Modul Fluida. Kelompok 2_fix bgtt pokonya

ii

Kata
Pengantar

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dapat terselesaikannya modul
pembelajaran Fisika untuk Siwa kelas XI SMA. Modul ini bertujuan untuk membantu siswa SMA
dalam memahami penggunaan dan pengembangan konsep – konsep baru agar lebih terarah. Kami
berharap bahwa modul ini juga dapat menambah referensi bagi siswa SMA dalam pembelajaran
Fisika. Dalam modul ini memuat tentang uraian materi-materi yang berkaitan dengan “FLUIDA”.
Kami berusaha menyusun modul pembelajaran Fisika ini sesuai dengan kebutuhan siswa dan guru
sehingga dapat terjadi kegiatan belajar mengajar yang lebih komunikatif dan optimal. Akhir kata,
kami mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan
modul ini, semoga dapat memberikanandil dalam kemajuan siswa untuk mempelajari Fisika. Kami
menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini. Untuk itu, kritik dan
saran bagi kesempurnaan modul ini sangat kami harapkan. Semoga modul ini dapat memberikan
manfaat bagi pembentukan keterampilan generik dan hasil belajar siswa dalam penerapan Ilmu
Fisika di kehidupan sehari – hari.

Jakarta, 08 Apri 2021

Tim Penulis

iii

Daftar Isi

Cover Dalam.......................................................................................................................................i
Halaman Francis.................................................................................................................................ii
Kata Pengantar..................................................................................................................................iii
Daftar Isi............................................................................................................................................iv
Daftar Gambar....................................................................................................................................v
Pendahuluan......................................................................................................................................vi
Prasyarat...........................................................................................................................................vii
Komponen Discovery Learning........................................................................................................ix
Petunjuk Penggunaan Modul............................................................................................................xi
Kompetensi Inti................................................................................................................................xii
Kompetensi Dasar............................................................................................................................xii
Indikator..........................................................................................................................................xiii
Tujuan Pembelajaran.......................................................................................................................xiii
Peta Konsep.....................................................................................................................................xiv
Uraian Materi......................................................................................................................................1
Rangkuman.......................................................................................................................................22
Soal Evaluasi....................................................................................................................................24
Games...............................................................................................................................................29
Lembar Praktikum............................................................................................................................31
Kunci Jawaban..................................................................................................................................34
Glosarium.........................................................................................................................................37
Daftar Pustaka...................................................................................................................................39
Riwayat Penulis................................................................................................................................41
Catatan..............................................................................................................................................44

iv

Daftar
Gambar

Gambar 1.1 Tekanan Hidrostatis....................................................................................................... 1
Gambar 1.2 Akuarium....................................................................................................................... 3
Gambar 1.3 Menyelam dibawah air...................................................................................................3
Gambar 1.4 Kolam renang............................................................................................................... 4
Gambar 1.5 Tekanan infus.................................................................................................................4
Gambar 1.6 Kapal selam....................................................................................................................5
Gambar 1.7 Keran air........................................................................................................................ 5
Gambar 1.8 Ilustrasi benda dalam tabung Terapung....................................................................... 10
Gambar 1.9 Ilustrasi benda benda dalam tabung Melayang ............................................................10
Gambar 1.10 Ilustrasi benda dalam tabung Tenggelam...................................................................10
Gambar 1.11 Ilustrasi Tegangan Permukaan....................................................................................12
Gambar 1.12 Tabel nilai tegangan permukaan pada zat cair............................................................13
Gambar 2.1 Ilustrasi aliran garis arus...............................................................................................15
Gambar 2.2 Ilustrasi Kontinuitas......................................................................................................16
Gambar 2.3 Ilustrasi Bernoulli.........................................................................................................16
Gambar 2.4 Ilustrasi Semburan air...................................................................................................17
Gambar 2.5 Venturimeter tanpa Manometer....................................................................................18
Gambar 2.6 Venturimeter dengan Manometer.................................................................................19
Gambar 2.7 Tanki diisi dengan fluida sampai ketinggian h.............................................................20
Gambar 2.8 Tabung Pitot..................................................................................................................21
Gambar 2.9 Ilustrasi Gaya pada Pesawat Terbang...........................................................................21

v

PENDAHULUAN

Fisika merupakan ilmu yang berusaha memahami aturan-aturan alam yang begitu indah dan
dengan rapih dapat dideskripsikan secara matematis. Matematik alam hal ini berfungsi sebagai
bahasa komunikasi sains termasuk Fisika. Sains dan kehidupan manusia selama empat abad
terakhir ini menunjukkan kemajuan yang sangat dramatis berkat keberhasilan manusia dalam
menganalisis dan mendeskripsikan alam secara matematis.
Pembelajaran

Ada beberapa kemampuan kognitif yang sangat berperanan dalam meningkatkan keberhasilan
siswa dalam pemecahan soal-soal Fisika yaitu kemampuan mengidentifikasi serta menginterpretasi
secara tepat konsep-konsep dan prinsip-prinsip Fisika, kemampuan membuat deskripsi serta
mengorganisasi pengetahuan Fisika secara efektif. Pada umumnya sangat abstrak. Kesulitan yang
banyak dihadapi oleh sebagian besar siswa adalah dalam menginterpretasi berbagai konsep dan
prisip Fisika sebab mereka dituntut harus mampu menginterpretasi pengetahuan Fisika tersebut
secara tepat dan tidak samar-samar atau tidak mendua arti. Kemampuan siswa dalam
mengidentifikasi dan menginterpretasi konsep- konsep Fisika jelas merupakan prasyarat penting
bagi penggunaan konsep-konsep untuk membuat inferensi-inferensi yang lebih kompleks atau
untuk pemecahan soal Fisika yang berkaitan dengan konsep-konsep tersebut.

pembelajaran Fisika juga merupakan pembelajaran yang hampir sebagian siswa kurang menyukai
dikarenakan terdapat banyak rumus yang harus dihafalkan. Konsep – konsep fisika yang harus
dihubungkan dengan kehidupan sehari-hari menjadikan materi Fisika itu penting untuk dipelajari.
Materi fisika di SMP sudah mulai diperkenalkan dengan persamaan-persamaan atau yang lebih
dikenal dengan rumus fisika (Hidayat, 2017). Pemahaman siswa mengenai materi fisika juga
banyak yang kurang. Minat dan ketertarikan siswa terhadap mata pelajaran fisika juga rendah.
Oleh karena itu diperlukan inovasi baru dalam metode pembelajaran untuk menarik siswa dalam
belajar dengan nyaman dan dapat dimengerti oleh mereka dengan mudah.

Kemampuan siswa dalam menggunakan pengetahuan Fisika tergantung pada seberapa efektif
pengetahuan tersebut terorganisasi. Selanjutnya, pemecahan soal Fisika menjadi semakin mudah
jika banyak tersedia informasi yang diperlukan. Oleh karena itu, penting sekali untuk diperhatikan
bahwa pengetahuan Fisika yang terorganisasi secara efektif akan memudahkan dalam pemecahan
soal-soal Fisika. Bicara mengenai masalah, di dunia pendidikan ada model pembelajaran discovery
learning. Umumnya, metode ini akan mengenalkan siswa pada suatu kasus yang memiliki
keterkaitan dengan materi yang dibahas. Kemudian, siswa akan diminta agar mencari solusi untuk
menyelesaikan kasus/masalah tersebut.

vi

Model pembelajaran Discovery learning Menurut Suprijono (2010:69) merupakan pembelajaran
beraksentuasi ada masalah-masalah kontekstual. Proses belajar model ini meliputi proses
informasi, transformasi, dan evaluasi. Proses informasi, pada tahap ini siswa memperoleh
informasi mengenai materi yang sedang dipelajari. Pada tahap ini siswa melakukan penyandian
atau encoding atas informasi yang diterimanya. Berbagai respon diberikan siswa atas informasi
yang diperolehnya. Ada yang menganggap informasi yang diterimanya sebagai sesuatu yang baru.
Ada pula yang menyikapi informasi yang diperolehnya lebih mendalam dan luas dari pengetahuan
yang dimiliki sebelumnya.

