MODUL FLUIDA STATIS

UNTUK SMA-K/SEDERAJAT

MODUL FISIKA

FLUIDA STATIS

PARYUMI, S.Pd

Modul Fluida Statis | 1

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, penulis ucapkan puji syukur kepada Allah SWT., yang
telah memberikan Rahmat dan Hidayah-Nya bagi kita semua sehingga E-
Modul Fisika ini dapat diselesaikan dengan baik dan dapat digunakan oleh
peserta didik untuk mendalami bidang Fisika khususnya Fluida Statis. E-
Modul yang sekarang ini kita pegang adalah E-Modul tentang Fluida Statis
yang terdiri dari dua Kegiatan Pembelajaran (KP) Untuk dua Pertemuan
yaitu: 1) Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, dan Hukum Archimedes, 2)
Tegangan Permukaan, Kapilaritas dan Viskositas. Modul ini disusun
sebagai pemenuhan tugas tugas akhir perkuliahan (Tesis) yakni
Pembuatan E-modul Materi Fluida Statis berbasis STEAM (Science,
Technology, Engineering, dan Mathematics).

E- Modul ini diperuntukkan bagi para pendidik dan peserta didik
jenjang SMA kelas XI serta masyarakat pembelajar secara umum yang
mempelajari bidang Fisika materi Fluida Statis. Harapan penulis bahwa
para peserta didik dapat menguasai materi E-Modul ini dengan
benar.Dengan adanya E-Modul ini diharapkan nantinya akan banyak
peserta didik yang tertarik dan senang untuk menekuni bidang Fisika lebih
lanjut. Semoga E-Modul ini dapat meningkatkan kemampuan guru Fisika di
Indonesia, meningkatkan kemampuan peserta didik dan akhirnya juga ikut
membantu perkembangan pendidikan di Indonesia terutama dalam
bidang Fisika.

Akhirnya penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua
pihak yang telah membantu terselesainya penyusunan modul ini.
Terutama kepada dosen pembimbing dan kepada teman-teman yang
membantu dalam penyusunan modul ini. Mohon maaf jika dalam
penyusunan modul ini masih jauh dari kesempurnaan karena
kesempurnaan yang hakiki hanyalah milik Sang Pencipta.

Karangrayung,.......2022
Penyusun

PARYUMI, S.Pd

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 2

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
GLOSARIUM
PETA KONSEP
PENDAHULUAN
A. Identitas Modul
B. Komponen Inti
C. Tujuan Pembelajaran
D. Deskripsi
E. Komponen STEAM
F. Petunjuk Penggunaan Modul
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1
TEKANAN HIDROSTATIS, HUKUM PASCAL, DAN HUKUM ARCHIMEDES
A. Capaian Pembelajaran
B. Pokok Materi
C. Uraian Materi
D. Kegiatan Siswa
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2
TEGANGAN PERMUKAAN, KAPILARITAS, DAN VISKOSITAS
A. Capaian Pembelajaran
B. Pokok Materi
C. Uraian Materi
D. Rangkuman
EVALUASI
KUNCI JAWABAN
DAFTAR PUSTAKA
GLOSARIUM

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 3

PETA KONSEP

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 4

PENDAHULUAN

A IDENTITAS MODUL

MATA PELAJARAN : FISIKA
KELAS / SEMESTER : XI / 1
ALOKASI WAKTU : 5 JP
JUDUL MODUL : FLUIDA STATIS

B LATAR BELAKANG

Pernahkah kalian mengunjungi rumah apung di kawasan waduk atau
danau di sekitar daerah kalian? Bagaimanakah perasaan kalian pada
saat duduk di atas rumah apung tersebut ? Jika kalian pernah
mengunjungi warung apung maka kalian akan merasakan kalau rumah
apung bisa dengan kokoh berdiri di atas air. Bagaimana itu semua bisa

terjadi ? Rumah apung yaMnagtabPeerdlairjiarkaonkoh diatas air serta dapat

menampung beberapa orang bahkan barang diatasnya ternyata ada

konsep Fisika nya dan ternyata par
a pemilik usaha warung apung juga

telah menggunakan konsep ilmu pengetahuan alam dalam membuat
warung apung tersebut. Seperti tampak pada gambar 1.1 dan 1.2 di bawah
ini yaitu gambaran warung apung yang berada di lokasi Kedungombo
Kabupaten Grobogan

GAMBAR 1.2

GAMBAR 1.1

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 5

Agar kalian menjadi lebih paham terhadap konsep pembuatan warung
apung maka kalian dapat mengamati proses pada langkah pembuatan
rumah apung di daerah Waduk Kedungombo Kabupaten Grobogan
Provinsi Jawa Tengah. Salah satu yang akan kita bahas pada materi kali ini
adalah proses pembuatan warung apung dengan menggunakan konsep
fluida statis pada hukum Archimedes. Dengan adanya e-modul ini maka
kalian akan dapat memahami bahwa pada proses pembuatan warung
apung yang berkaitan erat dengan materi Fisika khususnya hukum
Archimedes ini.

