FLUIDA MATERI

F L U I D A
Materi Animasi
Pref Next
A. F L U I D A S T A T I S
B. F L U I D A D I N A M I S
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan

Pref Next
IA. .F LFULUIDIDAA S TSATATTISIS
A. Tekanan dan Tekanan Hidrostatis
1. Tekanan (Pengertian)
Tekanan merupakan tingkat kesulitan dalam menekan sebuah benda, berhubungan dengan luas
daerah yang di tekan. Tekanan di definisikan besar gaya yang bekerja pada suatu permukaan, di bagi dengan
luas permukaan tersebut.
Contoh gambar
P
Tekanan
F
P
Tekanan
Memberi tekanan
A A
F
(a) Besar luas permukaan benda
(b) Kecil luas permukaan
benda
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
Kecilnya luas
permukaan
mengakibatkan
semakin mudah
benda ditekan.
Besarnya luas
permukaan
mengakibatkan
semakin sulit benda
di tekan
Semakin kecil luas permukaan tekan
semakin besar tekanan yang di hasilkan,
sebaliknya semakin besar luas permukaan
tekan semakin kecil tekanan yang di
hasilkan.
P = F : A

A. Tekanan dan
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
Dengan :
P = Tekanan (N/m²)
F = Gaya (N)
A = Luas
bidang
tekan (m²)
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
P = F : A Rumus tekanan

A. Tekanan dan
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
2. Tekanan Hidrostatik
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Tekanan dan
Pref Next
`
Tekanan Hidrostatis
Tekanan Hidrostatis merupakan tekanan yang di hasilkan oleh sat cair pada ketinggian
tertentu. Pada tekanan hidrostatis semakin tinggi permukaan zat cair, semakin tinggi tekanan yang
dihasilkan oleh dasar tabung.
Contoh gambar
A
Pu
F= W h
Pada gambar ini terlihat sebuah tabung berisis zat cair bermasa
jenis ρ, kedalaman h, dan luas penampang A. zat cair yang ada
dalam bejana memiliki gaya berat W yang menekan dasar tabung.
Hubungan antara besarnya tekanan yang di hasilkan oleh zat cair
dapat dirumuskan:
Ph
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
Ph = F/A
W = ρ . g . V
Ph = ρ . g . V
A
h = V/A
Ph = ρ . g . h
Pm = Pu + Ph
Keterangan

Pref Next
`
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
Ph = ρ . g . h
Dengan: Ph = Tekanan Hidrostatis ( kg/m.s²) atau (Pa)
g = percepatan grafi (m/s²)
h = ketinggian zat cair (m)
Pm = Pu + Ph
Dengan: Pm = Tekanan mutlak ( kg/m.s²) atau (Pa)
Pu = Tekanan udara ( kg/m.s²) atau (Pa)
Ph = Tekanan hidrostatis ( kg/m.s²) atau (Pa

A. Tekanan dan
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
Contoh soal
1. Dalam sebuah bejana diisi air (ρ = 100 kg/m³). Ketinggian airnya adalah 85 cm.
`
Jika g = 10 m/s² dan tekanan udara 1 atm maka tentukan:
a. tekanan hidrostatis di dasar bejana,
b. tekanan mutlak di dasar bejana.
Diketahui:
h = 85 cm = 0,85 m
ρ = 1000 kg/m³
Pu = 1 atm = 105 Pa
g = 10 m/s²
Ditanya: a). Ph....? , b). Pm....?
b. Tekanan mutlaknya di dasar bejana
sebesar:
Pm = Pu + Ph
= 105 + 8,5.10³
= 1,085.105 Pa
Penyelesaian
Jawab:
a. Tekanan hidrostatis
di dasar bejana sebesar:
Ph = ρ g h
= 1000 . 10 . 0,85 = 8,5.10³ Pa
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Tekanan dan
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
Berdasar hukum pokok hidrostatis menyatakan "semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam
suatu zat cair memiliki tekanan yang sama".
`
B.Hukum Dasar Fluida Statis
PhA = PhB
A B
karena titik A dan titik B terletak pada
dasar bejana yang
berisi zat cair dengan massa jenis ρ dan
ketinggian permukaan dari dasar
bejana = h1, maka tekanan di titik A
sama dengan tekanan di titik B.
Contoh Gambar
h1 Ph A = PhB = ρ . g . h1
h2
1. Hukum Pokok Hidrostasis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
Tekanan Hidrostatis untuk kedua masa jenis yang berbeda
Memasukan zat cair yang memiliki masa
jenis berbeda
h2
h1
pada gambar di samping ini menjelaskan, bejana pada mulanya
Disi dengan masa jenis (ρ1). Kemudian pada mulut bejana
sebelah kanan di masukan
Zat cair yang memiliki masa jenis berbeda yaitu (ρ2) titik B
berada pada perbatasan kedua zat cair yang di tekan oleh zat
cair kedua setinggi h2
Titik A berada pada zat cair pertama dan ditekan oleh zat cair
pertama setinggi h1 titk A dan B berada pada satu garis. Sesuai
dengan hukum hidrostatis kedua titik tersebut memiliki
tekanan yang sama. Akan tetapi tekanan pada titik C dan D
tidak sama karena jenis sat cair dari kedua titik tidak sama
PhA = PhB PhC ≠ PhD
ρ2
ρ1
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
Minyak
Air
F L U I D A
C D
≠
=
A B
Ph
Ph
Ph Ph
“Contoh Gambar”