Tahap transformasi, pada tahap ini siswa melakukan identifikasi, analisis, mengubah,
mentransformasikan informasi yang telah diperolehnya menjadi bentuk yang abstrak atau
konseptual supaya kelak pada gilirannya dapat dimanfaatkan bagi hal-hal yang lebih luas. Dalam
tahap ini siswa mengembangkan inferensi logikannya. Tahap ini dirasakan sesuatu sulit dalam
belajar penemuan. Dalam keadaan seperti ini guru diharapkan kompeten dalam mentransfer
strategi kognitif yang tepat. Tahap evaluasi, pada tahap ini siswa menilai sendiri informasi yang
telah ditransformasikan itu dapat dimanfaatkan untuk memahami gejala atau memecahkan masalah
yang dihadapi. Menurut Kemendikbud (dalam materi pelatihan guru implementasi kurikulum
2013: 31), discovery learning adalah teori belajar yang didefinisikan sebagai proses pembelajaran
yang terjadi apabila siswa tidak disajikan materi pelajaran dalam bentuk final, melainkan
diharapkan mengorganisasi sendiri.

vii

Prasyarat

Prasyarat atau bekal dasar yang digunakan agar dapat mempelajari modul ini dengan baik adalah
peserta didik sebaiknya mencari tahu lebih dahulu materi secara kasar supaya dapat mempermudah
kegiatan kedepannya.

Nilai <75 Nilai <75
Harus mengulang dengan Sudah dapat dikatakan
lulus pada Materi ini.
mengerjakan soal

viii

Komponen Discovery Learning

KOMPONEN KEGIATAN GURU KEGIATAN SISWA ICON

Guru guru dapat memulai Peserta didik dapat

kegiatan mengajar dengan menjawab pertanyaan-

mengajukan pertanyaan – pertanyaan dari guru,

pertanyaan terkait materi, mengikuti arahan

anjuran membaca buku, daripada guru atau

Pemberian dan aktivitas belajar bertanya tentang
rangsangan
(stimulation) lainnya yang mengarah materi. Peristiwa

pada persiapan pemecahan tersebut akan

masalah. Stimulasi pada merangsang rasa ingin

tahap ini berfungsi untuk tahu

menyediakan kondisi siswa.

interaksi belajar yang

dapat mengembangkan

dan membantu siswa

dalam mengeksplorasi

bahan.

Guru memberi kesempatan Peserta didik melakukan

kepada siswa untuk pengamatan terhadap

mengidentifikasi sebanyak kegiatan atau gejala

Problem mungkin agenda-agenda alam yang terjadi dalam
statement
(pernyataan/ masalah yang relevan kehidupan sehari-
identifikasi
masalah) dengan hari.

bahan pelajaran, kemudian

salah satunya dipilih dan

dirumuskan dalam bentuk

hipotesis. (jawaban

sementara atas pertanyaan

masalah)

Guru memberi kesempatan Pada tahap ini peserta

kepada para siswa untuk didik dapat

mengumpulkan informasi mengeksplorasi

Data collection sebanyak-banyaknya yang materi lewat beberapa
(Pengumpulan
relevan untuk observasi atau media
Data)
membuktikan benar pembelajaran. Seperti :

atau tidaknya hipotesis. internet, buku dan

lainnya

ix

Guru membimbing Pada tahap ini peserta

Data siswa melakukan didik melakukan
Processing
(Pengolahan kegiatan eksperimen eksperimen-

Data) dan memandu siswa untuk eksperimen sederhana

Verification mencapai pada target- untuk membuktikan
(Pembuktian)
target konsep yang suatu gejala.

diharapkan.

Guru memberikan Peserta didik

kesempatan kepada siswa memberikan bukti

mengemukakan tentang hubungan antara

bukti dalam kelompok. fakta dan konsep.

Guru membimbing Peserta didik

Generalization Siswa mengambil memberikan
(Menyimpulkan)
kesimpulan berdasarkan kesimpulan keterkaitan

data dan menemukan fakta dan konsep

sendiri konsep yang ingin berdasarkan hasil

ditanamkan. eksperimen dan diskusi.

x

Petunjuk Modul

Bagi Peserta Didik
Keberhasilan belajar dengan Modul Fisika Fluida Berbasis Discovery Learning ini
tergantung dari kedisiplinan dan ketekunan Anda dalam memahami dan mematuhi
langkah-langkah-langkah belajarnya. Pembelajaran dengan Modul ini dapat dilakukan
secara mandiri atau kelompok baik di sekolah maupu di luar sekolah.
Langkah-langkah dalam mempelajari Modul Fisika Fluida Berbasis Discovery
Learning, yaitu:

Baca dan pahami tujuan pembelajaran Modul Fisika Fluida Berbasis Discovery
Learning ini.
Lakukan setiap kegiatan pada modul dengan baik sesuai dengan petunjuk yang
diberikan
Perhatikan dan pelajari setiap uraian materi, contoh soal, dan latihan soal yang
terdapat pada modul ini.
Jika semua materi telah selesai dipelajari dengan baik, Anda dapat mengerjakan
soal evaluasi pada bagian akhir materi.
Anda bisa memeriksa hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban yang tersedia
dibagian akhir modul ini.

Peran Guru
Guru dapat membantu dan membimbing peserta didik dalam menguasai materi,
melakukan setiap tahap komponen Discovery Learning serta dalam mengerjakan soal
latihan dan soal evaluasi jika peserta didik mengalami kesulitan. Guru memiliki peran
penting untuk keberhasilan peserta didik dalam mempelajari materi Fluida.

xi

KOMPETENSI INTI

KI 1 : Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya.
KI 2 : Menghargai dan menghayati perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (toleransi,

gotong royong), santun, percaya diri, dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan sosial dan alam dalam jangkauan pergaulan dan keberadaannya.
KI 3 : Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural)
berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya
terkait fenomena dan kejadian tampak mata.

KI 4 : Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai,
merangkai memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca,
menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah
dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori.

KOMPETENSI DASAR

1. Mengagumi keteraturan dan kompleksitas ciptaan Tuhan tentang aspek fisik dan
kimiawi, kehidupan dalam ekosistem, dan peranan manusia dalam lingkungan serta
mewujudkannya dalam pengamalan ajaran agama yang dianutnya.

2. Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, objektif, jujur, teliti, cermat,
tekun, hati-hati, bertanggung jawab, terbuka, kritis, kreatif, inovatif dan peduli
lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari.

3. Mendeskripsikan sifat-sifat fluida, fluida statis dan dinamis, serta aplikasinya dalam
setiap hukum atau persamaan.

4. Membuat laporan hasil praktikum tentang penerapan Tekanan Hidrostatis, Hukum
Pascal, Archimedes, Tegangan Permukaan dan Fluida Dinamis

xii

INDIKATOR

3.7.1.Mendeskripsikan tekanan hidrostatis
3.7.2.Menghitung besarnya tekanan hidrostatis
3.7.3.Mendeskripsikan Hukum Pascal dan Archimedes serta Tegangan Permukaan
3.7.4.Menganalisis Hukum Pascal, Archimedes dan tegangan permukaan zat cair dalam
kehidupan sehari-hari
3.7.5.Memformulasikan gaya gesekan fluida kental
3.7.6.Mendeskripsikan teori fluida ideal dan azas kontinuitas
3.7.7.Menggunakan persamaan fluida ideal dan azas kontinuitas untuk menyelesaikan
permasalahan
3.7.8.Menganalisis hukum bernoulli
4.7.1 Melakukan percobaan Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, Hukum Archimedes dan
Tegangan Permukaan
4.7.2 Melakukan percobaan penerapan Fluida dinamis dalam kehudpan sehari-hari

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari modul ini, siswa diharapkan dapat :
1. Menjelaskan pengertian fluida statis dan dinamis
2. Memformulasikan hukum dasar fluida statis
3.Menyebutkan sifat fluida dinamis
4. Menrapkan Hukum dasar fluida statis dalam kehidupan sehari-hari
5. Menghitung debit air dalam suatu saluran air
6. Menjelaskan asas Bernoulli suatu fluida mengalir
7. Menyebutkan contoh penerapan asas Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari
8. Menganalisis persamaan penerapan asas Bernoulli
9. Membuat percobaan penerapan azas Bernoulli

xiii

Peta Konsep

xiv

Fluida statis merupakan cabang ilmu sains yang membahas karakteristik fluida saat diam, biasanya
dipakai dipakai untuk menjelaskan mengenai tekanan pada fluida ataupun diberikan oleh fluida pada
objek yang tenggelam didalamnya.

