fluida dinamis dan statis ; misbachul munirul ehwan

MATERI CONTOH SOALI SOAL DAFTAR PUSTAKA

KeluarCreated By Misbachul Munirul Ehwan

Created By Misbachul Munirul Ehwan

Fluida StatisDan

Fluida Dinamis

LOADING PLEASE WAIT …….





Please choose one of choice above



FLUIDA STATIS

Massa JenisKadang kalau kita perhatikan orang banyak

mengatakan bahwa buah manggis lebih

berat daripada kapas atau besi lebih berat

daripada plastik

Benarkah Demikian?Hal ini tidak seluruhnya benar karena semua itu

tergantung ukuran dari masing - masing benda



Dalam Fisika, ukuran kepadatan (densitas)benda homogen disebut massa jenis,yaitu massa per satuan volume. Secaramatematis, massa jenis dituliskan sebagaiberikut.

ρ = Densitas / massa jenis (Kg/m3)

m = Massa benda (Kg)

V = Volume benda (m3)



Zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikithambatan terhadap perubahan bentuk ketika

ditekan disebut fluida. Fluida disebut juga zat

alir, yaitu zat cair dan gas.



TEKANAN adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatupermukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidangtersebut

Penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-harimisalnya pada pisau dan paku. Ujung paku dibuat runcing danpisau dibuat tajam untuk mendapatkan tekanan yang lebihbesar, sehingga lebih mudah menancap pada benda lain.

TEKANAN



I IIIIIMANAKAH YANG PALING BERAT?

Gelas yang tidak terisi air terasa ringan, sedangkan gelas yangterisi air terasa berat. Peristiwa tersebut menunjukan bahwa air(zat cair) memberikan gaya tekan yang arahnya kebawah kepadatelapak tangan. Pada fluida diam, tekanan pada suatu titikdisebabkan oleh gaya berat fluida yang di atas titik tersebut.Tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak disebut tekananhidrostatis.

Tekanan

Hidrostatis



Volume fluida yang berada di atas titik B adalah:

V=A h;

dengan

A = luas penampang wadah

ρ=massa jenis fluida

Massa fluida di atas B adalah:

m=ρ V = ρ A h

Sedangkan gaya (berat) yang diberikan fluida itu:

F = m.g = ρ A h g

apabila, besarnya tekanan fluida di titik B, adalah:P =F /A, maka

ρ = massa jenis fluida (kg/m2)

g = percepatan gravitasi (m /s-2)

h = kedalaman (m)



Mengapa bagian bawa yang jarak

pancurannya paling jauh?



TEKANAN TOTAL

Jika tekanan udara luar ikutdiperhitungkan seperti padagambar, besarnya tekanan total atau tekanan mutlak pada satu titik di dalam fluida adalah

p0 = tekanan udara luar = 1,013 × 105 N/m2, danpA = tekanan total di titik A (tekanan mutlak).



Hukum Pokok Hidrostatika

Tekanan hidrostatik di semua titik yang terletak padasatu bidang mendatar di dalam satu jenis zat cairbesarnya sama

pA =pB = pC



pA = pB

p0 + ρ 1gh1 = p0 + ρ 2ghρ 1 h1 = ρ 2 h2

Hukum Utama Hidrostatismenyatakan bahwa semua titikyang berada pada bidang dataryang sama dalam fluida homogen,memiliki tekanan total yang sama.Jadi, walaupun bentukpenampang tabung berbeda,besarnya tekanan total di titik A,B, C, dan D adalah sama.



HUKUM PASCAL

MENGAPA KETIKA KITA memompa sebuah bansepeda, ternyata ban menggelembung secaramerata?

Bagaimana seorang pekerja pada pencucian mobildapat berdiri di bawah mobil sambil menyemprotkanair ke bagian bawah mobil yang beratnya 100 kalilebih besar dari beratnya



Jadi, dalam Hukum Pascal dinyatakan berikut ini.“Tekanan yang diberikan padazat cair dalam ruang tertutupakan diteruskan ke segala arah dengan sama besar”.