C KOMPETENSI DASAR

3.4 Menerapkan hukum – hukum fluida statis dalam kehidupan sehari-hari
4.4 Merencanakan dan melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat–
sifat fluida statis, berikut presentasi hasil percobaan dan
pemanfaatannya.

D TUJUAN PEMBELAJARAN Mata Pelajaran



Melalui proses pembelajaran materi Fluida Statis dengan menggunakan
model Projek Based Learning (PjBL), peserta didik diharapkan jujur dan
teliti dalam menerapkan hukum – hukum Fluida Statis dalam kehidupan
sehari – hari sesuai dengan ide – ide baru berdasarkan berbagai sumber
belajar. Peserta didik juga diharapkan teliti dan objektif, mampu bekerja
sama, serta terampil dalam merancang dan melakukan percobaan yang
memanfaatkan sifat – sifat fluida serta mengkomunikasikannya dalam
bentuk laporan tertulis.

E DESKRIPSI MODUL

E-modul ini disusun untuk membantu peserta didik mempelajari materi
tentang Fluida Statis. Hal – hal yang dipelajari dalam e-modul ini meliputi :

Penjelasan konsep pembuatan warung apung di kawasan waduk
Kedungombo Kabupaten Grobogan Provinsi Jawa Tengah dan
keterkaitannya dengan materi fluida statis khususnya hukum
Archimedes.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 6

Uraian tentang prinsip kerja pada materi hukum Archimedes serta
keadaan benda (terapung, melayang, dan tenggelam) yang berkaitan
dengan langkah -langkah pada proses pembuatan Miniatur Warung
Apung.
Mempelajari sifat – sifat fluida statis serta penerapannya dalam
kehidupan sehari – hari serta penerapan hukum Archimedes sebagai
salah satu hukum dasar ilmu Fisika yang berasal dari fluida statis.

Agar dapat memahami sifat fluida statis ini maka kalian dapat melakukan
beberapa kegiatan diantaranya :

Membaca dan memahami uraian materi pada modul ini
Mengerjakan lembar kerja peserta didik secara berkelompok
Menguji kemampuan diri melalui pengerjaan tes formatif

F KOMPONEN STEAM (SCIENCE, TECHNOLOGY , ENGINEERING, ART, DAN MATH)
SAINS (SCIENCE)

Sains Mata Pelajaran



Pada sains, siswa akan disuguhi sebuah ilmu pengetahuan mengenai

aturan, hukum, teori konsep yang sudah ditetapkan pada alam tentang

fluida statis. Dimana hukum alam tentang fluida statis bisa dipelajari secara

empiris yang bersifat objektif.

Teknologi (technology)

Pada teknologi, siswa akan diberi sebuah keterampilan untuk memahami

alat pompa hidrolik, jembatan hidrolik, roket, rumah apung yang digunakan

untuk mempermudah segala permasalahan yang ada.

Selain itu siswa juga akan dibekali cara membuat alat tersebut dan

bagaimana memperoleh ide untuk mengetahui sebuah permasalahan bisa

dikerjakan secara lebih efisien.

Teknik (engineering)

Pada bagian teknik, siswa akan diberi sebuah cara untuk merancang sebuah

sistem seperti prosedur dan aturan untuk membuat pompa hidrolik,

jembatan hidrolik, roket, rumah apung.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 7

Seni (art)
Siswa akan mengenali, mengetahui, memahami, menggunakan dan
memperagakan berbagai unsur dan prinsip seni yang sesuai untuk
menciptakan, menghasilkan, mengulas, dan merevisi karya asli dalam seni
dalam pembuatan pompa hidrolik, jembatan hidrolik, roket, rumah apung.

Matematika (math)
digunakan untuk membuat argumen secara rasional dan logis tanpa
harus ada fakta empiris dalam pembuatan pompa hidrolik, jembatan
hidrolik, roket, rumah apung.