A. TEKANAN HIDROSTATIS

Pengertian Tekanan hidrostatis merupakan bagian dari
ilmu fluida statis, tekanan hidrostatis itu
Gambar 1.1 Tekanan Hidrostatis sendiri adalah tekanan yang terjadi di
(Sumber : https://www.studiobelajar.com/tekanan-hidrostatis/) bawah air dan di sebabkan oleh fluida tak
bergerak jadi tekanan yang dirasakan suatu
benda dalam zat cait itulah yang disebut
tekanan hidrostatis.

Tekanan hidrostatis di alami oleh suatu titik
di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat
fluida yang berada di titik tersebut.
Tekanan hidrostatis ini dipengaruhi oleh
adanya gaya gravitasi karena tekanan yang
diberikan oleh air ke semua arah pada titik
ukur manapun akibat akibat gaya gravitasi,

berat partikel air akan menekan partikel dibawahnya, dan begitu pula partikel-partikel air di bawahnya
akan saling menekan hingga ke dasar air sehingga tekanan dibawah akan lebih besar dari tekanan
diatas. Jadi semakin dalam suatu benda berada dalam fluida maka tekanan hidrostatis yang diberikan
oleh fluida semakin besar.

Sifat
Ada beberapa sifat-sifat tertentu dari sebuah tekanan hidrostatis, diantaranya sebagai berikut:

Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin besar.
Tekanan hidrostatis akan bergantung pada kedalaman.
Tekanan zat cair ke segala arah sama besar.
Pada kedalaman yang sama, tekanannya juga sama.
Tekanan hidrostatis akan sangat bergantung pada gaya gravitasi.
Tekanan hidrostatis tidak akan bergantung pada bentuk wadah.
Tekanan hidrostatis juga akan bergantung pada massa jenis zat cair.

1

Rumus:

Tekanan hidrostatik tidak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air ataupun bentuk bejana air.
Tekanan hidrostatik menekan ke segala arah. Satuan tekanannya yaitu Newton per meter kuadrat (N/m2)
atau Pascal (Pa).

Adapun rumus tekanan hidrostastik yaitu

Ph = ρgh

Keterangan
Ph = Tekanan Hidrostatis (N/m2 atau Pa) >> 1 atm = 1 Pa
ρ = Massa jenis (km/m3)
g = Gaya gravitasi (m/s2)
h = Kedalaman suatu benda dari permukaan zat cair (m)
Ph = ρgh + P0
P0 = Tekanan udara luar ( 1 atm atau 78 cm Hg)

Contoh Soal

1. Seekor ikan arwana berenang di aqurium. Ikan tersebut berada 90 cm dari permukaan akuarium.

Berapakah tekanan hidrostatis yang diterima ikan? (massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi

10 m/s2)

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 90 cm = 0,9 m

ρ = 1000 kg/m3

g = 10 m/s2

Ditanya Ph........? "While you're diligently taking a
Jawab: step forward,
Ph = ρ.g.h don't forget to take some time
P = 1000 kg/m3 . 10 m/s2. 0,9 m looking up to the sky
P = 9000 N/m2 and see how it always opens for
you"

– NCT LEADER (TAEYONG LEE)

2

2. Seekor ikan berada pada bak air seperti pada gambar berikut:

Gambar 1.2 Akuarium

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, berapakah tekanan hidrostatis yang
diterima ikan?

Penyelesaian:
Catatan: Kedalaman di ukur dari permukaan zat cair.

Diketahui:
Mencari kedalaman (h)
h = 110 cm – 40 cm = 70 cm = 0,7 cm
ρ = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya Ph........?
Jawab:
Ph = ρ.g.h
P = 1000 kg/m3 . 10 m/s2. 0,7 m
P = 7000 N/m2

Aplikasi
• Menyelam

Ketika berenang, semakin dalam kamu
menyelam maka kamu akan merasakan
telingamu semakin sakit. Ini dikarenakan
semakin mendekati dasar, tekanan hidrostatisnya
semakin besar.

Gambar 1.3 menyelam dibawah air
Sumber : https://www.pngegg.com/id/png-czpfp

3

• Pembuatan bendungan dan kolam renang.

Gambar 1.4 Kolam Renang
Sumber : https://www.permataasiapool.com/urutan-langkah-
pembuatan-kolam-renang-dengan-animasi/

Dinding bendungan dan kolam renang pada bagian bawah didesain lebih tebal dari bagian
atas didasarkan pada konsep tekanan hidrostatis, bahwa semakin dalam maka tekanan akan
semakin besar. Dinding bendungan bagian bawah dibuat lebih tebal dari bagian atas agar
bendungan tidak jebol karena tekanan zat cair terbesar berada pada dasar sedangkan pada dasar
kolam bisa dipertebal pada samping luar yang berarti luas dasar sama besar dengan luas
permukaan. Volume cairan yang lebih sedikit pada dasar mampu mengurangi tekanan yang
dihasilkan. Ini ditujukan agar besarnya tekanan tidak menyebabkan kerusakan pada dasarnya.

• Cek tekanan darah sebelum memasang infus

Sebelum infus dipasang, perlu dilakukan
pengukuran tekanan darah pasien.
Tekanan infus harus lebih tinggi dari
tekanan darah pasien agar cairan infus
mengalir ke dalam tubuh pasien. Jika
tekanan darah pasien lebih besar dari
tekanan cairan infus maka yang terjadi
adalah darah pasien yang akan mengalir
melalui selang infus menuju kantong
infus.

Gambar 1.5 Tekanan Infus
(Sumber : https://www.asuhanperawat.com/2019/12/konsep-dasar-pemasangan-infus.?)

4

• Kapal selam

Manusia tidak mampu menyelam terlalu
dalam, sehingga dibuatlah kapal selam
yang terbuat dari bahan yang sangat
kokoh dan kuat serta memiliki bentuk
hampir bulat. Hal ini dimaksudkan untuk
mengatasi besarnya tekanan hidrostatis di
dalam kapal selam.

Gambar 1.6 Kapal selam
(Sumber : https://www.pngdownload.id/png-u9xhjh/)

• Pada pembuatan lubang keran tangki penampungan air

Posisi keran pada tangki air diletakkan
di sebelah bawah selain berfungsi agar
keseluruhan air dalam tangki dapat
dialirkan, posisi keran di bawah ini juga
dapat menjadikan aliran lebih deras. Ini
disebabkan oleh tekanan hidrostatis
pada dasar tangki yang besar, ditambah
tekanan yang berasal dari permukannya
yang menekan ke bawah.

Gambar 1.7 Keran air.
(Sumber :

https://www.google.com/amp/s/amp.tirto.id/bagaimana-
mutu-dan-akses-air-bersih-di-indonesia-cGrk)

B. HUKUM PASCAL

Hukum Pascal ini yakni sebuah hukum dari fisika fluida yang menjelaskan bahwa suatu tekanan
yang diberikan pada fluida statis di dalam sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke semua arah dengan
tekanan yang sama rata dan sama kuatnya. Hukum Pascal juga merupakan salah satu hukum yang
menyatakan bahwa suatu tekanan yang dikenakan pada zat cair di dalam sebuah ruang tertutup akan
diteruskan ke semua arah dengan sama besar dan sama rata.

5

Hal ini memiliki arti bahwa suatu tekanan yang menekan wadah besarnya sama di segala
tempat. Hukum Pascal sendiri ditemukan oleh seorang ilmuwan fisika yang berasal dari Prancis
bernama Blaise Pascal.

Hukum yang ia hasilkan ini diberi nama sesuai dengan namanya untuk dapat memberi
penghormatan pada dirinya. Hukum Pascal juga memiliki banyak sekali manfaat untuk kehidupan
manusia di saat ini.

