikan adanya perbedaan tekanan antara dua jenis fluida yang berbeda

pada bejana yang sama

- Mengukur densitas masingmasing fluida yang berbeda

- Mengukur perbedaan tekanan fluida yang berbeda pada ketinggian yang sama.

E.

F. Membuktikan bahawa dengan fluida yang sama tetapi pada bejana yang berbeda

maka dihasilkan tekanan yang sama

- Meletakkan fluida pada bejana yang berbeda- Mengukur densitas masingmasing fluida yang sama pada bejana yang berbeda

- Mengukur tekanan fluida yang sama pada bejana yang berbeda.

1.$. Data Penaatan

#. abel $.$. 6ata *erhitungan Massa ?enis (7!

-.

8o.. ?enis Fluida

?. +erat

*iknometer

1osong

1. +erat

*iknometer B

fluida (isi!

9.

$. M. /li Mesin 2 8. $=,= gram /. 23,43 gram

*.

2.. Minyak 1elapa 5. $0,%2 gram ). 2>,0 gram

.

:. abel $.2. 6ata *enentuan massa, tinggi, dan diameter bejana pada

bejana yang sama

G.

8o.

D. ?

enis Fluida

H.

9uas *emukaan

+ejana

I.

inggi

Fluida

&. Massa

+ejana

AE.

1osong

AF.

si

A#.

$.

A-. /

li Mesin

A.

>,02= × $0%

m2

A?.

0,0; m

A1.

%;,%2 gram

A9.

$02,% gram

AM.

2.

A8. M

inyak kelapa

A/.

>,02= × $0%

m2

A*.

0,0; m

A.

%;,%2 gram

A5.

3,3 gram

A).

7/17/2019 BAB I


3

A. abel $.%. 6ata penentuan massa, tinggi, dan diameter bejana pada

bejana yang berbeda

A:.

8o.

AG.

?enis Fluida

AD. 9

uas *emukaan

+ejana

AH.

inggi

Fluida

AI. Massa

+ejana

+6.

1osong

+E.

si

+F.

$.

+#.

/li Mesin

+-. =

,=$; × $0%

m2

+.

0,0;2 m

+?.

=,%2 gram

+1.

$=%,3 gram

+9.

2.

+M.

Minyak

kelapa

+8. =

,=$; × $0%

m2

+/.

0,0;2 m

+*.

=,%2 gram

+.

$$%,2$ gram

+5.

1.%. Pebaasan

- *ada praktikum fluida statis, fluida yang berupa oli 2 dan minyak kelapa

diukur menggunakan piknometer 2> m9 untuk men"ari densitasnya. 6ari hasil

praktikum, didapatkan densitas oli mesin 2 sebesar >>%,; kgm%, sedangkan

berdasarkan teori, densitas oli mesin 2 sebesar 334,2 kgm

%

. *erbedaandensitas antara teori dan praktek disebabkan penimbangan yang kurang akurat.

7/17/2019 BAB I


- ekanan dalam zat "air bergantung pada ketinggian, dimana semakin tinggi

suatu tempat maka semakin besar pula tekanan pada tempat tersebut. -al

tersebut dibuktikan setelah mengukur masingmasing ketinggian fluida sesuai

dengan bejana yang digunakan. *ada praktikum, dihasilkan ketinggian sebesar

0,0; m dengan tekanan $,00%2$=3 atm pada fluida berupa oli mesin 2 dan

ketinggian 0,0;2 m dengan tekanan $,00%%2$ atm pada fluida berupa minyak

kelapa. *erbedaan tekanan pada ketinggian yang berbeda dari hasil praktikum

sebesar $,04$; × $0= atm, sedangkan perbedaan tekanan pada ketinggian

yang berbeda berdasarkan teori sebesar $,4$4%×

$0=

atm. )elisih antara

perbedaan tersebut sebesar 0,;=>4×

$0= atm. *erbedaan tekanan antara

teori dan praktek disebabkan penimbangan dan pengukuran yang kurang

akurat.

- *ada ketinggian tertentu, jika luas suatu permukaan bejana sama maka

tekanannya akan sama pula pada semua titik di batas area tersebut. *ada

praktikum, bejana botol ukur plastik yang berisi fluida oli 2 didapatkan luas

permukaan sebesar >,02= × $0% m2 dan tekanan pada setiap titik di

permukaan tersebut besarnya sama yaitu =,=>$; × $0% atm. )ama halnya

dengan bejana beaker glass yang memiliki luas sebesar =,=$; × $0% m

2,

tekanan pada setiap titik dalam luas tersebut adalah 2,>$>= × $0% atm.

)elisih tekanan pada permukaan masingmasing bejana yaitu $,%;2 × $0%

atm. -al ini dikarenakan adanya perbedaan luas permukaan dan gaya pada

masingmasing bejana.

- )etiap fluida mempunyai densitas atau rapatan tertentu. 1etika berbeda

densitas dari beberapa fluida, maka berbeda pula tekanan pada setiap fluida

tersebut. -al tersebut dapat dibuktikan se"ara praktek dimana fluida oli

mempunyai densitas sebesar >>%,; kgm% dan menghasilkan tekanan sebesar

$,00%%2$ atm. *ada ketinggian yang sama, fluida minyak mempunyai

7/17/2019 BAB I


densitas sebesar >0,3 kgm% dan menghasilkan tekanan sebesar $,00%>=>2

atm.

+entuk suatu wadah fluida tidak berpengaruh terhadap tekanannya. erbukti

dari per"obaan menggunakan wadah botol plastik dan beaker glass tekanan

yang dihasilkan dari fluida yang sama yaitu oli 2 sebesar 2,>$>= × $0%

atm

7/17/2019 BAB I


$0

- dan $,$=30 × $0% atm. -al ini disebabkan karena penimbangan dan

pengukuran yang kurang akurat serta tidak teliti dalam perhitungan.

1.&. esi/u*an- 6ensitas yang dihasilkan se"ara praktek dari fluida berupa oli mesin 2

sebesar >>%,; kgm%, sedangkan se"ara teori sebesar 334,2 kgm%.

- ekanan yang dihasilkan memiliki perbedaan sesuai dengan ketinggian dari

masingmasing fluida. )emakin tinggi fluida, semakin besar pula tekanannya.

- ekanan pada permukaan suatu fluida tidak ada perbedaan. ?ika luas suatu

permukaan bejana sama, maka tekanannya akan sama pula pada semua titik di

batas area tersebut.

- *ada dua jenis fluida yang berbeda dan bejana yang sama, dapat dibuktikan

bahwa tekanan yang dihasilkan pun berbeda, karena densitas dari masing

masing fluida berbeda.

*ada fluida yang sama dan bejana yang berbeda, dihasilkan tekanan yang

sama.

bab i

Documents