SCIENCE TECHNOLOGY
STEAMMata Pelajaran




ENGINEERING ART MATHEMATICS

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 8

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

PETUNJUK SISWA

Berdoalah terlebih dahulu sebelum membaca atau mempelajari e-
modul ini sesuai agama dan keyakinan masing – masing sehingga
diberikan kemudahan dalam memahami materi.
Bacalah terlebih dahulu kompetensi dasar, peta konsep, dan tujuan
pembelajaran yang akan dibahas dalam e-modul sebelum membaca
materi.
Bacalah pembahasan materi dengan teliti untuk memahami konsep
hukum Archimedes yang dikaitkan dengan proses pembuatan miniatur
warung apung.
Perhatikan gambar maupun video yang terdapat pada e-modul
dengan seksama untuk mendukung pemahaman materi.
Bertanyalah kepada guru ataupun temanmu jika terdapat materi yang
sulit dipahami atau kurang jelas agar diberikan arahan.

Catatlah istilah yang peMntaintag Pdealalajamrane-modul ini sehingga istilah

tersebut mudah diingat.

Lakukanlah praktik pembuatan mi
niatur warung apung yang terdapat

pada lembar kerja peserta didik (LKPD) bersama dengan kelompok
agar dapat meningkatkan kreativitas kalian.
Kerjakanlan soal pada tes formatif yang sudah ada di dalam e-modul
dengan jujur dan tepat tanpa melihat kunci jawaban.

PETUNJUK GURU

Bimbinglah siswa untuk berdoa terlebih dahulu sebelum mempelajari
e-modul ini.
Berikanlah motivasi kepada siswa dan suasana nyaman pada saat
pembelajaran
Jelaskan petunjuk dalam melaksanakan pembelajaran menggunakan
e-modul
Jelaskan kegiatan yang harus dilakukan siswa baik secara kelompok
maupun individU
Bimbing siswa dalam melakukan kegiatan pembuatan miniatur
warung apung dengan bantuan LKPD yang dibagikan per kelompok
Catatlah hal yang penting dalam proses pembelajaran menggunakan
e-modul tersebut.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 9

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

TEKANAN HIDROSTATIS, HUKUM PASCAL, DAN HUKUM ARCHIMEDES

A CAPAIAN PEMBELAJARAN

Menganalisis materi Fluida Statis dan penerapannya untuk menyelesaikan
permasalahan Fisika dalam kehidupan sehari-hari. Setelah kegiatan pembelajaran ini
diharapkan peserta didik mampu :
1. mengaplikasikan Hukum Hidrostatika dalam menyelesaikan permasalahan;
2. menerapkan Konsep Tekanan Hidrotatis untuk menyelesaikan suatu permasalahan;
3. menerapkan Hukum Pascal untuk menyelesaikan suatu permasalahan; dan
4. mengaplikasikan Hukum Archimedes dalam menyelesaikan permasalahan dalam
kehidupan sehari-hari.

B POKOK BAHASAN MATERI
Mata Pelajaran



1.Tekanan Hidrostatis dan hukum utama hidrostatis.
2.Hukum Pascal dan dan penerapan Hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari.
3.Hukum Archimedes (terapung, melayang)

C URAIAN MATERI


1.TEKANAN HIDROSTATIS
A. MASSA JENIS

Massa jenis merupakan sifat yang dimiliki oleh bahan. Masa jenis
diartikan sebagai perbandingan massa per satuan volume. Simbol
dari massa jenis ini adalah (dibaca “rho”). Sebuah benda dikatakan
homogen bila massa jenisnya sama pada setiap bagiannya. Maka
bila sebuah benda homogen memiliki massa m dan volume V, massa
jenisnya mengikuti persamaan :

Keterangan :
= massa jenis (Kg/m3 atau gr/cm3)

m = massa (kg atau gram)
V = Volume (m3 atau cm3)

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 10

SCIENCE PROBLEM

Minyak akan selalu mengapung diatas
permukaan air karena massa jenis
minyak lebih kecil dari massa jenis air.
Mengapa hal tersebut bisa terjadi ?
Bagaimanakan peran massa jenis
dalam menjawab persoalan tersebut ?