Bunyi Hukum Pascal
“Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar“

Rumus

∆ ∆P=ρg( h)

Keterangan Rumus:
ΔP = Tekanan hidrostatik (dalam satuan pascal atau “Pa”), atau perbedaan tekanan pada 2 titik
dalam sekat yang berisi zat cair, karena perbedaan berat antara keduanya;
ρ = Massa jenis zat cair (dalam kg/m3)
g = Percepatan gravitasi (umumnya memakai percepatan ketinggian dari permukaan laut akibat
gravitasi bumi, dalam satuan m/s2)
Δh = Ketinggian zat cair di atas titik pengukuran (dalam satuan meter), atau perbedaan ketinggian
antara 2 titik pada kolom yang berisi zat cair.

Jika yang diketahui adalah jari-jari atau diameter, maka rumus hukum pascal berubah menjadi seperti
berikut :

6

Keterangan: Mengapa tetes air hujan
F1 = Gaya pada penampang 1 (newton)
F2 = Gaya pada penampang 2 (newton) berbentuk bulat?
A1 = Luas penampang 1 (m2)
A2 = Luas penampang 2 (m2) Tetes hujan yang berukuran
R1 = Jari-jari pada penampang 1 (m) sekitar 1 mm akan terbentuk
R2 = Jari-jari pada penampang 2 (m) seperti bola dikarenakan molekul
D1 = Diameter pada penampang 1 (m) air cenderung tarik-menarik dan
D2 = Diameter pada penampang 2 (m) membentuk tegangan permukaan
(pada permukaan tetes air).

Contoh Soal :

1. Sebuah pengungkit hidrolik digunakan untuk mengangkat sebuah beban sebesar 1 ton. Apabila
rasio perbandingan antara luasan penampang adalah 1:500 maka berapakah gaya minimal yang
harus bekerja pada pengungkit hidrolik?
Jawab :

2. Keuntungan mekanis dari sebuah pengungkit hidrolik memiliki nilai 10. Apabila seseorang
ingin mengangkat sebuah mobil seberat 600 kg maka berapakah gaya yang harus dilakukan oleh
sistem?
Jawab :
m = 600 kg, Maka
W=m.g

= 600 . 10 = 6000 N
Keuntungan mekanis : 10

7

Aplikasi

1. Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil
Penerapan hukum pascal juga digunakan untuk mengangkat mobil di tempat pencucian mobil,
Cara kerjanya sama dengan dongkrak hidrolik.
2. Pompa Sepeda
Terdapat 2 jenis pompa sepeda yaitu pompa sepeda biasa dan pompa sepeda hidrolik, Kita akan
lebih mudah memompa ban sepeda dengan menggunakan pompa hidrolik karena hanya
membutuhkan sedikit tenaga.
3. Mesin Pengepres Kapas (Kempa)
Selain dongkrak hidrolink, rem, pompa, Penerapan hukum pascal juga terdapat di mesin pengepres
kapas (kempa) untuk mendapatkan ukuran yang cocok disimpan dan disebarluaskan. Cara
kerjanya yaitu gaya tekan yang dihasilkan oleh pompa yang menekan penghisap kecil, Sehingga
penghisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas, sehingga kabas akan mampat.

C. HUKUM ARCHIMEDES

Seorang ilmuwan Yunani yang bernama Archimedes (187-212 M) menemukan bahwa benda-
benda yang tercelup dalam air seolah-olah kehilangan beratnya. Hal ini karena air memberikan
gaya keatas yang menopang benda secara keseluruhan. Akan tetapi kejadian tersebut tidak hanya
terjadi pada zat cair saja, melainkan pada seluruh fluida.

Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan diatas zat cair. Ketika
sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan memberikan gaya
keatas (gaya apung) pada benda, dimana besarnya gaya keatas (gaya apung) sama dengan berat zat
cair yang dipindahkan. Pada prinsip Archimedes, sebuah benda akan mengapung di dalam fluida
jika massa jenis suatu benda lebih kecil dari pada massa jenis zat cair. Massa jenis adalah
kuantitas yang menggambarkan massa per satuan volume suatu zat. Massa jenis juga
merupakan salah satu sifat dari suatu zat karena setiap zat memiliki massa jenis yang
berbeda-beda. Zat cair yang biasa diukur massa jenisnya yaitu produk susu, minyak goreng
atau oli. Susu, minyak goreng, dan pelumas umumnya telah mempunyai standar massa jenis
yang telah ditetapkan untuk menunjukkan kualitas dari zat cair tersebut. Alat ukur massa
jenis suatuzat cair adalah hydrometer. Prinsip kerja dari hidrometer didasarkan pada prinsip
Archimedes. Semakin rendah kerapatan zat cair, maka hydrometer akan semakin tenggelam.

Bunyi hukum Archimedes

“ Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair akan mengalami gaya
keatas yang besanya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut ”

8

Maksud dari kata dipindahkan dalam bunyi hukum Archimedes tersebut yaitu volume zat cair
yang meluap, terdesak sehingga seolah-olah ada penambahan volume ketika suatu benda
dicelupkan pada zat cair. Besar zat cair yang dipindahkan/terdesak mempunyai volume sama
dengan volume benda yang dicelupkan/tenggelam dalam zat cair tersebut. Sehinga sesuai dengan
Hukum archimedes, gaya apung (Fa) mempunyai nilai yang sama dengan berat zat cair (wf) yang
dipindahkan.

Rumus

Penerapan hukum Archimedes sangat berguna dalam beberapa kehidupan seperti menentukan
kapan kapal selam mengapung, melayang ataupun tenggelam. Nah, berikut prinsip dasar dari rumus
hukum Archimedes. Ketika suatu benda berada dalam fluida, maka volume zat cair dipindahkan
sebesar volume bagian benda yang berada dalam zat cair. Jika volume zat cair yang dipindahkan
besarnya V dan kerapatan fluida (massa per satuan volume) adalah ρ maka besarnya massa fluida
yang dipindahkan adalah :

m = ρ.V

Besarnya berat fluida yang dipindahkan adalah :

w = m.g = ρ.V.g

Menurut prinsip Archimedes, besarnya gaya tekan keatas sama dengan berat benda yang
dipindahkan:

Fa = w= ρ.V.g

Jika suatu sistem dalam keadaan seimbang, maka dapat dirumuskan :

Fa= w
ρf.Vbf.g= ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb

Keterangan: wf = Gaya berat benda (N)
ρf = Massa jenis fluida (kg/m3)
m = Massa (kg) Vbf = Volume benda yang tercelup ke dalam zat cair
ρ = Massa jenis (kg/m3) (m3)
V = Volume (m3) ρb` = Massa jenis benda (kg/m3)
Fa = Gaya apung (N) Vb` = Volume benda (m3)
g` = Percepatan gravitasi (m/s2)

9

Terapung, Melayang, dan Tenggelam

Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair atau fluida, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi
yaitu terapung, melayang, dan tenggelam.

Benda Terapung
Benda dalam zat cair mengapung jika massa jenis benda
lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρb < ρf).
Ketika benda terapung, hanya sebagian volume benda
yang tercelup ke dalam zat cair, sedangkan sebagian lagi
berada diatas permukaan air dalam keadaan mengapung.
Sehingga volume benda terbagi menjadi volume benda
yang tercelup dan volume benda yang terapung.

Gambar 1.8 Benda terapung saat Fa > W
(Sumber: fisikazone.com)

Benda Melayang

Benda dalam zat cair melayang apabila massa jenis
benda sama dengan massa jenis zat cair (ρb = ρf).
Benda melayang tersebut akan berada di antara
permukaan zat cair dan dasar bejana.

Gambar 1.9 Benda melayang saat Fa = W
(Sumber: fisikazone.com)

Benda Tenggelam Pada saat massa jenis benda lebih besar daripada masas
jenis zat cair (ρb > ρf), maka benda tersebut akan
tenggelam dan berada di dasar bejana.
Pada benda tenggelam, seluruh volume benda tercelup
dalam air, sehingga volume air yang dipindahkan sama
dengan volume benda total. Dengan ini didapatkan
hubungan persamaan gaya angkat pada benda tenggelam
melalui hubungan massa.

Gambar 1. 10 Benda tenggelam saat Fa < W
(Sumber: fisikazone.com)

10

Aplikasi

Hukum Archimedes dapat menjelaskan mengapa suatu benda yang tercelup di air dapat
melayang, mengapung, dan tenggelam. Penerapan hukum Archimedes ini diantaranya adalah
perancangan kapal laut, bangunan lepas pantai (offshore), hingga kapal selam. Selain gaya apung,
hukum Archimedes juga dipakai untuk menentukan massa jenis suatu benda padat, serta
diterapkan pada stabilitas hidrostatik kapal yang mengapung di permukaan air.

