4. Kerapatan atau massa jenis didefinisi kan sebagai massa persatuan volume
atau kerapatan adalah perbandingan antara massa terhadap volumenya .
Bila kerapatan kita beri simbol
maka kerapatan dapat kita tuliskan :
massa
volume
Tekanan didefinisikan sebagai gaya normal (tegak lurus) yang bekerja
di suatu bidang dibagi dengan luas suatu bidang tersebut.
F
P
A
Satuan tekanan dalam SI adalah Newton persegi N m 2
yang dinamakan Pascal(Pa).
1Pa 1 N/m 2
1
2
3
4
5. Tekanan dari atas berasal
dari Po yaitu tekanan di atas
silinder F P A gaya dari
sehingga
atas adalah:
P0 , F0
0
0
h
F
F, P
F0
mg
w=mg
m
F
P
P0
V
F0
rAh
gAh
hg
1
2
3
4
6. Contoh Soal
1. Seekor ikan berada pada kedalaman 5 m dari permukaan air sebuah danau.
Jika massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatangravitasi10 m/s2, tentukan :
a. tekanan hidrostatik yang dialami ikan,
b. tekanan total yang dialami ikan!
Penyelesaian:
Diketahui:
h 5m
3
air
1.000 kg/m
P0 1 atm 1 105 N/m 2
Di tan ya:
Ph
...?
PT
Jawab:
a. Ph
.g.h 1.000 10 5
5 104 N/m2
b. PT
P0
.g.h (1 105) (5 104 )
...?
1,5 105 N/m2
1
2
3
4
7. 2. Bila tekanan dipermukaan adalah 101 kPa, carilah tekanan yang dialami
sebuah kapal yang berada di kedalaman 100 m dibawah permukaan laut.
jika
103 kg m 3 .
penyelesaian :
diketahui :
P0
101 103 Pa,
jawab :
Dengan menggunakan persamaan P
diperoleh :
P P0
P0
gh,
gh
101 10 3 Pa
10 3 kg m 3 9,8 N m 100m
1081kPa
1
2
3
4
10. Contoh soal
1. Berapa tinggi air yang naik dalam pipa 2. Pipa kapiler yang berjari - jari 2 mm dimasukkan tegak lurus
ke dalam zat cair yang memiliki tegangan permukaan 3 10 -2 N/m.
yang jari - jarinya 0,15 mm jika sudut
Ternyata permukaan zat cair dalam pipa naik 2 mm. Jika sudut kontak
kontaknya nol? untuk air adalah 0,073.
zat cair 37 0 dan g 10 m/s2 , hitunglah massa jenis zat cair!
Penyesuaian :
Penyelesaian :
Diketahui : r 2 mm 2 10 -3 m
Diketahui :
r 0,15 mm 1,5 10 -4 m,
1.000 kg/m3
Jawab:
Ketinggian air y adalah :
2 0,07m cos 0
y
1.00 kg m 3 1,5 10 4 m 9,8 N kg
9,93 10 -2 m
9,93 cm
Jadi, tinggi air dalam pipa
9,93 cm
37o 0
3 10 -2 N/m
g 10 m/s 2
y 2 mm 2 10 -3 m
Ditanya : .
?
Jawab :
2 cos
y
.g.r
2 cos
y.g.r
2 3 10 2 cos37 0
2 10 -3 10 2 10 3
1,2 10 3 kg m 3
1
2
3
11. A1
X2
V1
X1
V2
A2
persamaan kontinuita dirumuskan:
s
A1v1 A2 v 2 .
perkalian Av adalahlaju aliran
dv
volume laju dim ana volumemelewati
dt
penampang tabung
A.v.t
t
x dan A.x V, maka :
Q A.v atau Q
karena v.t
V
t
dengan :
Q
Q debit (m3 /s),
V
t
volume fluida (m3 )
waktu (s)
1
2
12. 1. Fluida mengalir dalam pipa yang diameternya
berbeda - beda, kelajuan air di titik A yang
jari - jarinya 3 cm adalah 8 m/det, berapakah kelajuan
air di titik B, dan C bila jari jari masing - masing
1 cm dan 5 cm.
Penyelesaian :
Diketahui :
AA
0,03 m
2
AC
0,05 m
2
AB
0,01m
2
vB
8m / det
vC
Q
AC
8 m det
Diketahui : r 0,05 cm,
v 10 cm/det
Jawab:
Q
vA
(10) (0,05)2
Jawab:
Debit air di ketiga titik tersebutsama maka :
Q v A AA v B AB vc AC
Q
AB
2. Air mengalir dalam pipa yang jari - jari
5 cm dengan laju 10 cm/det.Berapa laju
aliran volumenya?