Perhatikan ilustrasi berikut ini



Hukum Archimedes

Kenapa kayu-kayu yang besar dan

banyak lebih mudah diangkat

dalam air daripada di darat?

Mengapa balon gas bisa naik ke

atas ?

Mengapa kapal yang terbuat daribesi bisa terapung?



Benda-benda yang dimasukkan pada fluida seakan akan

mempunyai berat yang lebih kecil daripada saat berada di

luar fluida. Misalnya, batu terasa lebih ringan ketika berada

di dalam air dibandingkan ketika berada di udara. Berat di

dalam air sesungguhnya tetap, tetapi air melakukan gaya

yang arahnya ke atas. Hal ini menyebabkan berat batu

akan berkurang, sehingga batu terasa lebih ringan.



Hukum Archimedes menyatakanbahwa “Gaya yang bekerja pada

suatu benda yang dicelupkansebagian-atau seluruhnya ke dalam

suatu fluida sama dengan beratfluida yang dipindahkan oleh benda

tersebut”

Ingat . . .!



PENERAPAN HUKUM ARCHIMEDESTerapung

Mengapung (Vfb = Vbf)

Wbenda = FA

Wbenda = FA

ρb .g.Vb = ρfl g.Vbf

ρb = massa jenis benda (kg/m3)

ρf = massa jenis fluida (kg/m3)

Vbf = volume benda yang tercelup

di dalam zat cair (m3)

Vb = volume benda (m3)



PENERAPAN HUKUM ARCHIMEDESMelayangMelayang (Vfb = Vb)

Wbenda = FA

Wbenda = FA

ρb .g.Vb = ρf g.Vfb

ρb = ρf

Jadi pada kasus ini massa jenis

benda sama dengan massa jenis

zat cair



PENERAPAN HUKUM ARCHIMEDES



PENERAPAN HUKUM ARCHIMEDES

Tenggelam

Melayang (Wb > Fa)

Wbenda > FA

Wbenda > FA

ρb .g.Vb > ρf g.Vfb

ρb > ρf

Jadi pada kasus ini massa jenis

benda lebih besar daripada massa

jenis zat cair



TEGANGAN PERMUKAAN Apabila sebuah silet diletakkan mendatarpada permukaan air dengan hati-hati,ternyata silet terapung. Padahal massa jenissilet lebih besar dari massa jenis air. Zat cairyang keluar dari suatu pipet bukan sebagaialiran tetapi sebagai tetesan. Demikian juga,nyamuk atau serangga dapat hinggap dipermukaan air. Peristiwa tersebutberhubungan dengan gaya-gaya yangbekerja pada permukaan zat cair, atau padabatas antara zat cair dengan bahan lain. Jikakita amati contoh di atas, ternyatapermukaan air tertekan ke bawah karenaberat silet atau nyamuk. Jadi, permukaan airtampak seperti kulit yang tegang. Sifattegang permukaan air inilah yang disebuttegangan permukaan.



F

Tegangan permukaan timbul karena gaya tarik-

menarik molekul-molekul zat cair yang sejajar

permukaan



KapilaritasKapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zatcair pada pipa kapiler

gr

cos 2 h



Viskositas

Ukuran kekentalan zat cair atau gesekan dalam zat cair disebut viskositas.Gaya gesek dalam zat cair tergantung pada koefisien viskositas, kecepatan relatif benda terhadap zat cair, serta ukuran dan bentuk geometris benda. Untuk benda yang berbentuk bola dengan jari-jari r, gaya gesek zat cair dirumuskan:

MANA YANG LEBIH CEPAT JATUH KELERENG YANG DIJATUHKAN DI AIR ATAU OLI?