Hukum Archimedes diterapkan pada kapal selam. Kapal selam merupakan kapal yang dapat
mengubah-ubah massa jenisnya agar dapat menyelam, melayang dan mengapung di permukaan
air. Untuk mengubah massa jenisnya, kapal selam menambahkan massa atau mengurangi
massanya dengan cara memasukkan air atau mengeluarkan air. Agar dapat menyelam, kapal selam
memasukkan air sehingga massa kapal bertambah besar, begitu pula sebaliknya jika kapal selam
ingin kembali muncul ke permukaan.

Contoh Soal :
1. Sebuah pengungkit hidrolik memiliki ukuran diameter piston masuk 22 cm dan untuk diameter
keluar sebesar 48cm. Apabila piston masuk tersebut terbenam sedalam 10cm maka berapakah
ketinggian piston yang terangkat keluar?
Jawab :
Piston memiliki permukaan lingkaran jadi luasnya adalah :

Jadi, piston yang terangkat keluar setinggi 2,100 cm
2. Sebuah kompresor dengan selang yang terpasang pada keran memiliki diameter 18mm. Apabila
sebuah penyemprot dengan diameter lubang semprot 0,42mm dipasang pada ujung selang serta
ketika kompresor dinyalakan terukur tekanan sebesar 10 bar. Tentukan besar gaya keluarnya udara
yang keluar dari lubang semprot apabila tekanan kompresor tidak mengalami penurunan!

Jawab :
Selang dan lubang memiliki luas penampang lingkaran
Maka luas dari permukaan lubang adalah :

11

Jadi gaya angin yang keluar sebesar 2,543 N Berdiri diatas air bukan suatu hal
D. TEGANGAN PERMUKAAN yang sulit bagi nyamuk, kira-kira

kenapa yaa?

Ketika nyamuk hinggap diatas air maka molekul-molekul air
dibawah permukaan akan memberikan gaya ke atas untuk
menopang nyamuk tersebut, jadi gaya ke atasdari molekul-

molekul inilah yang menyebabkan nyamuk tidak tenggelam
selain itu disini ada faktor dai nyamuk itu sendiri yang

sangat ringan sehingga tidak mampu memecahkan tegangan
permukaan.

Sejumlah pengamatan pada umumnya menunjukkan bahwa permukaan zat cair berprilaku
seperti sebuah lapisan yang teregang akibat tegangan. Tegangan ini bekerja sejajar dengan
permukaan yang muncul akibat gaya tarik antar molekul. Efek ini disebut tegangan permukaan.
Tegangan permukaan adalah 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 zat cair.

Gambar 1.11 Ilustrasi :

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.

12

Gejala-gejala yang berkaitan dengan tegangan permukaan, antara lain, air 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.
Besar tegangan permukaan:

γ = F/d

Karena benda memiliki dua sisi permukaan, dengan demikian d = 2l,sehingga tegangan permukaan
dinyatakan dengan persamaan:

γ = F/2l

Keterangan:
γ = Tegangan Permukaan (N/m)
F = Gaya (N)
l = Panjang permukaan tempat gaya bekerja (m)

Satuan SI utuk tegangan permukaan adalah N.m-1.
Pada umumnya nilai tegangan permukaan zat cair berkurang dengan adanya kenaikan suhu.
Perhatikan nilai tegangan permukaan berbagai zat cair pada tabel berikut :

Gambar 1.12 Nilai Tegangan Permukaan Beberapa Zat Cair

13

Manfaat Tegangan Permukaan

Dibawah ini ada beberapa manfaat dari Tegangan Permukaan, yaitu:
Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantupadat pada persediaan obat.
Penetrasi molekul lewat membran biologis.
Pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel gak larut dalam media cair buat

membentuk sediaan suspensi.

Faktor yang Mempengaruhi Tegangan permukaan

1. Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik
molekul.
2. Zat Terlarut
Penambahan zat terlarut dalam suatu cairan akan meningkatkan viskositas larutan, jadi tegangan
permukaan akan bertambah besar.
3. Surfaktan
Surfaktan merupakan zat yang bisa mengaktifkan permukaan. Karena, cenderung buat
terkonsentrasi pada permukaan. Contohnya: Sabun.

Aplikasi

Penerapan dan fenomena tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
Sebatang jarum dapat diam di atas permukaan air meskipun memiliki kerapatan jauh lbih besar
dari kerapatan air.
Antiseptik yang dipakai untuk mengobati luka, selain memiliki daya bunuh kuman yang
baik,juga memiliki tegangan permukaan yang rendah sehingga antiseptik dapat membasahi
seluruh luka. Jadi, alhohol dan hampir semua antiseptik memiliki tegangan permukaan
yang rendah.
Beberapa serangga dapat berjalan di atas permukaan air, kaki mereka membentuk lekukan
pada permukaan ai, tetapi tidak masuk ke dalam air.
Perbedaan mencuci dengan air panas dan air dingin. Ada hubungan antara
kemampuan membasahi air dengan tegangan permukaan air. Mencuci dengan air panas
menghasilkan cucian yang lebih bersih daripada air biasa.Tegangan permukaan air
dipengaruhi oleh suhu. Makin tinggi suhu air makin kecil tegangan permukaan air, dan
ini berarti makin besar kemampuan air untuk membasahi pakaian. Karena itu mencuci
dengan air panas membuat kotoran pakaian lebih mudah larut dalam air yang diberi
deterjen sehingga hasil cuci menjadi lebih bersih.

14

Fluida Dinamis disebut juga fluida bergerak atau fluida mengalir. Fluida disebut mengalir
jika fluida itu bergerak di lingkungan sekitarnya. Fluida dinamis akan membahas fenomena
tentang zat air yang bergerak

A. FLUIDA IDEAL

Sifat fluida ideal adalah sebagai berikut:
1. Tak kompersibel (tak termampatkan), artinya tidak mengalami perubahan massa jenis.
2. Tak kental.
3. Mempunyai aliran tunak, yaitu kesepatan (v) dari tiap fluida pada suatu titik tertentu tetap.

B. ALIRAN GARIS ARUS

Di dalam aliran tunak kecepatan pada suatu titik tertentu adalah tetap. Perhatikan gambar berikut ini!

Gambar 2.1 Ilustrasi Aliran garis arus

Jika kita perhatikan titik P didalam fluida, maka tiap partikel fluida yang sampai ke titik P
akan mempunyai laju dan bergerak dengan arah yang sama. Begitu juga dengan titik Q dan R.

Jika kita ikuti gerak satu partikel, kita akan mendapatkan suatu lengkungan seperti pada
gambar diatas. Tiap partikel fluida yang pada suatu saat sampai di P akan meneruskan geraknya
pada jalan yang sama. Partikel-partikel ini akan melalui P, Q, dan R dengan kecepatan yang sama
seperti partikel-partikel tadi. Lengkungan gerak partikel fluida ini disebut garis arus. Kecepatan
partikel dari suatu titik mempunyai arah garis singgung dari garis pada titik tersebut.

15

C. PERSAMAAN KONTINUITAS

Gerak fluida didalam suatu tabung aliran haruslah sejajar dengan dengan dinding tabung meskipun
besar kecepatan fluida dapat berbeda dari satu titik ke titik lain d dalam tabung.

Gambar 2.2 Ilustrasi Persamaan Kontinuitas

Debit pada pipa tertutup selalu tetap sama sehingga berlaku:

Keterangan:
Q = Debit aliran fluida (m^3/s)
A = Luas penampang (m^2)
v = Kecepatan fluida (m⁄s)
V = Volume (m^3)
t = Waktu (s)

D. PERSAMAAN BERNOULI

Persamaan Bernouli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik persatuan volum, dan
energi poyensial per satuan volum selalu bernilai sama pada setiap titik sepanjang garis arus
Hukum Bernouli bercerita bahwa total tekanan pada pipa tertutup selalu sama.

