E-LKPD Fluida Statis

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

E-LKPD FLUIDA STATIS

Berbasis Discovery Learning

Untuk SMA/MA Kelas XI

Maria Veronika Adolf
Drs. Widodo Budhi, M.Si
Ayu Fitri Amalia, M.Sc

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA

YOGYAKARTA
2021

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

PERKENALAN

Penulis

Maria Veronika Adolf

Pembimbing

Drs. Widodo Budhi, M. Si
Ayu Fitri Amalia, M. Sc

Validator

Handoyo Saputro, S.Pd.,M.Si
Puji Hariati Winigsih, M.Si
Khozin, S.Pd

ii

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Puji dan syukur penulis haturkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat
dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Elektronik Lembar Kerja Peserta Didik (E-
LKPD) berbasis Discovery Learning pada pokok bahasan Fluida Statis. E-LKPD ini disusun
berdasarkan Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar dengan menggunakan kurikulum 2013
untuk sekolah menengah atas (SMA) kelas XI.

Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah
meluangkan waktu untuk membimbing dan memberi arahan selama penyusunan E-LKPD
Fisika berbasis Discovery Learning ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada validator
yang telah memvalidasi E-LKPD ini serta semua pihak yang telah membantu dan berpartisipasi
dalam penyusunan E-LKPD ini baik secara langsung maupun tidak langsung.

E-LKPD ini disusun dengan harapan agar digunakan sebagai sumber belajar oleh
peserta didik baik di sekolah maupun di tempat lainnya. Untuk menambah wawasan
pengetahuan bagi peserta didik kelas XI.

Penulis menyadari banyak kekurang dari E-LKPD ini, oleh sebab itu diharapkan saran
dan masukan dari pembaca untuk menyempurnakan E-LKPD ini.

Yogyakarta, 4 Januari 2020
Penulis

Maria Veronika Adolf

iii

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

DAFTAR ISI

Halaman Sampul Depan .................................................................................................i
Halaman Perkenalan .......................................................................................................ii
Kata Pengantar ................................................................................................................iii
Daftar Isi .........................................................................................................................iv
Daftar Gambar ................................................................................................................vi
Daftar Tabel ....................................................................................................................viii
Deskripsi E-LKPD ..........................................................................................................ix
Petunjuk Penggunaan E-LKPD.......................................................................................x
Standar Isi .......................................................................................................................xi
Peta Konsep ....................................................................................................................xiii
Pengertian Fluida ............................................................................................................14
Hukum-Hukum pada Fluida Statis..................................................................................16
1. Massa Jenis ..............................................................................................................16
2. Tekanan....................................................................................................................16
Kegiatan 1 .......................................................................................................................20
3. Hukum Pokok Hidrostatis........................................................................................24
4. Hukum Pascal ..........................................................................................................25
5. Hukum Archimedes .................................................................................................29
Kegiatan 2 .......................................................................................................................32
Tegangan Permukaan Zat Cair dan Viskositas Fluida....................................................39
1. Tegangan Permukaan Zat Cair ................................................................................40
2. Mengapa Terjadi Tegangan Permukaan pada Zat Cair?..........................................41
3. Formulasi Tegangan Permukaan .............................................................................41

iv

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

4. Kapilaritas ...........................................................................................................42
Kegiatan 3 .......................................................................................................................44

5. Penerapan Tegangan Permukaan dalam Kehidupan Sehari-hari ........................48
6. Viskositas............................................................................................................49
Evaluasi...........................................................................................................................52
Daftar Pustaka.................................................................................................................57
Biodata Penulis ...............................................................................................................58
Halaman Sampul Belakang.............................................................................................59

v

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kapal selam..................................................................................................... 15
Gambar 2. Seorang penyelam ........................................................................................... 15
Gambar 3. Perbandingan massa jenis air dan minyak ...................................................... 17
Gambar 4. Blaise Pascal ................................................................................................... 17
Gambar 5. Tekanan hidrostatis ......................................................................................... 18
Gambar 6. Tekanan mutlak yang bekerja pada suatu kedalaman zat cair ........................ 19
Gambar 7. Rangkaian percobaan tekanan hidrostatis ....................................................... 20
Gambar 8. Dua alat ukur tekanan (a) manometer terbuka dan (b) barometer raksa ......... 24
Gambar 9. Mesin hidrolik pengangkat mobil ................................................................... 25
Gambar 10. Prinsip kerja sebuah dongkrak hidrolik ........................................................ 26
Gambar 11. Dongkrak hidrolik ......................................................................................... 28
Gambar 12. Pompa hidrolik ban sepeda ........................................................................... 28
Gambar 13. Mesin hidrolik pengangkat mobil ................................................................. 28
Gambar 14. Benda mengapung......................................................................................... 30
Gambar 15. Benda tenggelam........................................................................................... 31
Gambar 16. Benda melayang............................................................................................ 31
Gambar 17. Berat beban di udara dan berat beban di dalam zat cair................................ 32
Gambar 18. Hidrometer .................................................................................................... 36
Gambar 19. Kapal laut ...................................................................................................... 36
Gambar 20. Kapal selam................................................................................................... 37
Gambar 21. Balon udara ................................................................................................... 37

vi

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Gambar 22. Archimedes ................................................................................................... 38
Gambar 23. Peristiwa terjadinya tegangan permukaan..................................................... 39
Gambar 24. Partikel A dan B............................................................................................ 41
Gambar 25. Formulasi tegangan permukaan .................................................................... 41
Gambar 26. Meniskus cekung dan meniskus cembung ................................................... 42
Gambar 27. Beberapa manfaat gejala kapiler ................................................................... 46
Gambar 28. (a) setetes air murni diletakkan di atas lilin yang bersih dan (b) setetes air
yang mengandung detergen yang diletakkan di atas lilin ................................................. 48
Gambar 29. Fluida ideal dan fluida kental........................................................................ 49
Gambar 30. (a) benda berbentuk bola jatuh bebas dalam fluida kental dan (b) diagram
gaya-gaya yang bekerja pada benda ................................................................................. 50