HUKUM STOKES



Kecepatan Terminal

Jika sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam sebuah

fluida kental, kecepatannya makin membesar sampai

mencapai kecepatan maksimum yang tetap. Kecepatan

ini di namakan kecepatan terminal

Pada gambar bekerja gaya, dan

kecepatan terminal dicapai apabila :

W – F – Fs = 0

Untuk benda berbentuk bola,

kecepatan terminal dirumuskan

sebagai



FLUIDA DINAMIS



Sifat Fluida Sejati



Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak. Besaran-

besaran apa yang perlu dipelajari pada fluida dinamis

itu? Jawabannya dapat kalian pelajari pada penjelasan

berikut

KontinuitasJika air mengalir tidak

termanfaatkanmaka akan berlaku

kekekalan debit atau aliran fluida

dan dinamakan kontinuitas.

Kontinuitas atau kekekalan debit

ini dapat dituliskan sebagai

berikut.

Q1 = Q2

A1 v1 = A2 v2



Azas Bernoulli

Fluida diam memiliki tekanan yang dinamakan tekanan

hidrostatis, P = ρgh. Bagaimana dengan tekanan oleh

fluida dinamis? Besarnya sesuai dengan energi kinetik,

P = ρ v2. Pada suatu fluida ternyata berlaku kekekalan

tekanan. Kekekalan tekanan ini pertama kali dijelaskan

oleh Bernoulli sehingga dikenal sebagai azas Bernoulli.

Azas ini dapat dirumuskan sebagai berikut

P + ρgh + ½ ρv2 = kekal

2 21 11 1 1 2 2 22 2

p gh v p gh v



Aplikasi pada persamaan bernoulli di terapkan untuk

mengalirkan air ke lantai atas, iluastrasinya seperti berikut



Teorema Terricolli

Teori Torricelli menyatakan bahwakecepatan aliran zat cair pada lubangsama dengan kecepatan benda yangjatuh bebas dari ketinggian yang sama.

V= kecepatan aliran fluida pada lubang (m/s)g = percepatan gravitasi (m/s2 )h = tinggi fluida dari permukaan ( m )



12

Venturimeter adalah alat yang digunakan untukmengukur laju aliran zat cair dalam pipa. Untukventurimeter yang dilengkapi manometer, besarnyakecepatan aliran zat cair pada pipa besar (v1)dirumuskan:

Venturimeter Dengan Manometer



Untuk venturimeter yang tanpadilengkapi manometer, padaprinsipnya sama, tabung manometerdiganti dengan pipa pengukur bedatekanan seperti pada Gambar

•Venturimeter tanpa manometer



Pipa PitotTabut pitot digunakan untuk mengukur laju aliran gas.



Alat penyemprot

Cara kerja :Apabila pengisap ditekan, udara keluar dengan cepat melalui lubang sempit pada ujung

pompa. Berdasarkan Hukum Bernoulli, pada tempat yang kecepatannya besar,tekanannya akan mengecil. Akibatnya, tekanan udara pada bagian atas penampunglebih kecil daripada tekanan udara pada permukaan cairan dalam penampung. Karenaperbedaan tekanan ini cairan akan bergerak naik dan tersembur keluar dalam bentukkabut bersama semburan udara pada ujung pompa.



Sesuai Hukum Bernoulli, pada tempatyang mempunya kecepatan lebih tinggitekanannya akan lebih rendahMisalnya, tekanan udara di atas sayapadalah P1 dan tekanan udara di bawahsayap pesawat sebesar P2, maka:

Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang



Latihan

Dik: ho = 4 m, hdasar = 5 m, =103

kg/m3, g=10 m/s2

Dit: Porang , Pdasar

Seorang menyelam sampai kedalaman 4 m (1 meter sebelum sampaidasar kolam) jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan g=10 m/s2, berapakaha.Tekanan hidrostatik yang dialami orangb.Tekanan hidrostatik dasar kolam

Jawab:a.Porang = .g.h

= 1000.10.4= 4.104 Pa

a.Pdasar = .g.h= 1000.10.5= 4.105 Pa



LatihanBarometer menunjukan angka 76 cm Hg. Panjang x = 6 cm dan penampang pipa = 2 cm2. Tekananudara dalam pipa (P) adalah... .

x

Dik: Po = 76 cmHg, x = 6 cm A = 2 cm2.

Dit: P

Jawab:

P = Po + Praksa

P = 76 + 6

P = 82 cmHg



LatihanSebuah alat hidrolik memiliki Silinder besar dan

kecil berbanding kecil 30 : 1. Jika berat mobil yang diangkat 20.000 N, maka dorongan pada penghisapsilinder kecil adalah...

Dik: Ab : Ak = 30 : 1. wb = 20.000 N,

Dit: Fk

Jawab

wb : Ab = wk : Ak

wb : wk = Ab : Ak

2.104 : wk = 30 :1

wk = 2.104 : 30

wk = 2.104 : 30

wk = 666,67 N



Latihan1. Air mengalir pada pipa mendatar dengandiameter pada masing-masing ujungnya 6 cm dan 2 cm, jika pada penampang besarkecepatan air 2 m/s, tentukan : a. Kecepatan aliran pada penampang kecilb. volume fluida yang keluar setelah 3 sekon!

Jawab



LatihanDiketahui :

A1 = 1/4πd2 =1/4 3.14 62

= 28,26 cm2 = 28,26 10-4 m2

v1 = 2m/s

di tanya : v2 = ?

V = ? Pada t = 3 s

Di jawab :

A1 v1 = A2 v2

Q = 28,26 10-4 m2 2 m/s = 56,52 10-4 m3/s

Q= V/t : sehingga

V = Q t = 56,52 10-4 m3/s . 3s = 169,56 10-4 m3

12 1

22

3Av = v ; .2 6 /A 1

v m s



LatihanSebuah pipa diletakkan mendatardiameter A1 = 4 cm dan A2 = 2 cm, airmengalir dari pipa besar ke pipa kecildengan kecepatan 3 m/s dan tekanannya10 N/m2 jika massa jenis air 1000kg/m3

g = 10 m/s2 tentukan tekanan air padapipa kecil

A1 A2

2

JawabanDiket : d1 = 4 cm, d2 = 2 cm A1. v1 = A2. v2

P = 10 N/m2 ΠR2 3 = ΠR2 V2

g = 10 m/s2 v2 = (2 x 10-2)2 .3

ρ = 1000 kg/m3+ (10-2)2

V2 = 12 m/s Dit :

P =……. P1 ½ρv12 = P2 ½ρv2

2

P1 = 3,25 x 104 Pa



SOAL

1. Massa jenis bola yang memiliki berat 0,5 kg dengan diameter 10 cm

adalah….

2. Tekanan hidrostatis pada permukaan bejana yang berada 30 cm di

bawah permukaan air yang massa jenisnya 100 kg/m3 dan g = 9,8

m/s2 adalah ….

3. Debit fluida memiliki dimensi….

4. Sebuah tangki yang tingginya 4 m dari tanah diisi penuh dengan air.

Sebuah katup (kran) berada 3 meter di bawah permukaan air dalam

tangki tersebut. Bila katup dibuka, berapakah kecepatan semburan?



SOAL

5. Jika kecepatan aliran udara dibagian bawah sayap pesawat 60 m/s,

berapakah kecepatan dibagian atasnya jika tekanan ke atas yang

diperolehnya adalah 10 N/m2? ( = 1.29 kg/m3)



M. Itok, S.Si. 2006. Teori Ringkas, Latihan, Soal &

Pembahasan Fisika SMA, Kelas X, XI, XII. Yogyakarta :

Intersolusi Presindo

Zaelani, dkk. 2006. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan

Fisika SMA. Bandung : Yrama Widya

Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta:

Erlangga

http://www.google.co.id/

Daftar Pustaka

fluida dinamis dan statis ; misbachul munirul ehwan

Documents