Gambar 2.3 Ilustrasi Bernoulli:

16

Kecepatan Semburan Air
Pada sebuah tangki yang berisi air terdapat lubang kecil, yang berjarak h di bawah permukaan air.
Kecepatan semburan air yang keluar dapat dihitung dengan persamaan Bernouli.

Gambar 2.4 Ilustrasi Semburan air

17

Dengan demikian kecepatan semburan air pada lubang adalah
v = √(2 gh)

Sedangkan jarak horizontal yang dicapai adalah
x = √(h.h_2 )

E. PENERAPAN ASAS BERNOULI

1. Venturimeter
Venturimeter merupakan alat yang dipasang di dalam suatu pipa aliran untuk mengukur laju aliran
suatu jat cair. Terdapat dua jenis venturimeter, yaitu venturimeter tanpa manometer dan
venturimeter dengan manometer dimana manometer tersebut berisi zat cair.

a. Venturimeter Tanpa Manometer

Gambar 2.5 Venturimeter tanpa Manometer

18

b. Venturimeter Dengan Manometer

Gambar 2.6 Venturimeter dengan Manometer

19

2. Teorema Torricelli
Daniel Bernoulli adalah seorang ilmuwan dari Italia, Ia adalah murid dari Galileo. Tahun

1644, ia menerbitkan karyanya yang pertama yaitu menentukan cycloida sama dengan 3 kali luas
lingkaran yang menggelinding itu dengan bukti metode kecil tak berhingga, atau sering disebut
dengan infinitesimal. Kebanyakan penemuan Torricelli adalah di bidang fisika. Khususnya
mengenai barometer. Torricelli juga mengemukakan teori-teori tentang percepatan dan gravitasi
gerakan cairan dan proyektif. Persamaan Bernoulli dapat digunakan untuk menentukan kecepatan
zat cair tabung. yang keluar pada dinding tanki.

Misalnya sebuah tangki dengan luas penampang diisi fluida
sampai kedalaman h (Gambar 3.6). Ruang di atas fluida berisi
udara dengan tekanan P1. Pada alas tangki terdapat suatu
lubang kecil dengan luas A2 (dengan A2 jauh lebih kecil dari
pada A1) dan fluida dapat menyembur keluar dari lubang ini.

Gambar 2.7. sebuah tanki diisi fluida
sampai kedalaman h (Fauzia, 2015)

Jadi, kelajuan fluida menyembur keluar dari lubang yang terletak pada jarak h di bawah
permukaan atas fluida dalam tangki sama seperti kelajuan yang akan diperoleh sebuah benda
yang jatuh benda dari ketinggian h. Persamaan ini disebut teorema Torricelli.
Jangkauan terjauh pancaran air pada tempat yang bocor sebagai berikut:

Waktu yang diperlukan pancaran air dari lubang kebocoran hingga sampai menyentuh tanah.

Perhatian:

Teorema Torricelli hanya berlaku jika ujung atas
wadah terbuka terhadap atmosfer dan luas lubang jauh
lebih kecil dari pada luas penampang wadah.

20

3. Tabung Pitot
Tabung pitot adalah tabung yang digunakan untuk mengukur kelajuan gas. Gas (misalnya

udara) mengalir melalui lubang-lubang di titik a. Lubang-lubang ini sejajar dengan arah aliran dan
dibuat cukup jauh di belakang sehingga kelajuan dan tekanan gas di luar lubang-lubang tersebut
mempunyai nilai seperti halnya dengan aliran bebas. Jadi, va = v (kelajuan gas) dan tekanan pada
kaki kiri manometer tabung pilot sama dengan tekanan aliran gas (Pa).

Berlaku Persamaan:

PB – PA = 1/2 ρv2 = ρ’gh

v = √2ρ'ghρ

Gambar 2.8. Tabung pitot
Sumber : materi78.co.nr

4. Pesawat Terbang

Gaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena
memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap, karena
laju aliran di atas lebih besar maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil
daripada tekanan pesawat di bawah.

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi
bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Pada dasarnya, ada empat
buah gaya yang bekerja pada pesawat, yaitu:

a. Gaya berat ke bawah,
b. Gaya angkat pesawat ke atas,
c. Gaya mesin ke depan,
d. Gaya gesek udara ke belakang.

Gambar 2.9. Ilustrasi Gaya pada Pesawat terbang.
Sumber : materi78.co.nr

21

Rangkuman

Fluida statis merupakan cabang ilmu sains yang membahas karakteristik fluida saat diam,
biasanya dipakai dipakai untuk menjelaskan mengenai tekanan pada fluida ataupun diberikan
oleh fluida pada objek yang tenggelam didalamnya. Fluida statis dibagi atas tekanan
hidrostatis, hukum pascal, hukum Archimedes, tegangan permukaan.
Tekanan Hidrostatis merupakan tekanan yang terjadi di bawah air dan di sebabkan oleh fluida
tak bergerak jadi tekanan yang dirasakan suatu benda dalam zat cait itulah yang disebut
tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis di alami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan
oleh gaya berat fluida yang berada di titik tersebut. Penerapan dalam tekanan hidrostatis antara
lain menyelam, Pembuatan bendungan dan kolam renang, cek tekanan darah sebelum
memasang infus, kapal selam, pada pembuatan lubang keran tangki penampungan air.
Hukum Pascal ini yakni sebuah hukum dari fisika fluida yang menjelaskan bahwa suatu
tekanan yang diberikan pada fluida statis di dalam sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke
semua arah dengan tekanan yang sama rata dan sama kuatnya. Bunyi Hukum Pascal “Tekanan
yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar“.
Penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari antara lain mesin hidrolik pengangkat
mobil, pompa sepeda, mesin pengepres kapas (Kempa).
Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan diatas zat cair. Ketika
sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan memberikan
gaya keatas (gaya apung) pada benda, dimana besarnya gaya keatas (gaya apung) sama dengan
berat zat cair yang dipindahkan. Bunyi hukum Archimedes “ Suatu benda yang dicelupkan
sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair akan mengalami gaya keatas yang besanya sama
dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut ”. Penerapan hukum Archimedes
ini diantaranya adalah perancangan kapal laut, bangunan lepas pantai (offshore), hingga kapal
selam. Hukum Archimedes juga dipakai untuk menentukan massa jenis suatu benda padat,
serta diterapkan pada stabilitas hidrostatik kapal yang mengapung di permukaan air.
Tegangan permukaan adalah 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 zat cair. Penerapan dan fenomena tegangan
permukaan dalam kehidupan sehari-hari antara lain sebatang jarum dapat diam di atas
permukaan air meskipun memiliki kerapatan jauh lbih besar dari kerapatan air, antiseptik yang
dipakai untuk mengobati luka, beberapa serangga dapat berjalan di atas permukaan air,
perbedaan mencuci dengan air panas dan air dingin.

22

Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak. memiliki kecepatan
yang konstan terhadap waktu), tidak mengalami perubahan volume, tidak kental, tidak
turbulen (tidak mengalami putaran-putaran).
Ciri-Ciri Fluida Dinamis:
- Tidak kompresibel, jika diberi tekanan maka volumenya tidak berubah
- Tidak mengalami gesekan (saat mengalir, gesekan fluida degan dinding dapat diabaikan)
- Alirannya stasioner, tiap paket fluida mempunyai arah aliran tertentu dan tidak terjadi
turbulensi (pusaran-pusaran)
- Alirannya tunak, aliran fluida mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu
Persamaan kontinuitas ialah persamaan yang menghubungkan kecepatan fluida dalam dari
satu tempat ke tempat yang lain.
Persamaan Bernoulli
Hukum Bernoulli ialah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang
dialami pada aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwasanya jumlah tekanan (p), energi
kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume mempunyai nilai yang
sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.

23

Evaluasi

A. PILIHAN GANDA

1. Alat yang prinsipnya berdasarkan prinsip tekanan m/s2, seberapa jauhkah penyelam tersebut
hidrostatis adalah ..... meyelam kedalam air .....
A. Rakit A. 2,1 m
B. Balon udara B. 2,7 m
C. Kapal selam C. 3,3 m
D. Dongkrak hidrolik D. 3,8 m
E. Pompa hidrolik E. 4,6 m

2. Seekor ikan berada pada pada aquarium seperti pada 4. Yang merupakan rumus dari Hukum

gambar berikut ini: Pascal adalah .....