GAMBAR 1.3

B. KONSEP FLUIDA TEKANAN
Pada waktu di sekolah tinMgaktaat Ppeerlatajamraan, kita telah dikenalkan dengan
tiga jenis wujud zat yaitu zat pad
at, zat cair dan gas. Nah, sekarang

ketika kalian telah berada di kelas XI kita dikenalkan dengan fluida.
Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit
hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan. Fluida secara
umum dibagi menjadi dua macam, yaitu fluida tak bergerak
(hidrostatis) dan fluida bergerak (hidrodinamis). Pada modul ini kita
ak an fokus pada pembahasan fluida yang tidak bergerak
(hidrostatis) atau fluida statis.
Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada
suatu bidang dibagi dengan luas bidang itu. Dan secara matematis
dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :
P = tekanan ( Pascal = N / m )
F = Gaya ( N )
A = Luas Permukaan ( m )

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 11

SCIENCE & ENGINERING PROBLEM

Pada saat seseorang meluncur diatas GAMBAR 1.4
kolam es beku pemain tersebut
menggunakan sepatu luncur. Sepatu
luncur memiliki pisau pada bagian
bawahnya. Pisau ini memberi tekanan
yang besar pada lantai es beku hingga
es tepat di bawah pisau mencir tetapi
di kiri-kanannya tidak.
Mengapa bisa terjadi demikian?

C. PENGERTIAN TEKANAN HIDROSTATIS DAN HUKUM HIDROSTATISKA
C.1 PENGERTIAN TEKANAN HMIDatRaOPSeTlaAjTarISan



SCIENCE, TECHNOLOGI, ENGINERING AND MATHEMATIC PROBLEM

GAMBAR 1.5

JAKARTA, KOMPAS.com - Tepat pada hari ini, Kamis (21/4/2022), setahun
lalu kapal selam KRI Nanggala-402 dilaporkan hilang kontak sebelum
akhirnya dinyatakan tenggelam (subsunk) di perairan Bali pada Sabtu
(24/4/2022). Tenggelamnya Nanggala menjadi duka mendalam seantero
negeri. Bagaimana tidak, kapal selam buatan Jerman ini telah
memperkuat satuan di TNI AL selama 40 tahun lamanya. Dugaan
sementara, Nanggala berada di palung kedalaman 838 meter laut Bali.
Padahal, kedalaman maksimal kapal buatan Jerman itu adalah 500
meter.
Sumber : https://nasional.kompas.com

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 12

SCIENCE, TECHNOLOGI, ENGINERING AND MATHEMATIC PROBLEM

Kedalaman laut akan dipengaruhi tekanan hidrostatis yang dirasakan berbeda-
beda oleh setiap makhluk. Tekanan hidrostatik akan meningkat seiring
bertambahnya kedalaman yang diukur dari permukaan zat cair, akibatnya
adanya gaya gravitasi. Adapun 1 atm sama dengan berat atm bumi di
permukaan laut atau sekitar 14,6 pon per inci persegi. Tekanan air hidrostatis
akan meningkat sekitar a atm untuk setiap 10 meter kedalaman air. Jika
tekanan udara dari permukaan laut adalah 1 atm, maka tekanan di kedalaman
838 meter seperti yang dilaporkan posisi KRI Nanggala-402 adalah 83,3 atm.
Sementara paru-paru tanpa alat bantu, manusia hanya mampu menahan
tekanan hingga maksimal 3-4 atm atau kedalaman 30-40 meter.
Pada saat mulai masuk kedalaman 200 meter, semua cahaya mulai hilang dan
suhu turun drastis. Pada kondisi ini, laut benar-benar hitam. Cahaya mungkin
hanya berasal dari bakteri dan hewan yang menghasilkan cahaya. Memasuki
kedalaman hingga 1000 meter, cahaya matahari sudah tidak dapat masuk,

yang ada hanyalah gelap sebagMaai ttaaPnedlaajakeraandaan bawah laut benar-benar
sangat dingin. Hal itu juga yang menjadi
salah satu alasan kenapa awak kapal

selam KRI Nanggala-402 tidak dapat begitu saja keluar dari kapal selam.
Berenang di laut pada kedalaman 850 meter dinilai sebagai hal yang tidak
mungkin bagi manusia. Fenomena diatas merupakan salah satu kejadian yang
berkaitan dengan materi fluida statis

THEORY

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh zat cair yang
tidak bergerak atau diam pada suatu kedalaman tertentu. Tekanan yang
diberikan zat cair pada kesetimbangan karena pengaruh gaya gravitasi.
Besarnya tekanan hidrostatis bergantung pada ketinggian zat cair, massa
jenis zat cair, serta percepatan gravitasi bumi. Gaya gravitasi bumi
menyebabkan partikel-partikel zat cair akan menekan partikel lain di
bawahnya dan begitu juga dengan partikel di bawahnya akan saling
menekan hingga ke dasar zat cair. Hal ini menyebabkan tekanan
hidrostatis pada titik yang lebih dalam akan lebih tinggi.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 13

SCIENCE AND ENGINERING PROBLEM

Pernahkah kalian pergi ke waduk misalnya saja waduk Kedungombo di daerah
Kabupaten Grobogan. Pada susunan pembuatan bending waduknya terlihat
pada bagian bawah dinding bendungan lebih lebar daripada bagian atasnya.
Mengapa demikian ?