Pref Next
Contoh soal
1. Sebuah pipa berbentuk pipa U berisi air dan minyak. Tinggi kolom minyak 20
`
cm dan tinggi kolom air 10 cm. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³, maka hitunglah
massa jenis minyak!
Penyelesaian
Diketahui:
hminyak = 20 cm = 0,2 m
hair = 10 cm = 0,1 m
ρ air = 1.000 kg/m³
Ditanyakan: ρ minyak = .............?
Jawab Pminyak = Pair
ρ minyak × g × hminyak = ρ air × g × hair
ρ minyak × hminyak = ρ air × hair
ρ minyak × 0,2 = 1.000 × 0,1
ρ minyak =100 : 0,2
= 500 kg/m³
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Tekanan dan
Pref Next
`
Tekanan Hidrostatis
2. Hukum Pascal
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

F L U I D A
Pref Next
`
Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan di dalam ruang tertutup
diteruskan sama besar ke segala arah. Berdasarkan hukum ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang
kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar. Sistem kerja rem hidrolik merupakan salah satu
contoh pengaplikasian hukum Pascal. Selain itu, hukum pascal juga dapat di jumpai pada sistem alat
pengangkat air, alat pengepres, dongkrak hidrolik, dan drum hidrolik.
Contoh Gambar dongkrak hidrolik
a. Proses 1
b. Proses 2
Pada gambar ini , ketika
pengisap 1 ditekan dengan
gaya F1 maka zat cair
menenkan keatas dengan gaya
PA1 . Tekanan ini akan
diteruskan ke pengisap 2 yang
besarnya PA2,
A2
A1
F2
Keterangan
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F1
PA2
Zat cair PA1
F1 : A1 = F2 : A2
F1 = (A1 : A2) F2
P1 = P2

Pref Next
`
Karena tekanannya sama ke segala arah, maka didapatkan persamaan
sebagai berikut:
P1 = P2
F1 : A1 = F2 : A2
F1 = (A1 : A2) . F2
Perlu diketahui
Jika penampang pengisap dongkrak hidrolik berbentuk silinder dengan diameter
tertentu, maka persamaan di atas dapat pula dinyatakan sebagai berikut:
Karena A1 = πd1² : 4 dan A2 = πd2² : 4
,
Maka: F1 = (A1 : A2) . F2
= (d1 : d2)² . F2
Keterangan
F1 : gaya pada piston pertama (N)
F2 : gaya pada piston kedua (N)
A1 : luas penampang piston pertama (m²)
A2 : luas penampang piston kedua (m²)
d1 : diameter piston pertama (m)
d2 : diameter piston kedua (m)
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
Perhatikan gambar di samping! Suatu alat pengangkat mobil
(dongkrak hidrolik) terdiri atas 2 tabung yang berhubungan.
Kedua tabung yang mempunyai diameter
berbeda ini ditutup masing-masing dengan sebuah pengisap.
Tabung diisi penuh minyak. Pada tabung besar diletakkan
mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada tabung kecil
diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika berat mobil 3 ton, diameter pengisap tabung
besar 25 cm dan tabung kecil 5 cm, serta g = 10 m/s², maka hitunglah gaya yang harus diberikan
agar mobil terangkat naik!
Penyelesaian
Gaya kedua pada sistem ini adalah gaya berat mobil.
Diketahui : mb= 3 ton = 3.000 kg
Oleh karena itu, besarnya F2 adalah: F2 = m × g = 3.000
d2 = 25 cm
× 10 = 30.000 N
d1 = 5 cm
F1 = (d1 : d2 )² . F2 = ( 5² : 25² ) . 30.000 N
g = 10 m/s²
Ditanyakan: F1 = ...?
F1 = 1.200 N
Jamab
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
3. Hukum Arcimedes
FA
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
Gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tetap sama. Namun, zat cair mengerjakan gaya yang arahnya
berlawanan dengan gaya gravitasi
`
Saat benda dicelupkan ke dalam zat cair, sesungguhnya berat benda tersebut tidak berkurang.
Penamp
ung air
sehingga berat benda seakan-akan berkurang.
Besarnya gaya ke atas yang dikerjakan air pada
benda sebanding dengan berat air yang
ditumpahkan oleh balok. Artinya,
suatu benda yang dicelupkan sebagian atau
seluruhnya ke dalam zat cair mengalami gaya ke
atas yang besarnya sama dengan berat zat cair
yang dipindahkan oleh
benda tersebut. Peryataan ini dikenal sebagai
Hukum Archimedes.
Memasukan beban FA
Contoh Gambar
Volume zat cair yang di pindahkan
Oleh benda sama besar dengan
volume benda yang di celupkan
Beban
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
WC = ρc × V × g
FA
FA = WC
FA = ρC × V × g

