Fluida statis mempelajari tentang fluida yang tidak bergerak, atau diam. Fluida tersusun oleh molekul fluida yang sangat kecil. Molekul ini selalu bergerak, lalu bagaimana fluida dianggap tidak bergerak. Yang dimaksud sebagai tidak bergerak di sini adalah pada suatu ruang, fluida yang berada pada ruang tersebut masih memiliki bentuk fluida yang sama. Anggap saja, air di dalam mangkok. Air merupakan fluida. Dan di dalam mangkok tersebut airnya masih sama, maka air di dalam mangkok merupakan fluida statis.
Hal ini akan berbeda ketika di dasar mangkok tersebut diberi lubang. Air akan memancar keluar melalui lubang tersebut. Pancaran air ini termasuk dalam kajian fluida dinamis. Namun konsep tekanan pada fluida statis di dalam mangkok masih tetap berlaku. Artinya, meskipun fluida mengalir, hukum fluida statis masih berlaku di sana. Seperti aliran fluida pada venturimeter. Untuk menghitung tekanan pada manometer masih menggunakan konsep fluida statis, kendati di sana, fluida mengalir melalui venturimeter. Definisi tersebut memang agak membingungkan.
Pada awalnya, Kita akan diperkenalkan apa itu massa jenis. Untuk memahami hal ini, ambil 3 gelas. Selanjutnya, isi gelas tersebut sampai penuh dengan air, pasir, dan paku. Kemudian angkat gelas tersebut. Ternyata gelas berisi air relatif lebih ringan bila dibandingkan dengan gelas berisi paku. Padahal volume gelas adalah sama. Ini karena massa jenis ketiga zat tersebut adalah berbeda. Massa jenis dapat didefinisikan sebagai hasil bagi antara massa dengan volume. Untuk volume yang sama, massa jenis yang lebih besar akan memiliki massa zat yang lebih banyak. Dengan demikian, benda ini akan memiliki massa atau berat yang lebih besar. Dengan kata lain, massa jenis paku lebih besar dari massa jenis pasir. Dan, massa jenis pasir lebih besar dari massa jenis air.
Konsep lainnya pada fluida statis yang cukup penting adalah tekanan. Tekanan didefinisikan sebagai hasil bagi gaya dengan luas permukaan. Untuk memahami hal ini, ambil 2 gelas dan sejumlah tanah liat. Tempatkan gelas tesebut secara tegak lurus (terbuka ke atas) dan terbalik (terbuka ke bawah) secara vertikal di atas tanah liat. Kemudian di atas keduanya beri beban yang sama, seperti batu bata atau yang lainnya. Ternyata, gelas yang terbuka ke bawah dapat masuk ke dalam tanah liat lebih dalam. Padahal bebannya adalah sama, gelasnya juga sama.
Hal ini, karena luas permukaan yang meyentuh tanah liat pada gelas yang terbuka ke bawah lebih kecil bila dibandingkan dengan luas permukaan yang menyentuh tanah liat pada gelas yang membuka ke atas. Maka gelas yang membuka ke bawah memberikan tekanan ke permukaan tanah liat lebih besar dibandingkan degan yang lain. Dari sini, tekanan dapat didefiniskan sebagai hasil bagi antara gaya yang bekerja dengan luas pemukaan sentuh. Secara matematis, P = F/A.
Pada benda padat, Yang bisa disentuh adalah bagian permukaannya saja. Permukaan atas atau permukaan bawah. Hal ini berbeda dengan zat cair. Kita bisa menyentuh setiap titiknya, bukan hanya dipermukaannya saja. Dengan demikian, Kita bisa mengukur besar tekanan di setiap titik tersebut. Tentunya, tekanan di suatu titik merupakan tekanan yang diakibatkan oleh massa dari fluida yang berada di atasnya. Tekanan seperti ini dikenal sebagai tekanan Hidrostatis.
Selain tekanan tersebut, Kita juga akan berkenalan dengan tekanan mutlak dan tekanan gauge. Dimana tekanan gauge adalah tekanan pada suatu titik yang terukur oleh alat ukur. Dengan demikian, nilai yang terbaca pada alat ukur tekanan merupakan tekanan gauge. Sedangkan tekanan mutlak adalah tekanan yang sebenarnya pada titik tersebut. Tekanan mutlak merupakan penjumlahan antara tekanan gauge dan tekanan atmosfer.
Perhatikan sebuah botol yang berisi penuh dengan air. Jika pada botol tersebut dibuat beberapa lubang dengan kedalaman yang sama. Tidak lama setelah itu, air akan menyembur dari lubang. Yang menarik adalah, setiap semburan akan mencapai jarak yang sama dari titik lubang. Dengan kata lain, tekanan pada setiap lubang tersebut adalah sama. Dari sini, Kita akan berkenalan dengan Hukum Pokok Hidrostatika,
Selain hukum tersebut, pada Fluida statis juga dikenal Hukum Pascal. Pada hukum pascal, pada ruang tertutup yang berisi fluida hingga penuh. Ketika fluda tersebut diberi tekanan eksternal, maka tekanan eksternal tersebut akan terdistribusi ke semua titik fluida dengan nilai yang sama. Melalui Hukum Pascal, Kita bisa membuat mesin Hidrolik. Untuk meningkatkan tekanan eksternal adalah dengan cara memperkecil luas permukaan sentuh. Dari sini, dengan gaya yang relatif kecil, Kita kita bisa mengangkat beban yang lebih besar.
