Modul Praktikum Fluida Statis

INOVASI PEMBELAJARAN FISIKA
MODUL PRAKTIKUM FLUIDA STATIS

1. TUJUAN
2. Peserta didik dapat menjelaskan konsep fluida cair
3. Peserta didik dapat menjelaskan konsep tekanan hidrostatis
4. Peserta didik dapat menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis
5. Peserta didik dapat membedakan tekanan total dan tekanan hidrostatis dari setiap
jenis fluida
6. Peserta didik dapat menghitung tekanan total dan tekanan hidrostatis berdasarkan
kedalaman setiap jenis fluida

2. ALAT DAN BAHAN
1. Laptop
2. Simulasi Fluid Pressure and Flow

3. TINJAUAN PUSTAKA
Fluida merupakan zat yang dapat mengalir dan tidak dapat mempertahankan bentuk

yang tetap, dengan arti lain bahwa fluida hanya memberikan sedikit hambatan terhadap
perubahan bentuk ketika ditekan. Fluida disebut juga dengan zat alir. Bentuknya dapat
berupa zat cair maupun gas (Bambang Murdaka dan Tri Kuncoro, 2008: 253). Dalam
studi, fluida ada dua, yaitu fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis adalah fluida
yang berada dalam fase diam (tidak bergerak) atau fluida yang dalam keadaan bergerak
tetapi tidak memiliki perbedaan kecepatan antar partikel fluida tersebut. Dapat dikatakan
bahwa pada fluida statis, partikel-partikel fluida tersebut bergerak dengan kecepatan
seragam atau homogen, sehingga tidak memiliki gaya geser.
a. Tekanan Hidrostatis

Tekanan dan gaya saling berhubungan, tetapi keduanya hal yang berbeda. Hubungan
keduanya dirumuskan:
=



dimana P adalah tekanan (satuannya N/m2 atau memiliki nama resmi pascal) dan F
adalah besarnya gaya normal pada area A. Tekanan yang diberikan cairan pada
kedalaman ℎ diakibatkan oleh berat cairan diatasnya. Gaya dari berat cairan tersebut

dalam area seluan A adalah = =( ) = ℎ , dengan ℎ adalah volume cairan

diatasnya. Sehingga besar tekananya adalah:
= = ρ ℎ



= ℎ

Dimana adalah densitas cairan, adalah gravitasi dan ℎ adalah kedalaman

(Giancoli, 2014).

b. Hukum Pascal
Hukum Pascal menyatakan bahwa “jika tekanan eksternal diberikan pada suatu fuida

yang berada di dalam wadah, tekanan di setiap titik di dalam fluida itu akan
bertambah sebesar jumlah (tekanan eksternal) tersebut”. Berdasarkan Hukum Pascal

tersebut, maka dirumuskan:

=

=


Contoh pemanfaatan Hukum Pascal yaitu rem hidrolik pada mobil dan dongkrak

hidrolik (Giancoli, 2014).

c. Hukum Archimedes

Hukum Archimedes ditemukan oleh Archimedes, Hukum Archimedes berbunyi
“gaya apung pada benda yang dicelupkan ke dalam fluida adaah sama dengan berat
fluida yang dipindahkan oleh benda itu”. Hukum Archimedes bermanfaat dalam

berbagai bidang salah satunya yaitu geologi. Menurut teori tektonika lempeng Bumi

dan pergerakan benua-benua mengapung. Contoh lain dari penerapan Hukum

Archimedes yaitu balon udara, kapal, dan kapal selam (Giancoli, 2014).

d. Tegangan Permukaan

Permukaan zat cair berperilaku layaknya dalam keadaan tegang karena tertarik, dan

gaya tegangan tersebut yang bekerja di seluruh permukaan, efek tersebut yang

disebut dengan tegangan permukaan. Tegangan permukaan didefinisikan dalam

persamaan berikut :
γ =



dimana adalah tegangan permukaan, F adalah gaya dan l adalah panjang

permukaan (Giancoli, 2014).

e. Viskositas

Fluida memiliki gesekan internal dalam nilai tertentu yang disebut viskositas.
Viskositas berada pada zat cair maupun gas. Viskositas dari beragam fluida
dinyatakan secara kuantitatif oleh koefisien viskositas η. Untuk fluida-fluida,
semakin kental fluidanya maka semakin besar gaya yang diperlukan.
F = η



dimana A adalah luas bidang fluida, v adalah kecepatan gerak pelat, dan l adalah
jarak pemisah pelat (Giancoli, 2014).
4. LANGKAH-LANGKAH
A. Tahap Awal
1. Install PET Simulation-Java-JarX dan adobe flash player.
2. Setelah terinsytall Buka aplikasi phet simulactio
3. Pilih menu Simulations-Physics-Fluid Pressure and Flow seperti pada Gambar 1