Mata Pelajaran
GA
MBAR 1.6

VIDEO SUMBER BELAJAR

Untuk lebih jelasnya silahkan kalian scan QR
code berikut ini mengenai tekanan hidrostatiska.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 14

C.2 HUKUM HIDROSTATIS

THEORY

Hukum pokok hidrostatika :

“Semua titik yang terletak pada kedalaman yang sama maka tekanan
hidrostatikanya sama.”



Jadi semua titik yang terletak pada bidang datar didalam satu jenis zat
cair memiliki tekanan yang sama, ini dikenal dengan hukum pokok
hidrostatika dan tekanan ini disebut dengan tekanan hidrostatis.

Mata Pelajaran



Fenomena ini dapat dilihat pada gambar dibawah dimana semakin besar
ketinggian air, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatis di dasar
bejana. Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan
karena tekanan yang lebih tinggi dibandingkan bejana di sebelah kiri

GAMBAR 1.7

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 15

TES KETRAMPILAN
BERFIKIR KREATIF

Perhatikanlah dua peristiwa berikut!
a. Adi adalah Pemain seluncur es yang menggunakan
sepatu luncur yang berisi pisau pada bagian bawahnya

saat meluncuMr daitaatPaeslkaojalaramnes beku.
b. Sule sedang berlib
uran ke mount Everest. Ia mencoba

olehraga yang menguji adrenalin, yaitu olahraga ski salju.
Oleh instruktur Sule disarankan untuk memakai papan ski
yang memiliki luas bidang cukup besar.
Analisislah dua peristiwa di atas berdasarkan konsep
tekanan!

Tuliskan hasil analisis kalian terhadap

kedua peristiwa diatas di buku tulis

kalian kemudian kemukakan

pendapat kalian di depan kelas agar

mendapat tanggapan dari teman

sekelas kalian.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 16

TES KEMAMPUAN DIRI

Uji pemahaman kalian dengan mengerjakan beberapa soal latihan
di bawah ini secara mandiri.

1.Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa
jenis air 1.000 km/m3, dan konstanta gravitasi pada tempat
tersebut adalah 10 n/kg. Besar tekanan hidrostatisnya adalah …
n/m2
2. Pendengaran para penyelam tradisional saat menyelam banyak

yang terganggu karena adMaantyaaPpeelnagjaarraunh …
A.Tekanan udara dalam air


B.Gaya angkat air
C.Tekanan hidrostatis air
D.Tekanan atmosfer
3. Seekor ikan sedang berenang di akuarium. Ikan tersebut berada
50 cm dari permukaan akuarium. Berapakah tekanan hidrostatis
yang diterima ikan apabila diketahui massa jenis airnya 1.000
kg/m³ dengan percepatan gravitasi bumi 10 m/s²?
4. Pada suatu gelas yang berisi air, tempat yang tekanan zat
cairnya paling kecil adalah …
5. Tekanan hidrostatis terhadap A sebesar 8.000 N/m² dan tekanan
hidrostatis terhadap B sebesar 6.400 N/m². Jika massa jenis air
1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², selisih kedalaman A
dan B adalah …

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 17

PENYELESAIAN TES KEMAMPUAN DIRI
SOAL NOMOR 1

Diketahui :

Kedalaman h = 3m
ρ = 1.000 kg/m³
Massa jenis air g = 10 N/kg
P............?
Percepatan gravitasi

Ditanya :

Di Jawab :

Ilustrasi gambar

GAMBAR 1.8
Tekanan hidrostatis bergantuMngatapaPdealajkaeraranpatan dan kedalaman juga

gaya gravitasinya.


P = ρgh

P = 1.000 x 10 x 3

P = 30.000

Sehingga, tekanan hidrostatis yang dirasakan penyelam tersebut adalah

sebesara 30.000 Pascal (Pa).