Hukum lain yang tidak kalah penting adalah Hukum Archimedes. Jika suatu zat, dicelupkan ke dalam air, ternyata berat dari benda tersebut akan berkurang dengan nominal tertentu. Dari sini, Kita mengenal gaya apung. Gaya apung arahnya adalah ke atas, berlawanan arah dengan gaya gravitasi. Sehingga, berat benda akan lebih kecil bila benda berada di dalam air bila dibandingkan dengan berat benda di udara bebas. Nah, melalui Hukum Archimedes, Kita bisa menghitung besar gaya apung tersebut.
Berikut adalah beberapa contoh soal terkait dengan besaran fisika pada fluida statis, meliputi: massa jenis, tekanan, tekanan hidrostatis, tekanan gauge, tekanan mutlak, hukum Pascal, hukum Archimedes, hukum pokok hidrostatika, gaya apung, mengapung, melayang, dan tenggelam. Setiap soal memiliki jawaban dalam bentuk video singkat, Kamu dapat melihat video ini, dengan mengklik tombol "lihat jawaban". Jika kamu memiliki soal berbeda, kamu bisa menuliskannya di kolom komentar. Mungkin saja, soal kamu akan dibahas pada video selanjutnya.
Hal ini akan berbeda ketika di dasar mangkok tersebut diberi lubang. Air akan memancar keluar melalui lubang tersebut. Pancaran air ini termasuk dalam kajian fluida dinamis. Namun konsep tekanan pada fluida statis di dalam mangkok masih tetap berlaku. Artinya, meskipun fluida mengalir, hukum fluida statis masih berlaku di sana. Seperti aliran fluida pada venturimeter. Untuk menghitung tekanan pada manometer masih menggunakan konsep fluida statis, kendati di sana, fluida mengalir melalui venturimeter. Definisi tersebut memang agak membingungkan.
Pada awalnya, Kita akan diperkenalkan apa itu massa jenis. Untuk memahami hal ini, ambil 3 gelas. Selanjutnya, isi gelas tersebut sampai penuh dengan air, pasir, dan paku. Kemudian angkat gelas tersebut. Ternyata gelas berisi air relatif lebih ringan bila dibandingkan dengan gelas berisi paku. Padahal volume gelas adalah sama. Ini karena massa jenis ketiga zat tersebut adalah berbeda. Massa jenis dapat didefinisikan sebagai hasil bagi antara massa dengan volume. Untuk volume yang sama, massa jenis yang lebih besar akan memiliki massa zat yang lebih banyak. Dengan demikian, benda ini akan memiliki massa atau berat yang lebih besar. Dengan kata lain, massa jenis paku lebih besar dari massa jenis pasir. Dan, massa jenis pasir lebih besar dari massa jenis air.
Konsep lainnya pada fluida statis yang cukup penting adalah tekanan. Tekanan didefinisikan sebagai hasil bagi gaya dengan luas permukaan. Untuk memahami hal ini, ambil 2 gelas dan sejumlah tanah liat. Tempatkan gelas tesebut secara tegak lurus (terbuka ke atas) dan terbalik (terbuka ke bawah) secara vertikal di atas tanah liat. Kemudian di atas keduanya beri beban yang sama, seperti batu bata atau yang lainnya. Ternyata, gelas yang terbuka ke bawah dapat masuk ke dalam tanah liat lebih dalam. Padahal bebannya adalah sama, gelasnya juga sama.
Hal ini, karena luas permukaan yang meyentuh tanah liat pada gelas yang terbuka ke bawah lebih kecil bila dibandingkan dengan luas permukaan yang menyentuh tanah liat pada gelas yang membuka ke atas. Maka gelas yang membuka ke bawah memberikan tekanan ke permukaan tanah liat lebih besar dibandingkan degan yang lain. Dari sini, tekanan dapat didefiniskan sebagai hasil bagi antara gaya yang bekerja dengan luas pemukaan sentuh. Secara matematis, P = F/A.
Pada benda padat, Yang bisa disentuh adalah bagian permukaannya saja. Permukaan atas atau permukaan bawah. Hal ini berbeda dengan zat cair. Kita bisa menyentuh setiap titiknya, bukan hanya dipermukaannya saja. Dengan demikian, Kita bisa mengukur besar tekanan di setiap titik tersebut. Tentunya, tekanan di suatu titik merupakan tekanan yang diakibatkan oleh massa dari fluida yang berada di atasnya. Tekanan seperti ini dikenal sebagai tekanan Hidrostatis.