A. Tekanan dan
B. Hukum Dasar
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
Keterangan:
`
Fluida Statis
Secara matematis hukum Archimedes dapat dinyatakan sebagai berikut.
wu – wa = wc
Fa = wc
Fa = mc × g karena m = ρ x V , sehingga
Fa = ρ c × V × g
Fa : gaya Archimedes (N)
wu : berat balok di udara (N)
wa : berat balok di dalam zat cair (N)
wc : berat zat cair yang ditumpahkan (N)
mc : massa zat cair yang ditumpahkan (kg)
ρc : massa jenis zat cair (kg/m³)
V : volume benda yang tercelup (m³)
g : percepatan gravitasi bumi (m/s²)
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Tekanan dan
B. Hukum Dasar
Pref Next
`
Tekanan Hidrostatis
Contoh soal
Fluida Statis
Sebuah besi yang volumenya 0,02 m³ tercelup seluruhnya di dalam air. Jika massa
jenis air 10³ kg/m³, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut!
Penyelesaian
Diketahui : V = 0,02 m3
ρ = 10³ kg/m³
g = 10 m/s²
Ditanyakan: Fa = ...?
Jawab
Fa = ρ c × V × g
= 10³ × 10 × 0,02
= 200 N
Jadi, gaya ke atas yang di alami besi sebesar 200 N.
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
Pengaruh Hukum Archimedes pada benda Terapung, Melayang &
Tenggelam
a. Benda Terapung
Benda Terapung. Benda dikatakan
terapung dalam zat cair jika tidak
seluruh bagian benda tercelup dalam
zat cair. Hal ini terjadi karena massa
jenis benda lebih kecil daripada massa
jenis zat cair (ρb < ρc), sehingga berat
benda juga lebih kecil daripada gaya
Archimedes (wb < Fa). Contoh peristiwa
terapung, antara lain, plastik
atau kayu yang dimasukkan ke dalam
air.
Contoh Gambar
W
Memasukan Benda
Fa
Wb Wb < Fa
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh Gambar Memasukan Benda
W
b. Benda Melayang
Benda dikatakan melayang dalam zat
cair apabila keseluruhan permukaan
benda tercelup dalam zat cair dan benda
diam (tidak jatuh ke bawah tetapi juga
tidak muncul ke permukaan). Kondisi ini
dapat terjadi karena massa jenis benda
sama dengan massa jenis zat cair
(ρb = ρ c), sehingga berat benda menjadi
sama dengan gaya Archimedes (wb = Fa).
Dengan kata lain, berat benda di dalam
zat cair sama dengan nol. Contoh
peristiwa melayang adalah ikan-ikan di
dalam air.
W
Wb = Fa Wb
Fa
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
c. Benda Tenggelam
Contoh Gambar Memasukan Benda
Benda dikatakan tenggelam dalam zat
cair apabila benda jatuh ke bawah/dasar
wadah saat dimasukkan ke dalam zat cair
tersebut. Hal ini terjadi karena massa
jenis benda lebih besar daripada massa
jenis zat cair (ρb < ρc), sehingga berat
benda juga lebih besar daripada gaya
Archimedes (wb > Fa). Contoh peristiwa
tenggelam, antara lain, batu dan yang
dimasukkan ke dalam air.
W
W
Fa
Wb Wb > Fa
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Tekanan dan
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
5. Tegangan Permukaan
`
C. Tegangan Permukaan
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
Tegangan permukaan suatu cairan berhubungan dengan garis gaya
tegang yang dimiliki permukaan cairan tersebut. Gaya tegang ini berasal dari gaya
tarik kohesi (gaya tarik antara molekul sejenis) molekul-molekul cairan. Perhatikan
contoh gambar... !
Contoh Gambar
B
A
Penjelasan gambar
Molekul A (di dalam cairan) mengalami gaya kohesi
dengan molekul-molekul di sekitarnya dari segala arah,
sehingga molekul ini berada pada keseimbangan
(resultan gaya nol). Namun, molekul B (di permukaan)
tidak demikian. Molekul ini hanya mengalami kohesi
dari partikel di bawah dan di sampingnya saja. Resultan
gaya kohesi pada molekul ini ke arah bawah (tidak nol).
Resultan gaya ke bawah akan membuat permukaan cairan
sekecil-kecilnya. Akibatnya, permukaan cairan menegang
seperti selaput yang tipis. Keadaan ini dinamakan
tegangan permukaan.
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Tekanan dan
Pref Next
Tekanan Hidrostatis
yang keluar dari pipet berupa tetesan berbentuk bulat-bulat; pisau silet yang
diletakkan di permukaan air secara hati-hati dapat mengapung; serangga air dapat
berjalan di permukaan air; kenaikan air pada pipa kapiler; dan terbentuknya buih
dan gelembung air sabun.
Tegangan permukaan suatu zat cair didefinisikan sebagai gaya tiap satuan panjang.
Jika pada suatu permukaan sepanjang l bekerja gaya sebesar F yang arahnya tegak
lurus pada l dan menyatakan tegangan permukaan, maka persamaannya adalah
sebagai `
berikut
τ = F : L
Gejala-gejala yang berkaitan dengan tegangan permukaan, antara lain, air
Keterangan
F = dalam newton
L = dalam meter
τ = dalam N/m
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
1. Gejala Kapilaritas
Gejala kapilaritas adalah Peristiwa naik atau turunya permukaan zat cair melalui lubang-lubang
kecil atau kapiler. Apabila sebatang pipa dengan diameter kecil, kemudian salah satu ujungnya
dimasukkan dalam air, maka air akan naik ke dalam pipa, sehingga permukaan air di dalam pipa lebih tinggi
daripada permukaan air di luar pipa
Contoh Gambar p
`
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
h θ < 90°
θ
r
0 = Ft-
Fg
“”Gejala ini dikenal sebagai gejala kapilaritas, yang
disebabkan oleh Adhesi air lebih besar dari kohesi jika
sudut kontaknya lebih kecil dari 90 ( θ < 90°), sehingga
memiliki komponen vertikal gaya tegangan permukaan
(Ft) menyebabkan air naik dalam pipa kapiler. Air akan
berhenti naik bila tegangan permukaan (Ft) dapat
diimbangi berat air yang naik (Fg)””.
Apabila jari-jari tabung r, massa jenis zat cair ρ
, besarnya sudut kontak θ , tegangan permukaan τ ,
kenaikan zat cair setinggi h, dan permukaan zat cair
bersentuhan dengan tabung sepanjang keliling lingkaran
2π r, maka besarnya gaya ke atas adalah hasil kali
komponen-komponen tegangan permukaan yang vertikal
dengan keliling dalam Tabung. Secara matematis
dituliskan:
Fg = ρ .V . g
Ft = 2πrτ