vii

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Hasil Percobaan Tekanan Hidrostatis ................................................................... 20
Tabel 2. Hasil Percobaan Hukum Archimedes ................................................................... 32

viii

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

DESKRIPSI E-LKPD

Elektronik Lembar Kerja Peserta Didik (E-LKPD) Fluida Statis merupakan
LKPD yang disajikan dalam bentuk elektronik. E-LKPD ini membahas
tentang materi fluida statis kelas XI SMA/MA. E-LKPD ini berbasis
Discovery Learning yang memiliki fungsi sebagai bahan ajar yang dapat
digunakan oleh peserta didik dalam memudahkan pembelajaran dan
pemahaman materi yang diperoleh. E-LKPD ini berisi kompetensi yang akan
dicapai, peta konsep, ringkasan materi, kegiatan eksperimen dan penjelasan
mengenai konsep fisika yang disajikan. Terdapat juga penunjang lain, seperti
ahli Fisika dan evaluasi soal yang dapat membantu untuk mengasah
kemampuan belajar yang sudah dilakukan. E-LKPD Fisika berbasis
Discovery Learning dapat dikaitkan dalam kehidupan sehari-hari. Peserta
didik dituntut agar lebih mandiri dalam mengerjakan dan menyelesaikan
masalah yang dihadapi dalam proses pembelajaran.

ix

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

PETUNJUK PENGGUNAAN E-LKPD

1. Bagi Guru
Guru dapat mengarahkan peserta didik untuk mempelajari E-LKPD di rumah
atau di luar jam sekolah secara mandiri untuk memperdalam pemahaman materi
fluida statis.

2. Bagi Peserta Didik
a. E-LKPD ini dapat digunakan secara mandiri atau bersama kelompok.
b. Keberhasilan belajar dengan menggunakan E-LKPD ini bergantung pada
ketekunan masing-masing individu.
c. Baca dan pahami setiap tujuan pembelajaran pada setiap kegiatan belajar!
d. Pahami setiap konsep dan contoh yang disajikan pada uraian materi di
kegiatan belajar dengan baik!
e. Jika terdapat tugas melakukan praktik, maka lakukan dengan membaca
petunjuk terlebih dahulu!
f. Catatlah semua kesulitan yang anda alami dalam mempelajari E-LKPD ini!
Tanyakan kesulitan tersebut kepada guru pada saat kegiatan tatap muka
maupun secara pribadi!

x

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

STANDAR Isi

KOMPETENSI INTI

KI.1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran yang dianutnya.
KI.2 : Menghayati dan mengamalakn perilaku jujur, disiplin, santun, peduli (gotong

royong, kerjasama, toleran, damai), bertanggung jawab, responsive, dan proaktif,
dalam berinteraksi secara efektif sesuai dengan perkembangan anakan dilingkungan,
keluarga, sekolah, masyarakat, dan lingkungan alam sekitar, bangsa, negara, kawasan
regional, dan kawasan internasional.
KI.3 :Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan metakognitif pada tingkat teknis, spesifik, detil, dan
kompleks berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni,
budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan
peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan
pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah.
KI.4:Menunjukkan keterampilan menalar, mengolah, dan menyaji secara : efektif, kreatif,
produktif, kritis, mandiri, kolaboratif, komunikatif, dan solutif, dalam ranah konkret
dan abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta
mampu menggunakan metode sesuai dengan kaidah keilmuan.

KOMPETENSI DASAR

3.3 Menerapkan hukum-hukum fluida statik dalam kehidupan sehari-hari
3.4 Merancang dan melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida statik,

berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya.

xi

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.3.1 Peserta didik dapat menjelaskan tentang Fluida Statis
3.3.2 Peserta didik dapat menentukan konsep Tekanan
3.3.3 Peserta didik dapat mengimplementasikan prinsip Hukum Pascal
3.3.4 Peserta didik dapat mengimplementasikan prinsip Hukum Archimedes
3.3.5 Peserta didik dapat mengidentifikasi peristiwa tegangan Permukaan Zat Cair dalam

kehidupan sehari-hari
3.3.6 Peserta didik dapat menjelaskan tentang gejala Kapilaritas
3.3.7 Peserta didik dapat menentukan konsep Viskositas
4.3.1 Peserta didik dapat melakukan percobaan sederhana hukum Archimedes

Tujuan Pembelajaran

Melalui kegiatan pembelajaran berbasis Discovery Learning peserta didik diharapkan
mampu :
1. Menjelaskan tentang Fluida Statis
2. Menentukan konsep Tekanan
3. Mengimplementasikan prinsip Hukum Pascal
4. Mengimplementasikan prinsip Hukum Archimedes
5. Mengidentifikasi peristiwa Tegangan Permukaan Zat Cair dalam kehidupan sehari-

hari
6. Menjelaskan tentang gejala Kapilaritas
7. Menentukan konsep Viskositas
8. Melakukan percobaan sederhana Hukum Archimedes

xii

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

PETA KONSEP

Tegangan memiliki Cair dapat FLUIDA Tekanan
Permukaan berwujud Hidrostatik
dibagi
Fluida menjadi memiliki
Statik
memenuhi

Fluida Hukum
Dinamik Pokok
Hidrostatik

dibagi Hukum diaplikasikan
menjadi Pascal kepada

Hukum Manometer
Archimedes Barometer

menyatakan menyatakan
adanya adanya
Gaya angkat ke Tekanan
atas diteruskan ke
segala arah
contoh
contoh
Hidrometer
Kapal laut Dongkrak hidrolik
Kapal selam Pompa hidrolik
Balon udara

• Barometer • Hukum Pascal • Tekanan Gauge
• Debit • Hukum Pokok • Tekanan Hidrostatik
• Fluida Ideal • Tekanan Mutlak
• Gaya Apung Hidrostatika • Tenggelam
• Gaya Kohesi • Manometer • Viskositas
• Gaya Kapiler • Melayang
• Hukum • Mengapung
• Tegangan Permukaan
Archimedes • Tekanan Atmosfer
• Hukum Stokes

xiii

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Apa itu Fluida???