Selain tekanan tersebut, Kita juga akan berkenalan dengan tekanan mutlak dan tekanan gauge. Dimana tekanan gauge adalah tekanan pada suatu titik yang terukur oleh alat ukur. Dengan demikian, nilai yang terbaca pada alat ukur tekanan merupakan tekanan gauge. Sedangkan tekanan mutlak adalah tekanan yang sebenarnya pada titik tersebut. Tekanan mutlak merupakan penjumlahan antara tekanan gauge dan tekanan atmosfer.
Perhatikan sebuah botol yang berisi penuh dengan air. Jika pada botol tersebut dibuat beberapa lubang dengan kedalaman yang sama. Tidak lama setelah itu, air akan menyembur dari lubang. Yang menarik adalah, setiap semburan akan mencapai jarak yang sama dari titik lubang. Dengan kata lain, tekanan pada setiap lubang tersebut adalah sama. Dari sini, Kita akan berkenalan dengan Hukum Pokok Hidrostatika,
Selain hukum tersebut, pada Fluida statis juga dikenal Hukum Pascal. Pada hukum pascal, pada ruang tertutup yang berisi fluida hingga penuh. Ketika fluda tersebut diberi tekanan eksternal, maka tekanan eksternal tersebut akan terdistribusi ke semua titik fluida dengan nilai yang sama. Melalui Hukum Pascal, Kita bisa membuat mesin Hidrolik. Untuk meningkatkan tekanan eksternal adalah dengan cara memperkecil luas permukaan sentuh. Dari sini, dengan gaya yang relatif kecil, Kita kita bisa mengangkat beban yang lebih besar.
Hukum lain yang tidak kalah penting adalah Hukum Archimedes. Jika suatu zat, dicelupkan ke dalam air, ternyata berat dari benda tersebut akan berkurang dengan nominal tertentu. Dari sini, Kita mengenal gaya apung. Gaya apung arahnya adalah ke atas, berlawanan arah dengan gaya gravitasi. Sehingga, berat benda akan lebih kecil bila benda berada di dalam air bila dibandingkan dengan berat benda di udara bebas. Nah, melalui Hukum Archimedes, Kita bisa menghitung besar gaya apung tersebut.
Berikut adalah beberapa contoh soal terkait dengan besaran fisika pada fluida statis, meliputi: massa jenis, tekanan, tekanan hidrostatis, tekanan gauge, tekanan mutlak, hukum Pascal, hukum Archimedes, hukum pokok hidrostatika, gaya apung, mengapung, melayang, dan tenggelam. Setiap soal memiliki jawaban dalam bentuk video singkat, Kamu dapat melihat video ini, dengan mengklik tombol "lihat jawaban". Jika kamu memiliki soal berbeda, kamu bisa menuliskannya di kolom komentar. Mungkin saja, soal kamu akan dibahas pada video selanjutnya.
SOAL FLUIDA STATIS
- Pada sistem hidrolik berikut, silinder kiri memiliki luas penampang 1600 cm² dan diberi beban 800 Kg. Penghisap kanan luas penampangnya 50 cm². Sistem diisi oli dengan massa jenis 0.8 gr/cm³. Jika sistem seimbang, maka besar F adalah
- A. 150 Newton
- B. 160 Newton
- C. 170 Newton
- D. 180 Newton
- E. 200 Newton
- Sebuah tabung dengan luas alas 4 cm² dan tinggi 7 cm digantung secara vertikal melalui tali tak bermassa. Tentukan gaya apung yang dikerjakan fluida pada tabung, jika tabung dicelupkan setengah bagian dalam air dengan massa jenis 1 gr/cm³?
- A. 0.11 Newton
- B. 0.12 Newton
- C. 0.13 Newton
- D. 0.14 Newton
- E. 0.15 Newton
- Berat suatu benda ketika ditimbang di udara adalah 18.9 N, tetapi ketika ditimbang di dalam suatu cairan adalah 13.2 N. Tentukan massa jenis fluida, jika massa jenis benda adalah 2700 Kg/m³ ?
- A. 625 Kg/m³
- B. 688 Kg/m³
- C. 720 Kg/m³
- D. 756 Kg/m³
- E. 814 Kg/m³
- Sebuah batu terikat tali. Ketika batu ini dicelupkan seluruhnya ke dalam air (massa jenis 1 gr/cm³) tegangan talinya adalah 30 N. Ketika batu ini dicelupkan seluruhnya ke dalam minyak (massa jenis 0.8 gr/cm³) tegangan talinya adalah 35 N. Berapakah massa jenis dari batu tersebut?
- A. 5.5 Kg
- B. 6.0 Kg
- C. 6.5 Kg
- D 7.0 Kg
- E. 7.5 Kg
- Sebuah benda dicelupkan ke dalam alkohol (massa jenis 0.9 gr/cm³). Jika 1/5 bagian benda muncul di permukaan alkohol, berapakah massa jenis benda itu?
- A. 580 Kg/m³
- B. 675 Kg/m³
- C. 720 Kg/m³
- D 832 Kg/m³
- E. 900 Kg/m³
Komentar
Posting Komentar