Pref Next
maka besarnya gaya ke atas adalah hasil kali komponen-komponen tegangan
permukaan yang vertikal dengan keliling dalam Tabung. Secara matematis
dituliskan:
τ = F : L
F = τ . L
F = τ . cos θ .2πr.
F `
= 2πτr . cos θ
Gaya ke bawah adalah gaya berat, yang besarnya adalah:
w = h m.= g.
2τcos θ : ρrg
Dimana: m = ρ . V
Dan V = πr².h
Maka: w = ρ . πr².h . g , dengan menyamakan gaya keatas dan
gaya kebawah maka di peroleh:
h = naik/turunnya zat cair dalam kapiler (m)
τ = tegangan permukaan (N/m)
θ = sudut kontak
ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
r = jari-jari penampang pipa (m)
F = w
2πτr . cos θ = ρ . πr².h . g
Sehingga:
h = 2τ cos θ : ρrg
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
Keterangan
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
Pipa kapiler yang berjari-jari 2 mm dimasukkan tegak lurus ke dalam zat cair yang
memiliki tegangan permukaan 3 . 10¯² N/m. Ternyata permukaan zat cair dalam
pipa naik 2 mm. Jika sudut kontak zat cair 37° dan g =10 m/s², hitunglah massa jenis
zat cair!
Penyelesaian
Diketahui:
r = 2 mm = 2
τ = 3 . 10ˉ² N/m
g = 10 m/s²
h = 2 mm = 2 . 10ˉ³ m
θ = 37°
Ditanya: ρ = … ?
Jawap
h = 2τcos θ : ρrg
ρ = 2τcos θ : hrg
= (2) (3 .10ˉ² ) (cos 37° ) : (2 .10ˉ³ ) (2.10ˉ³) (10 )
ρ = 1,2 .10ˉ³ kg/m³
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
Pada gambar tersebut kecepatan telur dalam air lebih besar bila di bandingkan dengan
kecepatan telur dalam larutan garam hal ini di karenakan pada larutan
garam Contoh lebih fisikositas besar fisikositas pada air atau dan larutan kekentalan garam
zat cair bila di bandingkan dengan air
Hal ini menunjukkan bahwa gerak dalam zat cair ditentukan oleh kekentalan zat cair.
Semakin kental zat cair, maka semakin sulit suatu benda untuk bergerak. Dengan
demikian, dapat dikatakan semakin kental zat cair, makin besar pula gayagesekan
dalam zat cair tersebut. Ukuran kekentalan zat cair atau gesekan dalam zat cair disebut
viskositas.
`
2. Visikositas
Fisikositas atau kekentalan merupakan gesekan yang dimiliki oleh fluida.
Memasukan telur
Gesekan dapat terjadi antar partikel zat cair, atau gesekan antara zat cair dan
dinding permukaan tempat zat cair berada. Makin besar viskositas suatu fluida,
makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam
fluida tersebut. Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan
besaran yang disebut koefisien viskositas ( ). Satuan SI untuk koefisien viskositas
adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa s).
Contoh fisikositas pada air dan larutan garam
Air
Larutan garam
Keterangan
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A
FS
Fs = 6.π.η.r .v
FA Wb FA FS Wb
FA = ρ g V
Wb = ρ v g

A. Tekanan dan
F L U I D A
B. Hukum Dasar
C. Tegangan
Pref Next
`
Tekanan Hidrostatis
Fluida Statis
Permukaan
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:
F = 6.π.η.r.v
dengan:
F = gaya gesek Stokes (N)
η = koefisien viskositas (Ns/m2)
r = jari-jari bola (m)
v = kelajuan bola (m/s)
Persamaan ini disebut Hukum Stokes.
Pada saat bola jatuh kedalam fluida maka ada beberapa macam gaya yang
mempengaruhinya yaitu: gaya angkat zat cair, gaya berat, dan gaya stokes. Pada
saat bola di jatuhkan bola bergerak di percepat kebawah, karena kecepatannya
bertambah maka gaya stokes pun bertambah sehingga suatu saat
bola berada pada keseteimbangn dengan kecepatan tetap.