“Fluida adalah zat yang

dapat mengalir dan

memberikan sedikit

hambatan terhadap

perubahan bentuk ketika

ditekan. Zat cair dan gas

termasuk dalam fluida”

14

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Stimulasi &
Identifikasi Masalah

Badan kapal selam terbuat dari logam yang massa
jenisnya lebih besar dari massa jenis air laut.

Mengapa kapal selam dapat dibuat
mengapung di atas air?

Bagaimana caranya kapal selam dapat di atur
mengapung dan menyelam ke dalam laut?

Gambar 1. Kapal Selam (Sumber : https://e-
baca.com/hukum-archimedes-ipa-smp-mts-kelas-8/)

Manusia tidak dapat menyelam lebih dari 120
m karena tekanan hidrostatis air akan
menghancurkannya.

Mengapa kapal selam dapat menyelam Gambar 2. Seorang Penyelam (Sumber :
lebih jauh ke dalam laut dibandingkan https://www.pngdownload.id/png-dldudh/)
dengan manusia?

15

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

A Hukum-Hukum pada Fluida Statis

1. Massa Jenis
Massa jenis merupakan salah satu sifat fisis zat

dengan volume zat tersebut.
Secara matematis massa jenis dinyatakan dengan

(1)
=

Keterangan: Gambar 3.Minyak selalu
= massa jenis benda (kg/m3 atau kg m-3) mengapung di atas air karena
m = massa benda (kg) massa jenis minyak lebih kecil
v = volume benda (m3) dari massa jenis air (sumber:
https://www.studiobelajar.com/fl
uida-statis/)

2. Tekanan
Tekanan didefenisikan sebagai gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada

suatu bidang dibagi dengan luas bidang tersebut.
Rumus Tekanan

P = (2)



Keterangan :
P = tekanan (N m-2, Pa)
F = gaya (N)
A = luas bidang (m2)

16

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Satuan SI untuk tekanan adalah pascal (Pa) untuk memberi penghargaan
kepada Blaise Pascal, penemu hukum Pascal, dengan konversi sebagai berikut.

1 Pa = 1 N/m2
Untuk keperluan cuaca, digunakan satuan atmosfer (atm), cmHg atau mmHg,
dan milibar (mb) dengan konversi sebagai berikut.

1 mb = 0,001 bar
1 bar = 105 Pa
1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 105 Pa = 1,01

Untuk menghormati Torricella, fisikawan Italia penemu barometer, ditetapkan
satuan tekanan dalam torr dengan konversi sebagai berikut.

1 torr = 1 mmHg

Tokoh Fisika

Blaise Pascal (1623-1662) adalah seorang Gambar 4.. Blaise Pascal
fisikawan Perancis kelahiran Clermount. (sumber; buku fisika untuk
Pada usia 18 tahun, ia menciptakan SMA/MA kelas XI)
kalkulator digital pertama di dunia. Blaise
Pascal menderita sakit kanker, untuk
mengurangi rasa sakitnya ia menghabiskan
waktu dengan bermain kartu dan melakukan
eksperimen terus meneru. Dari
keasyikannya bermain kartu, ia bersama
Fermat menemukan teori peluang. Dengan
eksperimennya bermain-main dengan air, ia
menemukan hukum Pascal.

17

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

a. Tekanan Hidrostatis
Tekanan didalam zat cair bergantung pada kedalaman; makin dalam letak

suatu tempat di dalam zat cair, maka semakin besar tekanan pada tempat itu.
Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke

bawah. Makin tinggi zat cair dalam wadah, semakin berat zat cair tersebut
sehingga semakin besar juga tekanan zat cair pada dasar wadahnya. Tekanan zat
cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut tekanan hidrostatik.

Jadi, tekanan hidrostatis ( ℎ) zat cair
dengan massa jenis pada ke dalaman ℎ
dirumuskan sebagai berikut.

Ph = gh (3)

Gambar 5. Tekanan Hidrostatis (Sumber :
https://kumparan.com/berita-
update/tekanan-hidrostatis-dan-rumus-
cara-menghitungnya-1upBiSnmiL2)

b. Tekanan Gauge
Tekanan gauge merupakan selisih antara tekanan yang tidak diketahui

dengan tekanan atmosesfer. Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur

tekanan adalah tekanan gauge. Apabila tekanan sesungguhnya ada, maka disebut

tekanan mutlak.

P = Pgauge + Patm (4)

18

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

c. Tekanan Mutlak/Atmosfer

Atmosfer merupakan Udara

lapisan udara yang menyelimuti Po

bumi. Pada tiap bagian atmosfer ada

gaya gravitasi yang bekerja. Zat h
Semakin ke bawah, maka semakin Cair
berat lapisan udara yang di atasnya.
Dengan demikian, semakin rendah P

suatu tempat, maka semakin tinggi Gambar 6. Tekanan mutlak yang bekerja
tekanan atmosfernya. pada suatu kedalaman zat cair
(Sumber:buku fisika SMA/MA kelas XI)

Tekanan mutlak pada suatu kedalaman tertentu dalam zat cair dirumuskan

sebagai berikut.

= + ℎ (5)

Perhatikan :

- Jika disebut tekanan pada suatu kedalaman tertentu, maka yang
dimaksud adalah tekanan mutlak.