SOAL NOMOR 21

Jawaban : C. Tekanan hidrostatis air
Baca juga: Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis dan Contoh Soalnya
Dilansir dari Khan Academy, tekanan hidrostatis menekan ke dalam dari
segala arah. Sehingga, tekanan hidrostatis juga menekan gendang telinga
penyelam. Tubuh manusia memiliki keseimbangannya sendiri dan sensitif
terhadap perubahan lingkungan, termasuk tekanan. Menyelam terlalu
dalam atau terlalu cepat dapat menyebabkan perubahan tekanan yang
besar. Hal ini dapat membuat telinga cedera, sehingga penyelam
mengalami gangguan pendengaran.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 18

PENYELESAIAN TES KEMAMPUAN DIRI

SOAL NOMOR 3

Diketahui :
h = 50 cm = 0,5 m
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²

Hukum Tekanan Parsial Gas Dalton “ Semua benda di dalam air menerima
tekanan hidrostatis, termasuk ikan”

Dengan demikian :

P = ρgh Mata Pelajaran
P = 1.000 x 10 x 0,5

P = 5.000

Sehingga, tekanan yang dirasakan ikan saat berenang di kedalaman 50

cm adalah 5.000 Pa.

SOAL NOMOR 4

Jawaban :
Makin dalam kedalaman suatu benda di air, maka makin besar tekanan
hidrostatis yang dirasakannya. Hal tersebut karenakan tekanan hidrostatis
bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman. Baca juga: Faktor-
faktor yang Memengaruhi Tekanan Zat Gas Sehingga, tekanan hidrostatis
(zat cair) yang paling kecil terdapat pada bagian atas gelas yaitu di
permukaan air saat kedalaman minimum. Adapun, tekanan hidrostatis
yang paling besar terdapat pada bagian dasar gelas karena
kedalammnya terbesar.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 19

SOAL NOMOR 5

Diketahui :
PA = 8.000 N/m²
PB = 6.400 N/m²
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²

Ditanya : selisih kedalaman A dan B..?

Jawab :

Tekanan hidrostatis kedua bendaM(aAtadaPnelBa)jabrearnbeda dalam air yang sama.
Artinya, kedua benda memiliki kedalama
n yang berbeda. Sehingga, selisih

kedalama antara A dan B adalah 0,16 meter.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 20

PROJECT ALAT PERAGA SEDERHANA

Dari pembahasan sebelumnya, kalian telah mengetahui apa itu tekanan hidrostatis
serta apa saja yang mempengaruhi tekanan hidrostatis itu sehingga bisa bekerja
dengan maksimal. Untuk lebih mendalami bagaimana tekanan hidrostatis itu
bekerja, cobalah membuat prototype berikut ini

ALAT PERAGA TEKANAN HIDROSTATIS SEDERHANA

Alat dan Bahan :

1.Selang bening 1,5 m

2.Papan berskala (papan triplek dengan ditempel kertas folio kemudian diberi skala

jarak antar baris 1 cm) Mata Pelajaran

3.Sedotan bening secukupnya

4.Corong air kecil

5.Pewarna makanan hijau

6.Balon

7.Air bening

8.Botol bekas

Langkah – langkah Perancangan Alat : GAMBAR 1.9

1.Masukkan air yang diberi pewarna hijau dengan ketinggian sama rata misalnya 17

satuan ke dalam selang yang berada di papan skala dengan bantuan sedotan.

2. Masukkan corong yang sudah diberi balon ke atas botol bekas yang diisi air putih

dengan kedalaman yang kita inginkan

3. Perhatikan sisi cairan yang ada pada papan skala ketika corong dimasukkan ke

botol berisi air kemudian bandingkan dengan konsep rumus tekanan hidrostatis.

4.Rancanglah alat peraga tersebut untuk menambah pemahaman kalian

mengenai tekanan hidrostatis diatas secara berkelompok, kemudian

presentasikanlah di depan kelas. Kesimpulan apakah yang dapat kalian ambil

dari kegiatan tersebut? Kegiatan ini perlu dipresentasikan di depan kelas. Kalian

dapat menggunakan media video atau aplikasi Microsoft Power Point untuk

membantu presentasi kalian di depan kelas

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 20

2. HUKUM PASCAL

SCIENCE, TECHNOLOGI, ENGINERING AND MATHEMATIC PROBLEM



Dalam setiap pekerjaan konstruksi yang memerlukan pekerjaan berat, Anda
pasti dihadapkan dengan berbagai macam alat berat, seperti alat pengeruk
yang membutuhkan daya yang besar. Selain itu, jika Anda menemui bengkel-
bengkel mobil yang mengangkat mobil menggunakan suatu alat terlebih
dahulu sebelum mencuci mobil, maka bengkel tersebut juga menggunakan
prinsip hidrolik dalam pengerjaannya. Sistem hidrolik sering terlihat di bengkel
pencucian mobil agar lebih mudah membersihkan bagian bawah mobil yang
sulit dijangkau tanpa sistem tersebut.
Lalu, apa sebenarnya pengertian dari sistem hidrolik serta prinsip dan cara
kerja yang dilakukan oleh pompa hidrolik tersebut? Simak ulasannya dibawah
ini. Taukah anda system hidrolik itu apa?