A. Tekanan dan
Pref Next
`
Tekanan Hidrostatis
Pada saat bola dalam keadaan setimbang, maka resultan gaya yang
bekerja pada bola sama dengan nol.
RF = 0
FA + FS – wb = 0
FA + FS = wb
Karena: Vbola =( 4/3) πr³ dan m= ρ . V
maka: FA + FS = wb
η = koefisien viskositas (Ns/m²)
r = jari-jari bola (m)
ρb = massa jenis bola (kg/m³)
ρf = massa jenis fluida (kg/m³)
v = kecepatan terminal bola (m/s)
ρf . (( 4/3) πr³ ). g + 6.π.η.r .v= (( 4/3) πr³ ) . ρb. g
6.π.η.r.v = (( 4/3) πr³ ) . ρb.g - ρf . (( 4/3) πr³ ). g
6.π.η.r.v = (( 4/3) πr³ ) . g (ρb - ρf )
Sehingga persamaannya menjadi: η = (2r²g /9 v) . (ρb - ρf )
Keterangan
η = (2r²g /9 v) . (ρb - ρf )
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
Sebuah bola dengan jari-jari 1 mm dan massa jenisnya 2.500 kg/m³ jatuh ke dalam air. Jika
koefisien viskositas air 1 x 10ˉ³ Ns/m² dan g =10 m/s2 , tentukan kecepatan terminal bola!
Penyelesaian:
Diketahui:
r = 1 mm = 1 .10 mˉ³
ρf = 1.000 kg/m3
η = 1 x 10ˉ³ Ns/m²
g = 10 m/s2
ρb = 2.500 kg/m3
Ditanya: v = ... ...?
Jawab:
η = (2r²g /9 v) . (ρb - ρf )
v = (2r²g /9 η) . (ρb - ρf )
= 2 . (10 mˉ³)² .10 .( 2.500 - 1.000)
9 . 10ˉ³
v = 3,3 m/s
Jadi kecepatan bola pada saat mencapai nilai maksimum
dan tetap sebesar = 3,3 m/s
A. Tekanan dan
Tekanan Hidrostatis
B. Hukum Dasar
Fluida Statis
C. Tegangan
Permukaan
F L U I D A

A. Fluida
F L U I D A
B . Persamaan
C. Persamaan
D. Penerapan
Pref Next
Ideal
Kontinuitas
I. AF.L UFLIDUAID AD I NSTAAMTIISS
`
A. Fluida Ideal
Fluida ideal mempunyai ciri-ciri berikut ini.
Bernoulli
H. Bernoulli
a. Alirannya tunak (steady), yaitu kecepatan setiap partikel fluida pada satu titik
tertentu adalah tetap, baik besar maupun arahnya. Aliran tunak terjadi pada
aliran yang pelan.
b. Alirannya tak rotasional, artinya pada setiap titik partikel fluida tidak memiliki
momentum sudut terhadap titik tersebut. Alirannya mengikuti garis arus
(streamline).
c. Tidak kompresibel (tidak termampatkan), artinya fluida tidak mengalami
perubahan volume (massa jenis) karena pengaruh tekanan.
d. Tak kental, artinya tidak mengalami gesekan baik dengan lapisan fluida di
sekitarnya maupun dengan dinding tempat yang dilaluinya. Kekentalan pada
aliran fluida berkaitan dengan viskositas.

A. Fluida
B . Persamaan
Pref Next
`
Ideal
Kontinuitas
B. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas menghubungkan kecepatan fluida di suatu tempat
dengan tempat lain. Misalkan terdapat suatu tabung alir seperti tampak pada
Gambar di bawah ini;
Contoh gambar Memasukan air
v1 v2
A1 x1 = v . Δt x2 = v . Δt A2
A1 = luas penampang 1(m²)
A2 = luas penampang 2 (m²)
v1 = kecepatan aliran fluida pada penampang 1 (m/s)
v2 = kecepatan aliran fluida pada
V1 = A1 . v1. Δt
V2 = A2 . v2. Δt
Maka masa air A1 =
m1 = ρ . A1 . v1. Δt
Maka masa air A2 =
m2 = ρ . A2 . v2. Δt
Karena fluida ideal maka masa fluida yang
melewati A1 sama dengan masa fluida yang
melewati A2
m1 = m2 ››› ρ . A1 . v1. Δt = ρ . A2 . v2. Δt
A1 . v1 = A2 . v2 Keterangan
penampang 2 (m/s)
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa pada fluida tak kompresibel
dan tunak, kecepatan aliran fluida berbanding terbalik dengan luas penampangnya.
Pada pipa yang luas penampangnya kecil, maka alirannya besar.
Jika pembuluhnya berupa silinder, sehingga penampangnya berbentuk lingkaran,
maka: A = π . r²
sehingga persamaan kontinuitas dapat pula dinyatakan
dengan:
v1 . r1² = v2 . r2² dimana r = jari-jari lingkaran.
Atau
v1 . d1² = v2 . d2² dimana d = diameter lingkaran
Hasil kali A.v adalah debit, yaitu banyaknya fluida yang mengalir melalui suatu
penampang tiap satuan waktu, dirumuskan:
Q = V / t dimana: Q = Debit (m³/s)
V = Volume fluida (m³)
t =Waktu (s)
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
Air mengalir melalui pipa mendatar dengan diameter pada masing-masing ujungnya
6 cm dan 2 cm. Jika pada penampang besar, kecepatan air 2 m/s, berapakah
kecepatan aliran air pada penampang kecil?
Penyelesaian
Diketahui : d1 = 6 m
d2 = 2 m
v1 = 2 m/s
Ditanyakan: v2 = ...?
Jawab
v1 . d1² = v2 . d2²
v2 =( d1² /d2² ) . V1
= (6² / 2²) . 2
= 9 . 2
v2 = 18 m/s
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
C. Asas Bernouli
Saat Anda berdiri di tengah angin yang cukup besar. Udara yang bergerak
mengerjakan gaya tekan pada tubuh Anda. Peristiwa ini menunjukkan bahwa fluida
yang bergerak dapat menimbulkan tekanan.
Contoh gambar
Memasukan air
v1 h2
h1
v2 P2
A1
A2
P1
Gambar : Asas Bernoulli
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