- Jika tidak diketahui dalam soal, gunakan tekanan udara luar P0 = 1 atm
= 76 cmHg = 1,01 x 105 Pa

19

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Pengumpulan Data
& Pengolahan Data

Mari Bereksperimen!!!

Tekanan hidrostatis termasuk salah satu besaran yang
sangat terkait dengan sifat fluida statis.

Kegiatan ini bertujuan untuk menentukan hubungan
antara tekanan hidrostatis (Ph) dengan kedalaman (h)

A. Alat dan Bahan

1) Selang air yang dibentuk U

2) Mistar

3) Air

4) Gelas Beker

5) Corong

6) Karton

7) Selotip Gambar 7. Rangkaian percobaan tekanan hidrostatis
8) Balon (Sumber : https://pdfslide.net/documents/lkpd-fluida-
B. Prosedur Percobaan statis.html)

1) Siapkan alat dan bahan

2) Pasang corong yang ditutup dengan balon pada selang plastik. Buatlah

selang berbentuk huruf U dan tempelkan pada kertas karton. Kemudian

isilah selang sedikit air seperti pada gambar 7. Pastikan posisi air dalam

pipa sama tinggi.

3) Masukkan corong ke dalam air yang berada dalam gelas beker (seperti

pada gambar 7) hingga kedalaman h. Ukurlah kedalaman h dengan

cermat.

4) Ukurlah tekanan hidrostatis yang ditimbulkan oleh air dalam gelas

tersebut dengan mengukur jarak ketinggian air pada pipa U.

20

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

5) Ulangi langkah (2) dan (3) dengan mengubah kedalaman corong h, tetapi

fluidanya tetap.

6) Catatlah hasil pengamatan Anda dalam tabel dan gambarlah grafiknya.

7) Ulangi langkah (2) sampai (5) dengan mengganti air dan menggunakan

jenis fluida lain, seperti minyak,oli dan air sabun.

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 1. Hasil Percobaan Tekanan Hidrostatis

No Kedalaman (h) Kedalaman (h) ∆ℎ = ℎ2 − ℎ1 Tekanan
sebelum
setelah hidrostatis

dimasukkan ke dimasukkan ke (Ph) (P)

dalam gelas beker dalam gelas

(m) beker (m)

1

2

3

... dst....

D. Pertanyaan dan Diskusi
1) Apakah tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh besar kedalaman zat cair?

Jawab

21

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

2) Tuliskan hubungan antara Ph dengan h!
Jawab

Pembuktian &
Kesimpulan

Mari Bereksperimen!!!

1. Lakukan percobaan seperti di atas dengan mengganti air dan gunakan jenis
fluida lain seperti, minyak, oli dan air sabun. Bandingkan ketiga grafik yang
diperoleh!
Jawab

22

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

2. Buatlah kesimpulan dari percoban pertama dan percobaan kedua yang telah
Anda lakukan!
Jawab

23

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

3. Hukum Pokok Hidrostatis

Sebelum mempelajari hukum pokok hidrostatis, silahkan membuka link ini
https://youtu.be/SGzsCVEe26U tentang percobaan cepat.

Hukum Pokok Hidrostatis dinyatakan;
“ tekanan hidrostatis pada semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama
di dalam zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama” (Marthen Kanginan,
2017:115).

Persamaan Hukum Pokok Hidrostatis

= (6)
0 + 1 ℎ1 = 0 + 2 ℎ2

1ℎ1 = 2ℎ2

Alat Ukur Tekanan Gas

ab

Gambar 8. Dua alat ukur tekanan; (a) manometer terbuka dan (b) barometer raksa
(Sumber : https://files1.simpkb.id/guruberbagi/rpp/159658-1601299138.pdf)

Dengan menerapkan hukum pokok hidrostatika di titik A dan B, maka dapat

digunakan persamaan berikut:

Untuk manometer Untuk barometer

= = (7)
= 0 + ℎ 0 = ℎ

24

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

4. Hukum Pascal

Stimulasi &
Identifikasi Masalah

Ketika sedang melewati tempat cucian mobil,
pernahkan kalian melihat mobil dapat terangkat
sendiri hanya dengan sebuah alat tanpa bantuan
tangan manusia (seperti gambar 9).

Mengapa mobil yang memiliki massa lebih

besar dapat diangkat oleh benda seperti mesin Gambar 9. Mesin Hidrolik Pengangkat
hidrolik? Mobil (Sumber : http://ipaedukasi-
supena.blogspot.com/2013/08/menghitu
ng-gaya-angkat-alat-pengangkat.html)

Ayo Pelajari Hukum Pascal

Bunyi Hukum Pascal
“tekanan yang diberikan pada zat cair didalam
ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala
arah” (Marthen Kanginan, 2017:119).

25

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Prinsip Kerja Hukum Pascal

Sebuah dongkrak hidrolik terdiri atas bejana dengan dua kaki (kaki 1 dan 2) yang
masing-masing diberi pengisap. Pengisap 1 memiliki luas penampang 1 (lebih kecil)
dan pengisap 2 memiliki luas penampang 2 (lebih besar). Bejana di isi dengan cairan
seperti oli.

F1 F2

A1 A2
12

PA1 PA2
Cairan
(misalnya oli)

Gambar 10. prinsip kerja sebuah dongkrak hidrolik
(sumber;buku fisika SMA/MA kelas XI)

Berdasarkan gambar 10, jika pengisap 1 Sesuai hukum Pascal bahwa tekanan
ditekan dengan gaya 1 , zat cair akan pada zat cair dalam ruang tertutup
menekan pengisap 1 ke atas dengan diteruskan sama besar ke segala arah,
gaya 1 . Akibatnya, terjadi pada pengisap 2 bekerja gaya ke atas
keseimbangan pada pengisap 1 dan 2 . Gaya 2 yang bekerja pada
berlaku persamaan sebagai berikut. pengisap 2 dengan arah ke bawah
adalah gaya yang seimbang.