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan
gravitasi 10 m/s2, tekanan hidrostatis yang diterima
ikan adalah .....
A. 8000 N/m2
B. 10000 N/m2
C. 12000 N/m2
D. 14000 N/m2
E. 16000 N/m2

3. Diketahui tekanan hidrostatik dari seorang penyelam
adalah 38000 N/m2. Jika massa jenis air 1000 kg/m3
dan percepatan gravitasi 10

24

6. Jika sebuah gaya F bekerja pada sebuah bidang A. (1), (2), (3)
dengan luas permukaan sentuh sebesar A, maka B. (1), (3), (5)
besar tekanan yang diberikan gaya tersebut adalah C. (1), (4), (5)
..... D. (1), (2), (4)
E. (2), (3), (4)
7. Seekor serangga yang memiliki massa jenis
lebih besar dibandingkan massa jenis air dapat 9. Seseorang mencuci pakaian dengan
berjalan dipermukaan zat cair karena... menggunakan air hangat dan air biasa,
ternyata mencuci dengan
A. Berat jenis serangga lebih kecil dari menggunakan air hangat lebih cepat
berat jenis pada air bersih daripada mencuci dengan
B. Berat jenis serangga lebih besar dari menggunakan air biasa. Alas an yang
berat jenis pada air benar tentang hal tersebut adalah .....
C. Adanya gaya Archimedes
D. Adanya tegangan permukaan zat cair A. Semakin tinggi suhu air
E. Berat jenis serangga sama dengan berat semakin kecil tegangan permukaan
jenis air air, sehingga semakin mudah
membasahi pakaian yang dicuci.
8. Perhatikan alat-alat di bawah ini! B. Semakin tinggi suhu air
semakin besar tegangan
(1) Silet di atas air permukaan air, sehingga semakin
(2) Penyelam dalam air mudah membasahi pakaian yang
(3) Pesawat terbang dicuci.
(4) Nyamuk di atas air C. Semakin rendah suhu air
(5) Busa sabun semakin kecil tegangan permukaan
Dari peristiwa di atas, yang merupakan akibat air, sehingga semakin mudah
dari adanya tegangan permukaan adalah ..... membasahi pakaian yang dicuci.
D. Semakin rendah suhu air
semakin besar tegangan
permukaan air, sehingga semakin
mudah membasahi pakaian yang
dicuci
E.Besarnya tegangan permukaan zat
cair tidak dipengaruhi oleh suhu zat
cair.

25

10. Sepotong kawat yang panjangnya 16 cm 13. Air mengalir dalam venturimeter. Pada
dicelupkan secara horisontal ke dalam cairan penampang 1 kecepatan air = 3 m/s. jika g = 10
alkohol. Jika kawat diangkat keluar dari alkohol, m/s, maka kecepatan air di penampang 2 adalah
timbul gaya sebesar 7,68 N akibat tegangan ..... (ρ_air = 1000 kg/m^3, h = 15 cm)
permukaan. Besar tegangan permukaan alkohol
adalah ..... A.√3 m/s
A. 48 N/m B.√6 m/s
B. 36 N/m C.√9 m/s
C. 24 N/m D.√12 m/s
D. 12 N/m E.√15 m/s
E. 6 N/m
14. Sebuah penampang dengan diameter l = 5
11. Sebuah pipa dengan diameter 14 cm
ujungnya menyempit dengan diameter 6 cm. Jika 〖 〗cm, kecepatan aliran di titik l – 3 m/s, tekanan di
kecepatan aliran dibagian pipa yang berdiameter
besar 10 cm/s, kecepatannya diujung yang kecil titik l = 16. 10 ^4 N/m^2 dan diameter
adalah ..... penampang 2 = 3 cm. Besar kecepatan dan
A. 5,4 cm/s tekanan di titik 2 berturut-turut adalah .....
B. 4,7 cm/s
C. 5,4 cm/s 〖 〗A .8,3 m/s dan 3,14 x 10 ^5 N/m^2
D. 5 cm/s 〖 〗B. 3,8 m/s dan 3,14 x 10 ^5 N/m^2
E. 7,4 cm/s 〖 〗C. 7,6 m/s dan 1,298 x 10 ^5 N/m^2
〖 〗D. 4,3 m/s dan 1,289 x 10 ^5 N/m^2
12. Besar debit dari suatu aliran air yang melalui 〖 〗E. 8,3 m/s dan 1,298 x 10 ^5 N/m^2
sebuah pipa berdiameter 6 cm dengan kecepatan
rata-rata 6 m/s adalah ... 15. Pipa air berdiameter 5 inci disambung dengan
pipa air berdiameter 3 inci, jika kecepatan air
A. 0,6255 m^3⁄s dalam pipa 3 inci = 7,5 m/det, maka kecepatan
B. 0,5652 m^3⁄s aliran air dalam pipa 5 inci adalah .....
C. 1,5652 m^3⁄s
D. 0,6787 m^3⁄s A. 2,7 m/det
E. 0,9867 m^3⁄s B. 15,6 m/det
C. 18,7 m/det
D. 24,6 m/det
E. 25 m/det

26

B. ESSAY
1. Berikut salah-satu gambar aplikasi dari tekanan hidrostatis :

Ketika penyelam tersebut menyelam dengan kedalaman 5 m. Berapakah tekanan hidroststis yang
di alami penyelamnya jika massa jenis air sebesar 1000 kg/m3, percepatan gravitasi 9,8 m/s2?
2. Suatu zat cair mempunyai kerapatan 1020 kg/m3. Tekanan zat cair akan menjadi 101 % dari P0
dari tekanan pada permukaan (dengan tekanan atmosfer = 1,01 × 105 N/m2) pada kedalaman? (g
= 9,8 m/s2 masuk. Apabila piston masuk bergerak sejauh 10 cm, seberapa jauh piston luar
bergerak?
3. Sebuah benda bermassa jenis 1200 kg/m3 terapung pada zat cair seperti gambar di bawah ini.

Jika bagian kotak hitam adalah 1/5 dari kota hitam tersebut, maka massa jenis benda tersebut
sebesar ?
4. Sebuah pengungkit hidrolik memiliki piston masuk (utama) dengan diameter 1 cm dan silinder
luar dengan diameter 6 cm. Tentukanlah gaya yang dikeluarkan oleh silinder luar ketika diberikan
gaya sebesar 10 N pada silinder di alami penyelamnya jika massa jenis air sebesar 1000 kg/m3,
percepatan gravitasi 9,8 m/s2?
5. Sebuah silet dapat mengapung di atas permukaan zat cair karena adanya gaya apung dari
permukaan zat cair. Benar atau salahkah pernyataan tersebut? Jelaskan alasanmu!

27

6. Pada peristiwa tegangan permukaan pada kawat U, diketahui total gaya yang bekerja pada
permukaan lapisan zat cair adalah 5N, jika panjang penampang 25 cm, maka tentukan besar
tegangan permukaannya?
7. Air mengalir dengan kecepatan 2 ms^(-1) dalam pipa, benda 1.berdiameter 14 mm. Berapa debit
air tersebut?
8.Luas penampang besar 10 cm^2 dan penampang kecil 5 cm^2 . Kecepatan aliran air pada pipa
besar 2 m/s mempunyai tekanan 40 kPa. Jika massa jenis air berapakah tekanan air pada pipa
kecil?
9. Air mengalir dengan kelajuan 10 m/s di dalam pipa datar berdiameter 20 cm menuju pipa kecil
berdiameter 10 cm. Berapakah debit dan kelajuan fluida pada pipa kecil berturut-turut?
10. Pipa masing-masing ujungnya berjari-jari 4 cm dan 6 cm. Jika kecepatan air pada penampang
kecil 2,0 m/s berapakah kecepatan air pada penampang besar?