A. Fluida
F L U I D A
B . Persamaan
C. Persamaan
D. Penerapan
Pref Next
`
Ideal
Kontinuitas
Bernoulli
H. Bernoulli
Gambar di atas menggambarkan suatu arus stasioner yang mengalir dari
tempat I ke tempat II. Kita tinjau dua sampel fluida dari fluida yang mengalir pada
tempat I ke tempat II yang volumnya sama dan bergerak dalam selang waktu yang
sama. Volum masing-masing sampel adalah V dengan selang waktu t.
Misalkan fluida sebatas dari penampang A1 sampai penampang A2 kita
anggap suatu sistem maka diperoleh:
- usaha yang dilakukan terhadap sistem oleh F1 dapat dinyatakan:
W1 = F1 . v1 . t = P1 . A1 . v1 . t
- usaha total yang dilakukan oleh sistem oleh F2 dapat dinyatakan:
W2 = -F2 . v2 . t = -P2 . A2 . v2 . t
Dengan demikian usaha total yang dilakukan oleh fluida dari penampang
A1 hingga penampang A2 dapat dinyatakan:
W = W1 + W2
W = P1 . A1 . v1 . t – P2 . A2 . v2 . t ...................................................... (1)
Demikian juga dari penampang A1 ke A2 terjadi perubahan energi mekanik
sebesar:
ΔEm = ΔEk + ΔEp
ΔEm = (1 ⁄2 . m . v2² – 1 ⁄2 . m . v1²) + (m . g . h2 – m . g . h1) ...................... (2)

Pref Next
`
Menurut hukum kekekalan energi (tenaga gerak dan usaha) diperoleh:
W = Em
P1 . A1 . v1 . t – P2 . A2 . v2 . t = 1 ⁄2 . m . v2 – 1 ⁄2 . m.v1² + m.g.h2 – m.g.h1
P1 . V – P2 . V = 1 ⁄2.m.v2² – 1 ⁄2 .m.v1²+ m.g.h2 – m.g.h1
P1 – P2 = 1 ⁄2 . (m/V) . v2² –1 ⁄2 . (m/V) . v1² + (m/V) . g.h2 –(m/V) .g.h1
P1 – P2 = 1 ⁄2 . ρ . v2² – 1 ⁄2 . ρ . v1² + ρ. g.h2 – ρ. g.h1
P1 + 1 ⁄2 ρ . v1² + ρ. g.h1 = P2 + 1 ⁄2 ρ . v2² + ρ. g.h2
Persamaan tersebut di atas disebut persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli dapat
juga dinyatakan dengan:
P + 1⁄2 . ρ . v2 + ρ. g.h = konstan
Keterangan :
P = tekanan (N/m²)
ρ = massa jenis fluida (kg/m³)
v = kecepatan aliran (m/s)
h = ketinggian pipa diukur dari bidang
acuan (m)
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

A. Fluida
F L U I D A
B . Persamaan
C. Persamaan
D. Penerapan
Pref Next
`
Ideal
Kontinuitas
Bernoulli
H. Bernoulli
Pada persamaan Bernoulli terdapat beberapa hal yang istimewa antara lain
sebagai berikut.
1. Pada fluida tak bergerak
Dalam hal ini v1 = v2 = 0 sehingga diperoleh persamaan: P1 – P2 = ρ . g (h2 – h1)
Persamaan ini adalah bentuk lain dari persamaan yang menyatakan tekanan
hidrostatis dalam zat cair.
2. Untuk fluida yang bergerak dengan ketinggian yang sama,
dalam hal ini h2 = h1, diperoleh persamaan:
P1 + 1 ⁄2 . ρ . v1² = P2 + 1 ⁄2 . ρ . v2² = tetap
Hal ini berarti bahwa di tempat yang lajunya besar tekanannya kecil dan sebaliknya.
P1 + 1 ⁄2 ρ . v1² + ρ. g.h1 = P2 + 1 ⁄2 ρ . v2² + ρ. g.h2
Dari persamaan diatas mengatakan “Jumlah tekanan energi kinetik persatuan
volume dan energi potensial persatuan volume sama di setiap titik sepanjang
aliran garis lurus”. Pertnyataan ini merupakan bunyi “hukum Bernoulli”

Pref Next
1. Alat penyemprot nyamuk
Tinjaulah alat penyemprot nyamuk pada Gambar di bawah ini:
pada bagian A akan memiliki kelajuan besar dan tekanan kecil. Hal tersebut
menyebabkan cairan obat nyamuk yang ada pada bagian B akan naik dan ikut
`
terdorong keluar bersama udara yang tertekan oleh pengisap pompa.
D. Penerapan Persamaan Berneolli
Alat penyemprot nyamuk juga bekerja berdasarkan Hukum Bernoulli.
Jika pengisap dari pompa ditekan maka udara yang melewati pipa sempit
udara
Contoh gambar Menyemprot
A
B
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

A. Fluida
B . Persamaan
Pref Next
Ideal
2. Pipa Fenturi
`
Contoh gambar
Memasukan
air
Kontinuitas
Pipa venturi adalah alat yang digunakan untuk
mengukur laju aliran zat cair dalam pipa. Untuk
mengukur laju air pipa venturi di pasang atau di
sambung pada pipa di aliri air, dan di letakan
mendatar.
h1
h2
h = (h1 - h2)
A1 v1 A2 v2
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Dengan menggunakan persamaan Bernoulli P2 – P1 = ½ ρ (v2² - v1²)
Menentukan kecepatan pada luas penampang besar dan luas penampang kecil.
Dengan mensubtitusikan persamaan kontinuitas
A1 . v1 = A2 . v2 kedalam persamaan bernoulli di dapat
P2 – P1 = ½ ρ ((A1 /A2 )² . v1² - v1²)
= ½ ρ v1² ((A1 /A2 )² - 1)
Karena P2 – P1 merupakan perbedaan tekanan hidrostatis Δp = ρgh maka persamaanya
mejadi
ρgh = ½ ρ ((A1 /A2 )² . v1² - v1²)
ρgh = ½ ρ v1² ((A1 /A2 )² - 1)
v1² = 2 gh : (A1 /A2 )² - 1
v1 = 2 gh
(A1 /A2 )² - 1
Keterangan:
A1 = luas penampang pipa besar(m²)
A2 = luas penampang pipa kecil (m2)
v1 = kecepatan zat cair yang di ukur (m/s)
h = perbedaan ketinggian pada pipa kapiler(m)
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
Melalui pipa venturi seperti gambar di samping, mengalir air sehingga selisih tinggi
permukaan air pada kedua pembuluh sempit yang dipasang pada pipa venturi adalah 5
cm. Jika luas penampang besar dan kecil pada pipa venturi masing-masing 100 cm² dan
10 cm² dan g = 10 m/s² serta massa jenis air 1000 kg/m³, hitunglah:
a) perbedaan tekanan di titik pada penampang besar dan kecil
b) kecepatan air yang masuk ke pipa venturi
Penyelesaian
Diketahui: h = 5 cm
g = 10 m/s²
A1 = 100 cm²
ρ = 1 gr/m³
A2 = 10 cm²
Ditanya: a) P1 – P2 ……?
b) v1 ………?
Jawab:
a). P1 – P2 = ρ . g . h
P1 – P2 = 1000 kg/m³. 10 m/s² . 0,05 m = 500 Pa
b). v = 2 gh = 2 . 10 . 0,05 = 0,010101
(A1 /A2 )² - 1 ( 100 : 10)² - 1
v = 0,10 m/s
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
3. Tabung Pitot
Tabung pitot di gunakan untuk mengukur kelajuan gas dalam sebuah pipa . Tabung
pitot di lengkapi dengan pipa venturi berisikan raksa.
Contoh gambar Laju gas Tabung Pitot
v
PA < PB Perbedaan tinggi raksa dalam pipa
C D
Raksa
h
1
2
A
B
Di sebabkan karena perbedaan tekanan
di A dan di B
vB = 0
Aliran udara masuk ke tabung dan di teruskan
Ke pipa melalui B, dengan kecepatan berkurang
hingga mencapai 0. pada keadaan ini tekanan di
B Sama dengan tekanan di titik D.
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Dengan menggunakan persamaan Bernoulli pada ketinggian tabung yang
sama maka:
P2 – P1 = ½ ρ (v2² - v1²)
Karena v2 = 0 , maka persamaan menjadi:
P2 – P1 = ½ ρ (0 - v1²)
P1 + ½ ρ . v1² = P2
½ ρ . v1² = P2 - P1
Karena P2 - P1 merupakan perbedaan tekanan hidrostatis dalam manometer(ρ’gh )
maka:
½ ρ . v1² = P2 - P1
½ ρ . v1² = ρ’gh
v1² = 2 ρ’gh : ρ
v1 = 2 ρ’ gh
ρ
Keterangan:
ρ' = masa jenis air raksa(kg/m³)
ρ = masa jenis gas/udara (kg/m³)
v1 = kecepatan aliran gas /udara (m/s)
h = perbedaan ketinggian pada pipa
kapiler(m)
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
Untuk mengukur laju aliran gas digunakan pipa pitot. Jika massa jenis gas yang akan
diukur kelajuannya 2 kg/m³ dan ketinggian raksa pada kedua kaki manometer 4 cm,
maka berapakah laju aliran gas tersebut? (masa jenis raksa = 13600 kg/m³
Penyelesaian:
Diketahui: ρ = 2 kg/m³
ρ’= 13600 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 4 cm = 0,04 m
Ditanya: v ……?
Jawab
v1 = 2 ρ’ gh
ρ
= 2 (13600 kg/m³) (10 m/s²) (0,04 m)
(2 kg/m³)
= 73, 76 m/s
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
4. Teori Torricolli
`
Persamaan Bernoulli dapat digunakan untuk menentukan kecepatan zat
cair yang keluar dari lubang pada dinding tabung. Dengan menganggap diameter
tabung lebih besar dibandingkan diameter lubang, maka permukaan zat cair pada
tabung turun perlahan-lahan, sehingga kecepatan v1 dapat dianggap nol.
Contoh gambar Terjadi kebocoran
h1
h2
h = (h1 - h2 )
P u
P u
Perumusanya
Berdasarkan persamaan Bernoulli, berlaku:
v2 = 2 g (h1 - h2)
P1 + 1 ⁄2 ρ . v1² + ρ. g.h1 = P2 + 1 ⁄2 ρ . v2² + ρ. g.h2
Karena tekanan pada v = kecepatan (permukaan) aliran dan air tekanan (m/s)
pada
(lubang) sama maka g = percepatan P1 = P2 , dan grafitasi v1 = 0 , (maka:
m/s²)
0+ ρ. g.h1 (h1 = 1 - ⁄2 h2) ρ . = v2selisih ² + ρ. g.ketinggian h2
/ tingginya
ρ. g.h1 - ρ. g.h2 = 1 ⁄2 ρ kebocoran . v2²
(m)
ρ . g (h1 - h2) = 1 ⁄2 ρ . v2²
v2² = 2 g (h1 - h2)
v2 = 2 g (h1 - h2) Keterangan
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
`
Contoh soal
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:
145 cm
20 cm
Penyelesaian
Diketahui: h1 = 145 cm = 1,45 m
g = 10 m/s² h = h1 - h2
h2 = 20 cm = 0,2 m = 1,25 m
Ditanya: a. v = ... ?
b. x = ... ?
Jawab
a). v = √ 2 g (h1 - h2)
= √ 2 . 10 . (1,45 – 0,2)
= √25
= 5 m/s
b). Jarak pancaran air
h = ½ gt²
t = √2h /g
= √2 . 1,25 /10
= 0,5 s
x = v . T
= 5 m/s . 0,5 s
= 2,5 m
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