(*) = 1 atau = 1 2 = 2 atau = 2 (**)
1 1 2

26

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Dengan menyamakan ruas kanan pada persamaan (**) dan (*), maka kita peroleh
hasilnya sebagai berikut:

2 1 (8)
2 1
=

2 = 2 1 (9)
1

Penampang yang berbentuk silinder dengan diameter (garis tengah) yang diketahui,
Apabila pengisap 1 berdiameter 1 dan pengisap 2 berdiameter 2, maka dapat di tulis
sebagai berikut.

1 = 12 dan 2 = 22
4 4

2 = 12 = ( 12) 1
1 4

22
4

Jika nilai perbandingan tersebut dimasukkan ke persamaan (9), maka hasilnya

seperti berikut.

2 = ( 12)2 1 (10)

27

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Penerapan hukum Pascal pada kehidupan sehari-hari

Berdasarkan hukum Pascal, dengan memberikan gaya yang kecil pada pengisap
(piston) berdiameter (luas penampang) kecil, dapat diperoleh gaya yang besar
pada pengisap berdiameter besar. Prinsip inilah yang dimanfaatkan pada
peralatan teknik yang membantu pekerjaan kita.

Gambar 11. Dongkrak hidrolik (Sumber: Gambar 12. Pompa hidrolik ban sepeda
https://teknisimobil.com/smk-
otomotif/mengenal-jenis-dongkrak- (Sumber : http://wonktzo-
mobil-yang-wajib-ada-di-bengkel- maysmartboy.blogspot.com/2012/12/hu
mobil-7106/) kum-pascal.html)

Gambar 13. Mesin hidrolik pengangkat mobil
(Sumber : https://gurupembelajar.my.id/contoh-
penerapan-hukum-pascal-dalam-kehidupan-
sehari-hari/)

28

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Stimulasi &
Identifikasi Masalah

Silahkan membuka link ini

https://youtu.be/SGzsCVEe2
6U

Apa yang terjadi pada benda-benda tersebut (nonton video
dalam link)?

Ayo Pelajari Hukum Archimedes

5. Hukum Archimedes
Hukum Archimedes berbunyi;
“suatu benda yang tercelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu fluida
sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”

(Marthen Kanginan, 2017:124).

Jika berat benda di udara w, berat benda di dalam zat cair w’, maka gaya ke atas (Fa)

Fa = w – w’ (11)

Gaya ke atas juga dirumuskan dengan:

Fa = g  Fa = g (12)

Keterangan :
Fa = gaya apung (N)
= massa fluida (kg)
= massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
= volume benda yang tercelup dalam zat cair (m3)

29

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Suatu benda yang tercelup di dalam zat cair, selalu bekerja gaya ke atas Fa dan
juga gaya berat w yang berarah ke bawah. Berdasarkan besarnya kedua gaya ini, posisi
benda dalam zat cair dapat digolongkan menjadi tiga yaitu, mengapung, tenggelam,
dan melayang.

a. Mengapung

Pada kasus mengapung, gaya berat benda w

sama dengan gaya ke atas Fa. Pada kasus ini hanya

sebagian benda yang tercelup di dalam at cair

sehingga volume zat cair yang dipindahkan sama

dengan volume benda yang tercelup di dalam zat

cair dan lebih kecil dari volume benda.

w = Fa Gambar 14. Benda mengapung
mg = mfg (Sumber:https://esempe1patean.blogsp
( )g = ( )g ot.com/2015/03/hukum-archimedes-
= fisika-smp.html)

= (13)


Keterangan :
= massa jenis benda (kg/m3)
= massa jenis fluida (kg/m3)
= volume benda yang tercelup di dalam zat cair (m3)
= volume benda seluruhnya (m3)

Syarat mengapung , rata-rata <
Jika massa jenis rata-rata benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair,
benda akan mengapung dipermukaan zat cair.

30

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

b. Tenggelam

Pada kasus tenggelam, gaya berat benda w

lebih besar daripada gaya ke atas Fa. Pada
keadaan tenggelam, seluruh benda tercelup di

dalam zat cair, sehingga volume zat cair yang

dipindahkan sama dengan volume benda.

w > Fa Gambar 15. Benda tenggelam (Sumber:
mbg > mfg https://esempe1patean.blogspot.com/20
( )g > ( )g 15/03/hukum-archimedes-fisika-
smp.html)

> (14)

Syarat tenggelam , rata-rata >
Jika massa jenis rata-rata benda lebih besar daripada massa jenis zat cair,
benda akan tenggelam didasar wadah zat cair.

c. Melayang

Pada kasus melayang, gaya berat benda w

sama dengan gaya ke atas Fa. Pada kasus ini

seluruh benda tercelup di dalam zat cair

sehingga volume zat cair yang dipindahkan

saman dengan volume benda seluruhnya.

w = Fa Gambar 16. Benda melayang (Sumber:
mbg = mfg https://esempe1patean.blogspot.com/20
( )g = ( )g 15/03/hukum-archimedes-fisika-
smp.html)

= (15)

Syarat melayang , rata-rata =
Jika massa jenis rata-rata benda sama dengan massa jenis zat cair, benda
akan melayang dalam zat cair di antara permukaan dan dasar wadah zat cair.

31

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Pengumpulan Data
& Pengolahan Data

Mari Bereksperimen!!!

Tujuan :

1) Untuk membuktikan bahwa berat benda di fluida

lebih kecil daripada berat benda di udara.

2) untuk menemukan gaya ke atas sama dengan

berat fluida

A. Alat dan Bahan

1) Gelas Ukur

2) Neraca Pegas

3) Beban

4) Statif

5) Air

6) Wadah Gambar 17. Berat beban di udara dan
7) Hidrometer berat beban di dalam zat air (Sumber :
https://dparamitadewi.wordpress.com/ipa
B. Prosedur Percobaan -2/ipa-3/semester-2/tekanan/gaya/)

1) Siapkan alat dan bahan

2) Isi gelas ukur dengan air usahakan tepat pada skala sehingga volume air

mula-mula diketahui

3) Ukur berat beban di dalam zat cair dengan memasukkan beban ke dalam

zat cair yang diikat pada ujung neraca pegas seperti gambar 14.

4) Ukur massa jenis zat cair dengan hidrometer

5) Ulangi langkah (2) dan (3) untuk beban dengan volume berbeda

6) Catat hasilnya dalam tabel pengamatan

32

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 2. Hasil Percobaan Hukum Archimedes

No Vol. air mula- Vol. air akhir Berat beban Berat beban
dalam air (N)
mula (m3) (m3) di udara (N)

1

2

3

4 dst...

D. Pertanyaan dan Diskusi
1) Bandingkan selisih berat beban di udara dengan berat beban di dalam zat
cair dengan berat zat cair yang dipindahkan!
2) Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan Anda!

Jawab

E. Data Hasil PercobaanAlat dan Bahan
33

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Pembuktian &
Kesimpulan

Mari Bereksperimen!!!

Percobaan sederhana untuk membuktikan konsep
hukum Archimedes

A. Alat dan Bahan
Telur, Garam, Gelas, dan Air

B. Prosedur Percobaan
1) Tuangkan air ke dalam gelas hampir penuh
2) Masukkan satu butir telur ke dalam gelas tersebut
3) Amati proses yang terjadi (benda tenggelam)
4) Kemudian tambahkan garam dan aduk sampai merata
5) Aduk secara perlahan sampai merata
6) Lalu masukkan satu butir telur ke dalam gelas tersebut
7) Amati proses yang sedang terjadi (benda melayang)
8) Ulangi langkah untuk mendapatkan proses benda terapung

34

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

C. Pertanyaan dan Diskusi
1. Berdasarkan hasil percobaan yang Anda lakukan, Jelaskan apa yang
menyebabkan benda tenggelam, melayang, dan terapung!
Jawab

2. Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan Anda!
Jawab

35

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

d. Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-hari

(1) Hidrometer

Hidrometer merupakan alat

untuk mengukur massa jenis cairan.

Dengan membaca skala pada

hidrometer yang ditempatkan

mengapung pada zat cair, maka nilai

massa jenis cairan dapat diketahui. Gambar 18. Hidrometer (Sumber :
Persamaan Hidrometer https://enjiner.com/hukum-)

(16)
ℎ =

• Jika massa jenis cairan kecil ( kecil), tinggi hidrometer yang
tercelup didalam cairan besar ( ℎ besar), maka bacaan skala
menunjukkan angka yang lebih kecil.

• Jika massa jenis cairan besar ( besar), tinggi hidrometer yang
tercelup didalam cairan kecil ( ℎ kecil), maka bacaan skala
menunjukkan angka yang lebih besar.

(2) Kapal Laut

Badan kapal yang dibuat dari besi

dirancang dengan keadaan yang dibuat

berongga. Hal ini agar volume air laut

yang dipindahkan oleh badan kapal

menjadi besar. Gaya apung sebanding

dengan volume air yang dipindahkan

sehingga gaya apung menjadi sangat Gambar 19. Kapal Laut (Sumber :

besar. https://www.fisika.co.id/2020/10/huku
m-archimedes.html)

36

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

(3) Kapal Selam

Kapal selam memiliki tangki pemberat

yang terletak di antara lambung sebelah

dalam dan lambung sebelah luar. Tangki

tersebut dapat di isi air atau udara. Udara

lebih ringan dari pada air. Berdasarkan

konsep gaya apung, berat total kapal selam

akan menentukan apakah kapal akan
mengapung atau menyelam.
Gambar 20. Kapal Selam
(Sumber:https://bagiartikel24.blo
gspot.com/2017/01/bunyi-hukum-
archimides-pascal.html)

(4) Balon Udara Gambar 21. Balon Udara (Sumber :
Seperti halnya zat cair, udara juga http://fentylevitasari.blogspot.com/2
015/12/prinsip-kerja-balon-
termasuk fluida yang melakukan gaya udara.html)
apung benda. Gaya apung yang dilakukan
udara pada benda sama dengan berat udara
yang dipindahkan oleh benda. Rumus gaya
apung yang dilakukan udara tetap seperti
pada persamaan (jgn lupa isi), hanya di sini
adalah massa jenis udara. Prinsip gaya
apung yang dikerjakan udara inilah yang
dimanfaatkan pada balon udara.

37

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Tokoh Fisika

Archimedes (287 SM – 212 SM) adalah
seorang matematikawan, astronom,
filsuf, fisikawan, dan insinyur dari
Yunani yang terkenal. Pada suatu hari
karena merasa letih dari pekerjaan
yang dilakukan, ia menceburkan diri ke Gambar 22. Archimedes (Sumber:

https://id.wikipedia.org/wiki/Arch

dalam bak air mandi yang terisi penuh imedes)
dengan air. Kemudian, ia memperhatikan ada air yang tumpah ke
lantai. Dari hasil yang dilihatnya itu, ia membuat hukum
Archimedes. Beliau adalah orang yang mendasarkan
penemuannya dengan eksperimen sehingga dijuluki Bapak IPA
Eksperimental.

38

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

B Tegangan Permukaan Zat Cair dan
Viskositas Fluida

Stimulasi &
Identifikasi Masalah

Perhatikan gambar 23 berikut.

Gambar 23. (a) tetes embun pada sarang laba-laba, (b) tetes air yang jatuh dari keran air,
(c) serangga hinggap pada permukaan air (sumber:buku fisika SMA/MA kelas XI)

Mengapa terdapat tetes embun pada sarang laba-laba?
Mengapa saat menutup keran air masih terdapat sisa tetes air yang jatuh?
Mengapa serangga dapat hinggap di atas permukaan air?

39

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

1. Tegangan Permukaan Zat Cair
Sebelum mempelajari tegangan permukaan, bukalah link berikut ini tentang

percobaan sederhana tegangan permukaan zat cair.
https://youtu.be/SGzsCVEe26U

Berdasarkan video yang Anda amati, jelaskan:
• Massa jenis silet jelas lebih besar daripada massa jenis air,

tetapi mengapa silet dapat mengapung di air?
• Mengapa ketika ditambahkan sedikit detergen atau larutan

sabun ke dalam air, silet dapat tenggelam?

Ayo Pelajari Tegangan Permukaan

Apa itu tegangan
permukaan zat cair?

Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair
untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan
elastis (Marthen Kanginan, 2017:139).

40

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

2. Mengapa Terjadi Tegangan Permukaan pada Zat Cair? B

Partikel-partikel yang sejenis dapat

terjadi akibat adanya gaya tarik-menarik yang

disebut gaya kohesi. Perhatikan gambar 24 di

samping. A mewakili partikel didalam zat A
cair, sedangkan B mewakili partikel di

permukaan zat cair. Resultan gaya pada Gambar 24. partikel A dan B
partikel-partikel A di dalam zat cair adalah (sumber:buku fisika SMA/MA kelas XI)
sama dengan nol dan di dalam zat cair tidak ada tegangan permukaan. Sedangkan,

pada partikel B resultan gaya berarah ke bawah yang bekerja pada permukaan zat

cair. Resultan gaya yang bekerja tersebut akan membuat permukaan cairan yang

kecil-kecil, dan itu menyebabkan lapisan-lapisan atas seakan-akan tertutup oleh

hamparan selaput elastis yang ketat. Selaput ini cenderung menyusut sekuat

mungkin. Peristiwa inilah yang disebut tegangan.

3. Formulasi Tegangan Permukaan

Gambar 25 menunjukkan contoh lain dari

tegangan permukaan. Seutas kawat dibengkokkan

hingga berbentuk U dan seutas kawat kedua dapat

meluncur pada kaki-kaki kawat U. Ketika alat ini

dicelupkan dalam larutan sabun dan dikeluarkan,

kawat kedua (jika beratnya tidak begitu besar) akan

tertarik ke atas. Untuk menahan kawat ini agar tidak Gambar 25. formulasi tegangan

meluncur ke atas, kita perlu mengerjakan gaya T ke permukaan (Sumber :

bawah. Total gaya ke bawah yang menahan kawat https://fisikazone.com/tegangan-

kedua adalah F = T + w. permukaan/)

Kita misalkan panjang kawat kedua adalah L. Larutan sabun yang menyentuh
kawat kedua memiliki dua permukaan sehingga gaya tegangan permukaan bekerja
sepanjang 2L panjang permukaan.

41

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Tegangan permukaan ( ) dalam larutan sabun didefenisikan sebagai
perbandingan antara gaya tegangan permukaan (F) dan panjang permukaan (d) tempat
gaya tersebut bekerja. Secara matematis dapat ditulis seperti berikut.

(17)
=

Untuk peristiwa ini, = 2 , sehingga persamaan 17 menjadi seperti berikut.

(18)
= 2

4. Kapilaritas
Jika sebuah pipa yang terbuka kedua ujungnya ditegakkan dengan sebuah

ujungnya berada di atas permukaan zat cair, sedangkan ujung yang lain di bawah
permukaan, maka permukaan zat cair dalam pipa tidak sama dengan tinggi permukaan
zat cair di luar pipa.

Gambar 26. meniskus cekung dan
meniskus cembung (Sumber :
https://idschool.net/umum/pengertian-
kapilaritas/)

Bila zat cair membasahi dinding (meniskus cekung), maka zat cair dalam pipa
lebih tinggi daripada di luar pipa, sebaliknya bila zat cair tidak membahasahi dinding
(meniskus cembung), maka zat cair dalam pipa lebih rendah daripada di luar pipa.

42

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair dalam pipa kapiler ((pipa
sempit) dinamakan gejala kapiler atau kapilaritas. Kenaikan dan penurunan permukaan
zat cair di dalam pipa kapiler bergantung pada kohesi dan adhesi.

Kenaikan atau penurunan permukaan zat cair di dalam pipa kapiler dihitung
dengan rumus berikut.

h = 2 (19)
ρ

Keterangan :
h = kenaikan/penurunan permukaan zat cair dalam pipa (m)
= tegangan permukaan zat cair (N/m atau N m-1)
= sudut kontak
= massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
r = jari-jari pipa kapiler (m)

43

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!! Pengolahan Data &
Pengumpulan Data

Mengamati gejala kapilaritas pada sedotan
Pengamatan :
Amatilah ketinggian permukaan air pada sedotan yang
berbeda.

A. Alat dan Bahan
1) Gelas Beker
2) Sedotan
3) Air
4) Gunting
5) Mistar
6) Spidol

B. Prosedur Percobaan
1) Siapkan alat dan bahan.
2) Isilah gelas beker dengan air.
3) Masukkan beberapa sedotan yang memiliki diameter berbeda. Usahakan
sedotan tidak sampai tenggelam ke dalam air.
4) Ukurlah ketinggian permukaan air yang naik di dalam tiap-tiap sedotan.
Ketinggian di ukur dari permukaan air di luar sedotan.
5) Lakukan pengukuran dengan teliti.

44

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

C. Pertanyaan dan Diskusi
1) Apakah ketinggian air berbeda?
2) Sedotan mana yang memiliki permukaan air paling tinggi?
3) Apa yang memegaruhi ketinggian permukaan air?
4) Dapatkah Anda menjelaskan keuntungan dan kerugian gejala ini dalam
kehidupan sehari-hari?
Jawab

D. Kesimpulan
1) Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan yang Anda lakukan!
Jawab

45

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Pembuktian &
Kesimpulan

Mari Bereksperimen!!!

Mengamati gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-
hari

1. Lakukan percobaan di rumah untuk membuktikan pemanfaatan gejala
kapiler pada zat cair! Perhatikan gambar 27 merupakan ilustrasi dari
beberapa manfaat gejala kapiler dalam kehidupan sehari-hari.

Gambar 27. Beberapa manfaat gejala kapiler
(Sumber : buku fisika SMA/MA kelas XI)

46

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Mari Bereksperimen!!!

2. Jelaskan peristiwa yang ditunjukkan oleh setiap gambar tersebut yang
berkaitan dengan gelaja kapiler! Berilah kesimpulan mengenai percobaan
Anda!
Jawab

47

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

5. Penerapan Tegangan Permukaan dalam Kehidupan Sehari-hari

Detergen sintesis modern juga a

didesaian untuk meningkatkan

kemampuan air membasahi kotoran b
yang melekat pada pakaian, yaitu

dengan menurunkan tegangan Gambar 28. (a) setetes air murni diletakkan di
permukaan air. Banyak kotoran pakaian atas lilin yang bersih. (b) setetes air yang
yang tidak larut di dalam air segar, tetapi mengandung detergen diletakkan di atas lilin
larut di dalam air yang diberi detergen. (Sumber:buku fisika SMA/MA kelas XI)

Pengaruh detergen dapat dilihat dengan meneteskan air segar dan air yang mengandung

detergen ke atas lilin yang bersih. Air segar tidak membasahi lilin dan bentuk

butirannya tidak berubah (perhatikan gambar 28). Tampak bahwa detergen

memperkecil tegangan permukaan air, sehingga air mampu membasahi lilin.

Antiseptik yang dipakai mengobati luka, selain memiliki daya bunuh kuman
yang baik, juga memiliki tegangan permukaan yang rendah, sehingga antiseptik dapat
membasahi seluruh luka. Jadi, alkohol dan hampir semua antiseptik memiliki tegangan
permukaan yang rendah.

48

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

6. Viskositas

a. Hukum Stokes untuk Fluida Kental

Pada suatu fluida ideal (fluida

tidak kental), tidak ada viskositas a v

(kekentalan) yang menghambat lapisan-

lapisan fluida ketika lapisan-lapisan

tersebut menggeser satu di atas lainnya. v = 0 di
Pada suatu pipa dengan luas penampang dinding
seragam (serba sama), setiap lapisan
b

fluida ideal bergerak dengan kecepatan v maksimum
yang sama. Demikian juga lapisan pada pusat

fluida yang dekat dengan dinding pipa Gambar 29. (a) dalam aliran fluida ideal,
seperti pada Gambar 29a. Ketika semua partikel fluida yang melintasi pipa
viskositas (kekentalan) ada, kecepatan memiliki kecepatan sama, (b) dalam
lapisan-lapisan fluida tidak seluruhnya aliran fluida kental, kecepatan fluida pada
sama, seperti pada Gambar 29b. permukaan dinding adalah nol dan
bertambah hingga mencapai maksimum
sepanjang sumbu pusat (sumber:buku
fisika SMA/MA kelas XI)

Lapisan fluida yang terdekat dengan dinding pipa bahkan sama sekali tidak

bergerak ( = 0), sedangkan lapisan fluida pada pusat pipa memiliki kecepatan

terbesar.

Viskositas pada aliran fluida kental sama saja dengan gesekan pada
gerak benda padat. Untuk fluida ideal, viskositas = 0 sehingga benda yang
bergerak dalam fluida ideal tidak mengalami gesekan yang disebabkan oleh
fluida. Namun, jika benda tersebut bergerak dengan kelajuan tertentu dalam
fluida kental, gerak benda akan dihambat oleh gaya gesekan fluida pada benda
tersebut. Besar gaya gesekan fluida dirumuskan sebagai berikut.

= (20)

49

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Koefesien k bergantung pada bentuk geometris benda. Untuk yang
memiliki bentuk geometris berupa bola dengan jari-jari r, dari perhitungan
laboratorium diperoleh nilai berikut.

= 6 (21)

Dengan memasukkan nilai k tersebut ke dalam persamaan 21, diperoleh

persamaan Hukum Stokes seperi berikut. (22)

= 6

Keterangan :
= gaya hambatan (N)
= koefisien viskositas (kg/m s atau Pa s)
r = jari-jari bola (m)
v = kelajuan relatif benda terhadap fluida (m/s)
= 3,14
b. Kecepatan Terminal

Suatu benda yang dijatuhkan bebas dalam suatu fluida kental,
kecepatannya semakin besar hingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang
tetap. Kecepatan terbesar yang tetap ini dinamakan kecepatan terminal.

Pada suatu benda yang jatuh bebas dalam fluida kental, selama geraknya
pada benda tersebut bekerja tiga gaya, yaitu gaya berat w = mg, gaya ke atas
yang dikerjakan fluida Fa, dan gesekan yang dikerjakan fluida Ff seperti pada
gambar 30.

Fa Ff Arah
gerak

a b w = mg vT

Gambar 30. (a) benda berbentuk bola jatuh bebas dalam fluida
kental. (b) diagram gaya-gaya yang bekerja pada benda
(sumber;buku fisika SMA/MA kelas XI)

50