Mata Pelajaran



GAMBAR 2.0

THEORY

Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya
oli, untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem ini
bekerja berdasarkan prinsip Pascal, yaitu Jika suatu zat cair di kenakan
tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak
bertambah atau berkurang kekuatannya.
Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah dengan memanfatkan hukum
Pascal. Dongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang
memiliki diameter yang berbeda. Masing-masing di tutup dan diisi oli.
Mobil diletakkan di atas tutup tabung yang berdiameter besar. Jika
memberikan gaya yang kecil pada tabung berdiameter kecil, tekanan
akan disebarkan ke segala arah termasuk tabung besar tempat
diletakan mobil. Jadi sekarang mencuci mobil menjadi lebih mudah
dan pastinya lebih bersih dengan menggunakan prinsip hukum Pascal.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 21

2. HUKUM PASCAL

SCIENCE AND ENGINERING PROBLEM
"PRINSIP KERJA POMPA HIDROLIK SEDERHANA"

Ditulis Oleh: Hyprowira | Diterbitkan pada 13 February 2020 | Dimodifikasi

terakhir pada 13 February 2020

Dalam setiap pekerjaan konstruksi yang memerlukan pekerjaan berat, Anda

pasti dihadapkan dengan berbagai macam alat berat, seperti alat pengeruk

yang membutuhkan daya yang besar. Selain itu, jika Anda menemui bengkel-

bengkel mobil yang mengangkat mobil menggunakan suatu alat terlebih

dahulu sebelum mencuci mobil, maka bengkel tersebut juga menggunakan

prinsip hidrolik dalam pengerjaannya. Sistem hidrolik sering terlihat di bengkel

pencucian mobil agar lebih mudah membersihkan bagian bawah mobil yang

sulit dijangkau tanpa sistem tersebut.

Lalu, apa sebenarnya pengertian dari sistem hidrolik serta prinsip dan cara

kerja yang dilakukan oleh pompa hidrolik tersebut? Simak ulasannya dibawah

ini. Mata Pelajaran

2.1 Pengertian Sistem Hidrolik


Dalam fisika, sistem hidrolik adalah bentuk perubahan daya yang dilakukan

dengan media fluida cair sehingga memperoleh daya yang lebih besar dari

daya semula yang dikeluarkan. Tekanan pada fluida penghantar ini dinaikkan

dengan menggunakan pompa pembangkit tekanan. Kemudian, tekanan ini

diteruskan menuju silinder kerja dengan melewati pipa-pipa saluran dan katup.

Sistem hidrolik ini juga bisa dihasilkan dari motor hidrolik yang menggunakan

katrol dengan daya torsi yang lebih kecil untuk memutar katrol yang memiliki

daya beban yang lebih besar. Sistem hidrolik ini memanfaatkan hukum pascal

dalam penerapannya.

2.2 Prinsip Pompa Hidrolik Sederhana

Secara sederhananya, sistem hidrolik ini adalah gaya yang digunakan atau

diberikan pada suatu titik akan dipindahkan menuju titik lainnya dengan

menggunakan cairan berupa oli atau minyak yang ditekan atau dimampatkan.

Dengan begitu, maka minyak atau oli yang dimampatkan tersebut dapat

mendorong sisi lainnya sehingga dapat memberikan daya yang lebih besar.

Pompa hidrolik sederhana menggunakan dua unit piston serta pipa berisi

minyak atau oli.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 22

SCIENCE AND ENGINERING PROBLEM
"PRINSIP KERJA POMPA HIDROLIK SEDERHANA"