Pref Next
5. Gaya Angkat Pesawat
`
Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang
melalui sayap pesawat. Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian
belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi
bagian bawahnya. Bentuk ini membuat kecepatan aliran udara melalui sisi bagian
atas pesawat v1 lebih besar daripada kecepatan aliran udara di bagian bawah sayap v2.
Contoh gambar
Aliran udara
P1
v1
v2
Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan
pada sisi bagian atas P2 lebih kecil
daripada sisi bagian bawah P1
karena kelajuan udara v1 lebih besar
P2
Berdasarkan hukum bernoulli,
h1=h2, karena sayap pesawat pada
ketinggian yang sama. Maka:
P1 + 1 ⁄2 ρ . v1² + ρ. g.h1 = P2 + 1 ⁄2 ρ . v2² + ρ. g.h2
P1 + 1 ⁄2 ρ . v1² = P2 + 1 ⁄2 ρ . v2²
P1- P2 = 1 ⁄2 ρ (v2²- v1²)
Keterangan
Jika luas penampang pesawat
sama dengan A maka gaya angkat
pesawat sebesar
F = P . A = 1 ⁄2 ρ (v2²- v1²) . A
F = gaya angkat pesawat (N)
ρ = masa jenis udara (kg/m³
A = luas penampang pesawat (m²)
v1 = kecepatan udara di bagian atas sayap
pesawat (m/s)
v2 = kecepatan udara di bagian bawah sayap
pesawat (m/s)
A. Fluida
Ideal
B . Persamaan
Kontinuitas
C. Persamaan
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

A. Fluida
B . Persamaan
C. Persamaan
Pref Next
`
Ideal
Contoh soal
Kontinuitas
Sebuah pesawat terbang dengan lus penampang sayap 40 m². bergerak sehingga
menghasilkan perbedaan kecepatan aliran udara pada bagian atas sayap pesawat dan bagian
bawahnya, yang masing-masing besarnya 240 m/s dan 200 m/s. berapa besarkah gaya
angkat pada sayap, jika masa jenis udara = 1,3 kg/m³..?
Penyelesaian:
Diketahui: A= 40 m²
v1 = 200 m/s
v2 = 240 m/s
ρu = 1,3 kg/m³
Ditanya: F…..?
Jawab:
F = P . A = 1 ⁄2 ρ (v2²- v1²) . A
= 1 ⁄2 . 1,3 kg/m³ (240²- 200²) . 40 m²
= 457.600 N
Bernoulli
D. Penerapan
H. Bernoulli
F L U I D A

FLUIDA MATERI

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a FLUIDA MATERI

Semelhante a FLUIDA MATERI (20)

FLUIDA MATERI