Penyelesaian :
0,05m
72m / det
2
0,03m
2
3
2
0,03m
0,01m
0,25 cm3 det
2
2,88m / det
1
2
13. v2
F2
Gaya F1 melakukan usaha sebesar :
P2 A2
x2
y2
P A1
1
y1
F1 .x1
P1 .A1 .x1
Gaya F2 melakukan usaha sebesar :
W2
v1
F1
W1
- F2 .x 2
- P2 .A 2 .x 2
usaha total yang dilakukan adalah :
W W1 W2
x1
1
2
3
4
5
14. energi mekanik total pada bagian fluida tersebut.
Em
Ek
Ep
1
1
2
2
mv2
mv1
2
2
sehingga :
W
Em
P1
P1
P2
m
1
2
v1
2
1
2
mv2
2
gh
mgh2
Teorema torricel
mgh1
v2
2 gh
ketinggian h v
1
2
mv1
2
P2
1
2
v2
2
mgh2
mgh1
Venturi meter
gh2
2 gh
v1
A1
A2
Atau disetiap titik pada fluida yang bergerak berlaku :
P
1 2
v
2
gh
2 gh
2
1
konstan
1
2
3
4
5
15. 1. Jika pada sebuah tangki berisi air dan terdapat lubang kecil pada sisi tangki
yang berjarak h m dari permukaan air. Jika tinggi tangki tersebut5 m dan tinggi
celah 1,5 m dari dasartangki tentukan kecepatan semburan air jika tekanan dalam
tangki tersebutsama dengan tekanan diluar tangki dengan percepatan gravitasi10 m/s.
Diketahui : h 1
h2
5m
g
10 m s 2
v2
1,5m
v2
Ditanya : v2 .......
?
jawab:
1
2
P1
v1
2
g h1
50 m 2 s 2 15 m 2 s 2
35 m 2 s 2
5,91 m s
gh
gh1
gh1
2
gh2
h2
10 m s 2 5 1,5
P2
v2
2
v2
gh2
x
2
v2
2 h1 .h2
2 3,5m.1,5m
2
v2
1
2
v2
2
gh2
2 525m 2
x
2 2,3m
4,5m
2
1
2
3
4
5
16. 2. Suatu bejana berisi air seperti tampak pada gambar.Tinggi permukaan zat cair 145 cm
dan lubang kecil pada bejana 20 cm dari dasar bejana. Jika g 10 m/s2 , tentukan :
a. kecepatan aliran air melalui lubang,
b. jarak pancaran air yang pertama kali jatuh diukur dari dinding bejana!
Penyelesaian :
Diketahui : h 2 145 cm 1,45 m
h1
g 10 m/s2
20 cm 0,2 m
Ditanya : a. v1 ...?
b. x1 ...?
Jawab:
a. v1
2g(h1 - h 2 )
2 10(1,45- 0,2) 5 m/s
b. Jarak pancaran air
1 2
gt
2
1
0,2
10 t 2
2
t 0,2 sekon
x v1 .t
h
5 0,2 1 m
1
2
3
4
5
17. 3. Air mengalir melewati venturimeter seperti pada gambar.
Jika luas penampang A1 dan A2 masing - masing 5 cm2 dan
4 cm2 , dan g 10 m/s2 , tentukan kecepatan air (v1 ) yang
memasukipipa venturimeter!
Penyelesaian :
Diketahui : A 1
5 cm2
A2
4 cm2
Ditanya :
g 10 m/s 2
v ...?
1
Jawab :
Pada pipa horizontal berlaku :
1
2
2
P1 – P2
( v1 - v 2 )
2
A 1 .v1 A 2 .v 2
v
2
A 1 .v1
A2
5
v1
4
1
2
3
4
5
18. 1. Pembuluh kayu suatu pohon memiliki diameter 4 cm digunakan untuk mengangkut
air dan mineral dari dalam tanah. Jika sudut kontak 0 o , tegangan permukaan air
0,0735 N/m dan percepatangravitasinya 10 m/s2 , tentukan tinggi kenaikan air
dan mineral dari permukaan tanah!
2. Sebuah pipa silindris memiliki dua macam penampang pipa diletakkan horizontal dan
mengalir dari penampang besar dengan tekanan 1,4 105 Nm 2 dan kelajuan 1 m/s.
Jika diameter penampang besar 12 cm, maka diameter penampang kecil agar tekanannya
sama dengan 1 105 N/m 2 adalah
.
19. DAFTAR PUSTAKA
Haryadi, Bambang. 2009. Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta :
Departemen Pendidikan Nasional
Palupi. Satya D, Suharyanto, Karyono. 2009. Fisika Untuk SMA/MA
Kelas XI. Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional
