E-LKPD Fluida Statis

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

Seperti telah dinyatakan, benda akan bergerak semakin cepat sampai
mencapai kecepatan terminal yang konstan. Pada saat kecepatan terminal
tercapai, gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah seimbang.

∑F = 0

+mg – Fa - Ff = 0

Ff = mg - Fa . . . (*)

Jika massa jenis benda = , massa jenis fluida = , dan volume benda = ,

gaya ke atas = .

Berat benda mg = ( )g
Gaya gesekan = 6

Dengan memasukkan besar ketiga gaya tersebut ke dalam persamaan (*),
hasilnya diperoleh sebagai berikut.

6 = −
6 = ( − )

Kecepatan terminal dalam fluida kental

( − ) (23)
6
=

Untuk benda berbentuk bola dengan jari-jari r, volume benda = 4 3
3

sehingga persamaan 23 menjadi seperti berikut.

= (34 3 ) ( − )
6

Persamaan kecepatan terminal dalam fluida kental seperti berikut.

2 2 (24)
= 9 ( − )

51

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

A. Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang tepat. Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut.
1. Massa jenis bola yang memiliki massa 0,5 kg dengan diameter 10 cm adalah. . . . .
a. 0,942 g/cm3
b. 0,945 g/cm3
c. 0,933 g/cm3
d. 0,955 g/cm3
e. 0,925 g/cm3
2. Sebuah balok kayu mempunyai rapat massa 800 kg/m3 dan berukuran (30 cm x 40 cm x 50
cm). Tekanan maksimum yang dapat diberikan balok pada permukaan tempat balok berdiri
adalah . . . . .
a. 1.200 Pa
b. 2.400 Pa
c. 3.200 Pa
d. 4.000 Pa
e. 4.800 Pa
3. Air di dalam tabung mempunyai massa jenis 1 g/cm3. Tekanan hidrostatis di titik B (lihat
gambar), bila titik B berada pada kedalaman 20 cm dari permukaan dan g = 10 m/det2 adalah
.....

B 20 cm

a. 2 x 103 N/m2
b. 3 x 103 N/m2
c. 4 x 103 N/m2
d. 5 x 103 N/m2
e. 6 x 103 N/m2

52

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

4. Pompa hidrolik mempunyai penampang A1 = 10 cm2 dan A2 = 30 cm2. Jika beban pada
penampang A1 seberat 50 N, maka beban yang terangkat pada penampang A2 adalah. . . . .
a. 50 N
b. 150 N
c. 300 N
d. 500 N
e. 1.500 N

5.

Perhatikan gambar di atas. Diameter A = 100 cm dan diameter B = 40 cm. Bila pengisap
A ditekan dengan gaya 6,25 x 104 N, maka gaya yang dihasilkan pada pengisap B adalah.
....
a. 1,0 x 104 N
b. 2,5 x 104 N
c. 6,25 x 104 N
d. 10,0 x 104 N
e. 39,0 x 104 N

6. Tiga bejana berhubungan ditutup oleh pengisap yang luasnya masing-masing 4 cm2, 24
cm2, 60 cm2. Apabila pada pengisap yang terkecil menekan gaya sebesar 12 N, gaya yang
harus menekan kepada pengisap lain-lainnya supaya setimbang adalah. . . .
a. 70 N; 180 N
b. 72 N; 180 N
c. 70 N; 186 N
d. 172 N; 186 N
e. 80 N; 170 N

53

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

7. Sebuah benda yang massa jenisnya sama dengan massa jenis air berada didasar kolam
air yang dalamnya h. Jika percepatan gravitasi g, massa benda m, dan volume benda V,
besar gaya normal dari dasar kolam pada benda adalah. . . . . .
a. nol
b. mg
c. gh
d. gV
e. mg – gh

8. Sebuah balok kayu dengan massa 10 kg dan massa jenis 0,8 g/cm3
tepat tercelup seluruhnya dibawah permukaan air jika di atas balok
kayu itu diletakkan sebuah pemberat P. Jika massa jenis air dianggap
1 g/cm3 dan g = 10 m/s2, massa pemberat P adalah. . . . .
a. 0,5 kg
b. 1 kg
c. 1,5 kg
d. 2 kg
e. 2,5 kg

9. Perhatikan data berikut.
(1) Sudut kontak
(2) Massa jenis cairan
(3) Jari-jari pipa kapiler
(4) Tekanan atmosfer
Naiknya suatu cairan dalam pipa kapiler bergantung pada besaran nomor. . . .
a. (4)
b. (1) dan (3)
c. (2) dan (4)
d. (1), (2), dan (3)
e. (1), (2), (3), dan (4)

54

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

10. Permukaan air ( = 1 g/cm3) di dalam pipa kapiler berdiameter dalam 1 mm adalah 4 cm
di atas permukaan air di luar pipa itu. Jika sudut kontak air dalam pipa kapiler 60o, besar
tegangan permukaan air adalah. . . . .
a. 0,2 N/m
b. 0,4 N/m
c. 0,6 N/m
d. 0,8 N/m
e. 1 N/m

B. Esai
Kerjakan soal-soal berikut.
1. Sebuah kasur air memiliki ukuran panjang 2 m, lebar 2 m, dan tebal 30 cm.
a. Jika massa bahan kasur (tanpa air) adalah 20 kg, hitung besar kasur tersebut.
b. Hitung tekanan yang dikerjakan kasur pada lantai.
(massa jenis air = 1.000 kg/m3, g = 9,8 m/s2)
2. Sebuah manometer U yang berisi raksa digunakan untuk mengukur tekanan gas. Tinggi
raksa dalam yang terbuka gas. Tinggi raksa dalam tabung yang terbuka adalah 600 mm
lebih tinggi dari tabubg U yang dihubungkan ke tangki gas. Berapa besar tekanan gas
tersebut (dalam pascal)? (massa jenis raksa = 1,36 x 104 kg/m3, tekanan atmosfer = 1,01
x 105 Pa, g = 9,8 m/s2).
3. Sebuah balok kayu kecil dengan massa jenis 0,4 x 103 kg/m3 ditenggelamkan ke dalam
air pada kedalaman 2,7 m. Tentukan :
a. Percepatan balok menuju permukaan air ketika balok dilepaskan;
b. Waktu yang diperlukan balok untuk mencapai permukaan.
Abaikan kekentalan.
4. Air naik sampai ketinggian 10 cm dalam suatu pipa kapiler tertentu. Dalam pipa kapiler
yang sama, permukaan raksa turun 3,5 cm. Tentukan perbandingan antara tegangan
permukaan raksa dan air. Massa jenis raltif raksa 13,6 serta sudut kontak air 0o dan untuk
raksa 143o (sin 37o = 0,6).

55

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

5. Sebuah benda berbentuk bola dengan diameter 2 cm dijatuhkan bebas dalam suatu cairan
tertentu yang massa jenisnya 700 kg/m3. Dari eksperimen didapatkan bahwa kelajuan
terbesar yang dicapai benda adalah 4,9 m/s. Jika massa jenis benda 7.900 kg/m3 dan
percepatan gravitasi 9,8 m/s2, tentukan koefisien kekentalan cairan tersebut.

56

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen. 2017. Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI. Cimahi : Penerbit Erlangga.
Cunayah, Cucun dan Etsa Indra Irawan. 2018. 1700 Plus Bank Soal Fisika SMA/MA.

Bandung : Penerbit Yrama Widya.
Pujianto, dkk. 2016. Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI Peminatan Matematika dan Ilmu-

Ilmu Alam. Klaten : Penerbit PT Intan Pariwara.

57

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

BIODATA PENULIS

Nama : Maria Veronika Adolf
NIM : 2017005017
Prodi : Pendidikan Fisika
Fakultas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Alamat Asal : Sumba, Nusa Tenggara Timur
Alamat Kini : Jln. Soga No. 23 Tahunan
No HP/WA : 085237899568
Email : [email protected]

58

E-LKPD FLUIDA STATIS
BERBASIS DISCOVERY LEARNING

E-LKPD FLUIDA STATIS

Kurikulum 2013