SELAMAT MENGERJAKAN

28

Games

CARI KATA

Clue : Terdapat 20 kata

29

TEKA-TEKI SILANG

MENURUN MENDATAR
5. Satuan gaya menurut SI 1. Faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan
9. Tekanan yang diberikan zat cair dalam 2. Satuan kedalaman (h)
ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah 3. Tidak mengalami perubahan jenis massa
dengan besar dan bunyi hukum 4. Fluida yang diam
13. Aplikasi tegangan permukaan 6. Zat cair yang memiliki tegangan permukaan sebesar
15. Salah satu sifat fluida ideal 0,016 N / m
17. Pembuatan bendungan merupakan 7. Fluida yang bergerak atau mengalir
aplikasi 8. Penemu hukum pascal
18. Asal ilmuwan bernama arcimedes 10. Salah satu hukum yang berlaku dalam fluida dinamis
19. Massa jenis benda <Massa jenis zat cair 11. Alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran zat
20. Merupakan salah satu aplikasi tekanan cair
hidrostatis 12. Massa jenis benda = Massa jenis zat cair
14. Fa merupakan simbol dari
16. Contoh aplikasi hukum pascal

30

PRAKTIKUM

Fluida Statis

Tekanan Hidrostatis
Percobaan sederhana
Memahami Pengaruh Kedalaman Zat Cair Terhadap Tekanan
1. Siapkan sebuah botol air mineral.
2. Buat tiga lubang pada salah satu sisi botol tersebut dengan kedudukan/tingginya tidak sama.
Gunakan paku untuk melubanginya sehingga diperoleh besar lubang yang sama.
3. Isilah botol dengan air hingga penuh.
4. Amatilah air yang memancar dari ketiga lubang. Apakah tempat jatuhnya air yang terpancar dari
ketiga lubang sama? Menagapa bisa demikian?
5. Kesimpulan apa yang kalian peroleh dari kegiatan ini? Kemukakan hasilnya di depan kelas.

Memahami Pengaruh Massa Jenis Zat Cair Terhadap Tekanan
1. Siapkan tiga buag gelas ukur, sedotan plastik, tanah liat, spidol, air, larutan garam, dan minyak
goreng.
2. Tempelkan tanah liat pada salah satu ujung sedotan plastik.
3. Tuangkan air, minyak goreng, dan larutan garam ke dalam masing-masing gelas ukur dengan
volume sama.
4. Masukkan sedotan plastik yang ujungnya telah ditempeli tanah liat kedalam gelas ukur yang
berisi air. Tunggulah beberapa saat dan amati apa yang terjadi.
5. Ambil dan tandai sedotan tersebut dengan spidol tepat pada permukaan air.
6. Masukkan sedotan tersebut ke dalam gelar ukur yang berisi larutan garam. Amati letak tanda
tadi. Apakah letak tanda di atas atau di bawah permukaan larutan garam?
7. Ulangi langkah 6 untuk gelas ukur yang berisi minyak goreng.
8. Kesimpulan apa yang kalian dapat dari kegiatan ini?

31

Hukum Pascal

Mengamati Penggunaan Sistem Hidraulik
1. Bentuklah kelompok yang terdiri dari 5 siswa.
2. Pergilah ke bengkel mobil/kendaraan besar lain yang terdekat di sekitar tempat tinggal kalian.
3. Amati bagaimana caranya karyawan bengkel itu mengganti ban kendaraan dengan
menggunakan dongkrak.
4. Catat semua pengamatan yang telah kalian lakukan, kemuadia buatlah laporan tertulis berisi
jenis dongkrak yang digunakan beserta gambarnya, cara kerjanya, dan lain-lain.
5. Presentasikan hasil di depan kelas untuk membandingkannya dengan kelompok lain. Apakah
jenis dongkrak yang digunakan sama? Apakah untuk semua jenis dongkrak cara menggunakannya
sama? Kesimpulan apa yang kalian dapat dari kegiatan ini?

Hukum Archimedes

Memahami Pengertian Gaya Apung
1. Siapkan sebuah batu, tali, dan seember air.
2. Ikatkan batu pada salah satu ujung tali, lalu peganglah ujung lainnya secara vertikal.
3. Tariklah tali secara perlahan dan rasakan gaya tarik yang kamu berikan pada tali saat batu
tergantung di udara.
4. Masukkan batu tersebut ke dalam seember air, kemudian tariklah tali secara vertikal dengan
perlahan-lahan.
5. Rasakan gaya tarik yang kamu berikan pada tali saat batu berada di dalam air.
6. Berat manakah ketika kamu menarik batu di udara di dalam air?
7. Kesimpulan apa yang kalian peroleh dari kegiatan ini?

Mengamati Fenomena Terapung, Melayang Dan Tenggelam
1. Siapkan gabus, batu kecil, telur asin dan tiga buah toples kaca bening (A,B,C) berisi air.
2. Masukkan gabus ke dalam toples A. Cermati apa yang terjadi pada gabus itu.
3. Masukkan batu kecil ke dalam toples B. Amatilah apa yang terjadi pada batu itu.
4. Masukkan telur asin ke dalam toples C. Perhatikan apa yang terjadi pada telur asin itu.
5. Jelaskan di depan kelas, bagaimana keadaan benda yang terapung, melayang dan tenggelam!
6. Kesimpulan apa yang kamu dapat dari kegiatan ini?

32

Tegangan Permukaan

Mengamati gejala tegangan permukaan
1. Siapkan seutas kawat kecil, benang, jarum yang runcing, dan larutan
sabun/detergen yang agak kental.
2. Bentuklah kawat seperti segi empat kecil, lalu ikatlah bagian dalamnya
dengan benang (lihat gambar di samping).
3. Masukkan kawat tersebut ke dalam larutan sabun/detergen selama
beberapa saat, lalu keluarkanlah.
4. Tusuklah dengan jarum bagian dalam di antara benang. Apa yang terjadi?
5. Kesimpulan apa yang kalian peroleh dari kegiatan ini?
6. Kemukakan hasilnya secara jujur dan objktif di depan kelas!

Fluida Dinamis

Alat dan Bahan:
1. 3 buah botol masing- masing 600 mL
2. 1 buah solder
3. Stopwatch
4. Isolasi
5. Gunting
6. Penggaris
7. Buku dan Pulpen
8. Air

Langkah-langkah Percobaan
1. 1 buah botol di potong hingga bagian lehernya
2. Ukurlah tinggi botol, kemudian bagilah botol menjadi 4 bagian yang sama panjang,
tandailah dengan menggunakan pulpen
3. Bagian yang telah ditandai tersebut dilubangi menggunakan solder yang telah dipanaskan
4. Tutuplah lubang-lubang menggunakan isolasi
5. Berilah air pada botol tersebut hingga penuh, kemudian bukalah isolasi pada lubang
pertama, catatlah waktu yang diperlukan air hingga berhenti

Observasi
Untuk mengetahui penerapan fluida dinamis dalam kehidupan sehari-hari
1. Buatlah kelompok yang terdiri dari 4 siswa
2. Siapkanlah bekas penyemprotan serangga atau nyamuk
3. Masukanlah air kedalam alat penyemprotan
4. Lakukan penekanan sehingga keluar air seperti kabut
5. Amatilah apa yang terjadi

33

Kunci Jawaban

A. PILIHAN GANDA 6. B 11. A
7. D 12. B
1. C 8. C 13. D
2. A 9. A 14. E
3. D 10. C 15. A
4. A
5. D 2. Diketahui:
ρ = 1020 kg/m3
B. ESSAY g = 9,8 m/s2
P0 = 1,01 . 105 N/m2
1. Diketahui: Ph = 101 % P0 = 1,01 P0
h=5m Ditanya h........?
ρ = 1000 kg/m3 Jawab:
g = 9,8 m/s2 Ph = ρ.g.h + P0
Ditanya Ph........? Ph - P0 = ρ.g.h
Jawab: 0,01 × 1,01 . 105 N/m2 = 1020 kg/m3. 9,8 m/s2. h
Ph = ρ.g.h h = 1,01 m
P = 1000 kg/m3 . 9,8 m/s2. 5 m
P = 49000 N/m2 4.

3.

34

5. Penjelasan:
Salah, silet yang mengapung di atas permukaan air tidak dipengaruhi oleh gaya ke atas
melainkan karena adanya tegangan permukaan zat cair (air).

6. Diketahui: 7.
l = 25cm = 0,25 m
F=5N
Ditanya γ........?
Jawab:
Menghitung tegangan permukaan pada kawat U
γ = F/2l
γ = 5/(2.0,25)
γ = 10 N/m
Jadi permukaan zat cair 10 N/m

8.

9.

35