Gambar 1. Gambar petunjuk memilih virtual lab Fluid Prssure and Flow
B. Percobaan Tekanan dan Aliran Fluida
1. Percobaan Tekanan dan Aliran Fluida, akan muncul tampilan seperti Gambar 2

Gambar 2. Tampi;an percobaan tekanan dan aliran fluida
2. Pilih Tekanan (Pressure), kemudian klik penggaris (ruler) dan garis bantu (grid)
3. Tempatkan penggaris (ruler) kedalam wadah fluida cair
4. Tempatkan pressure meter ke dalam wadah fluida cair, tampilan seperti Gambar 3

Gambar 3. Tampilan simulasi
5. Catat nilai kedalaman dan tekanan total (P) yang terukur dalam tabel hasil pengamatan
6. Hitung nilai tekanan Hidrostitas (Ph)
7. Lakukan langkah 4, 5 dan 6 untuk wadah fluida cair kedua (ganti fluid density
(densitas fluida) dari air (water) pindah ke madu (honey) atau bensin (gasoline)).

6. Hasil Pengamatan Tekanan Hidrostitas
A. Jenis Fluida air = …..kg/m3 (kPa)
Tekanan udara luar (P0 = 101,3 kPa)
Ph = P – P0

No. Kedalaman (m) Tekanan Total (kPa)

11
22
33

B. Jenis Fluida madu = …..kg/m3 Tekanan Hidrostitas
Tekanan udara luar (P0 = 101,3 kPa) (kPa)
Ph = P – P0

No. Kedalaman (m) Tekanan Total (kPa)

11
22
33

C. Jenis Fluida bensin = …..kg/m3 Tekanan Hidrostitas
Tekanan udara luar (P0 = 101,3 kPa) (kPa)
Ph = P – P0

No. Kedalaman (m) Tekanan Total (kPa)

11
22
33

SOAL
1) Sebuah pipa U diisi dengan dua cairan yang berbeda seperti gambar berikut

Jika massa jenis 1= 0.8 g/cm3 , 2= 1 g/cm3, dan h1= 10cm. tentukan tinggi h2!
Jawab :
Diketahui
1= 0.8 g/cm3
2= 1 g/cm3
h1= 10cm
menentukan h2
P1 =P2
1h1= 2h2
(0.8 g/cm3)( 10cm)=( 1 g/cm3) h2
h2 = 8cm
2) Massa sesungguhnya dari sebuah benda adalah 300 gram. Jika ditimbang di dalam air
massanya seolah-olah menjadi 225 gram dan jika ditimbang dalam suatu cairan lain
massanya seolah-olah menjadi 112,5 gram. Jika diandaikan rapat air adalah 1
gram/cm3. Tentukan rapat cairan!
Jawab :
Diketahui :
Massa sebenarnya (mu) = 300 gram
Massa dalam air (mair) = 225 gram
Massa dalam cairan (mf) = 112.5 gr
= 1gr/cm3
Menentukan volume benda
FA = wu-wf
gV = (mu- mair)g
V = (mu- mair)

1 = (300-112,5)gr
=2,5 gr/cm3
3) Sepotong kaca di udara memiliki berat 25 N. Jika dimasukkan ke dalam air beratnya
menjadi 15 N. Bila massa jenis air adalah 10³ kg/m³ dan percepatan gravitasinya 10
m/s². Tentukan massa jenis kaca!
Jawab :
Gaya Archimedes = berat di udara - berat di air
FA = Wdiudara – W di fluida
ρ.g.Vbenda yang tercelup = 25 – 15
1000.10.V = 10
V = 10-3
Jawab
ρ = m/v
ρ = 2,5/10-3
ρ = 2,5.103 kg/m³
4) Yanto menyelam di laut hingga kedalaman 200 m di bawah permukaan laut. Jika
masa jenis air laut adalah 1.250 kg/m3, dan tekanan udara 110.000 Pa serta diketahui
percepatan gravitasi adalah 10 m/s2,. Tentukan besar tekanan yang di alami Yanto!
Jawab :
Diketahui :
h= 200m
P = 1.250 kg/m3
P0 = 110.000 Pa
g = 10 m/s2
Ditanya : PH ?
PH = Po + P . g . h
PH = 110.000 Pa + 1.250 kg/m3 . 10 m/s2 . 200m
= 110.000 Pa + ( 2.500.000)
=2.610.000 Pa
5) Sebuah benda volumenya 5m3 dimasukkan ke dalam zat cair yang masa jenisnya
1000 kg/m3 dan memiliki percepatan gravitasi 10 m/s2. Tentukan besargaya angkat
benda tersebut!
Jawab :

Diketahui :
v= 5 m3
P =1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya : FA/
FA = P . g . v
= 1000 kg/m3 . 10 m/s2 . 5 m3
= 50.000 N