2.3 Hukum Pascal pada Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik menggunakan prinsip hukum pascal pada penerapannya.
Hukum yang dicetuskan oleh Blaise Pascal ini menyatakan bahwa tekanan yang
diberikan pada suatu zat cair di tempat tertentu dalam ruangan tertutup akan
diteruskan ke semua arah dengan besaran dan tekanan yang sama rata. Hal ini
juga dapat diasumsikan bahwa tekanan yang ada pada suatu wadah memiliki
besaran yang sama di segala sisi. Hukum pascal dinyatakan dalam rumus
sederhana yakni tekanan hidrostatik sebanding dengan massa jenis zat cair,
percepatan gravitasi dan perbedaan ketinggian zat cair yang berada di antara
2 titik kolom.
2.4 Cara Kerja Pompa Hidrolik
Cara kerja pompa hidrolik sederhana adalah dengan memberikan tekanan

pada suatu kolom berisi minyMakataataPuezlaajtarcaanir. Jika Anda memberikan tekanan
pada sisi kanan pipa, maka sisi kiri pip
a akan terangkat dan memberikan gaya

yang besar ke sisi kiri pipa tersebut. Uniknya, pipa ini bisa memiliki panjang
berapapun dan pompa hidrolik akan tetap bekerja dengan normal selama tidak
ada kebocoran pada pipa tersebut karena dapat mengurangi tekanan pada
minyak atau oli. Pipa ini juga bisa berbentuk seperti garpu, yakni satu bagian
pipa besar yang terletak dibawah yang dapat mengangkat beberapa bagian
pipa kecil diatasnya yang saling terhubung. Ada pula pompa hidrolik lanjutan
berupa sirkuit hidrolik yang terdiri dari pompa hidrolik, katup pengatur, silinder
dan motor hidrolik, filter, serta saluran pipa dan tangki fluida. Ada pula sirkuit
hidrolik yang mengandung motor hidrolik dengan aktuator silinder yang
digunakan sebagai tenaga putar.
2.4 Penggunaan Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik digunakan dalam berbagai macam bidang, seperti pada
bengkel cucian mobil yang menggunakan prinsip pompa hidrolik sederhana.
Ada pula penggunaan pompa sepeda yang menggunakan pompa hidrolik.
Selain itu, prinsip pompa hidrolik juga digunakan dalam mesin pres kapas

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 23

SCIENCE AND ENGINERING PROBLEM



2.4 Generator Hidrolik Dynaset
Salah satu generator hidrolik dengan kualitas yang teruji adalah generator
Dynaset yang dapat digunakan dalam berbagai macam kebutuhan, terutama
pada alat bergerak excavator, truk dan alat-alat berat yang menangani
material. Anda bisa mencoba untuk membuka website Hyprowira sebagai
distributor resmi Dynaset Indonesia

Mata Pelajaran



GAMBAR 2.1

THEORY

Hukum Pascal berbunyi:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke
segala arah.”
Hukum Pascal dapat dirumuskan :

Keterangan:
d = diameter (m)
Penerapan hukum Pascal:
1) Dongkrak, rem dan mesin pres hidrolik
2) Pompa ban sepeda
3) Mesin hidrolik pengangkat mobil

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 24

TES KETRAMPILAN GAMBAR 2.2
BERPIKIR KREATIF

Pak Anto ingin membeli sebuah

dongkrak hidrolik yang diperlukan dalam

usaha cuci mobil yang ia miliki.

Sayangnya, pak Anto tidak mengetahui

prinsip kerjaMadtaariPedlaojnagraknrak hidrolik
tersebut. Berdasark
an pengetahuan

yang Anda miliki, Analisislah prinsip kerja

dongkrak hidrolik sehingga dapat

membantu menyelesaikan masalah

yang dialami oleh Pak Anto!

Tuliskan hasil analisis kalian terhadap

permasalahan diatas di buku tulis

kalian kemudian kemukakan

pendapat kalian di depan kelas agar

mendapat tanggapan dari teman

sekelas kalian.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 25

TES KEMAMPUAN DIRI

Uji pemahaman kalian dengan mengerjakan beberapa soal latihan
di bawah ini secara mandiri .

1. Alat pengangkat mobil hidrolik yang memiliki luas pengisap
masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 4 × 10–4 m2 digunakan
untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapakah besar
gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

2. Gaya sebesar 5 N padMa apteanPgeislaajparyaanng kecil dari suatu pompa
hidrolik dapat mengangkat be
ban yang beratnya 600 N pada

pengisap yang besar. Jika pengisap yang kecil berpenampang
400 cm2, berapakah luas penampang pengisap yang besar?
3.Sebuah dongkrak hidrolik mempunyai dua buah pipa pengisap
yang masing-masing luas penampangnya 25 cm2 dan 45 cm2.
Pada pipa penghisap yang kecil diberi gaya sebesar 200 N ke
bawah. Berapakah gaya angkat yang bekerja pada pipa
penghisap yang lebih besar?
4.Bejana berhubungan memiliki luas penampang 15 cm2 dan 450
cm2. Jika pada penampang kecil ditekan dengan gaya 10 N,
tentukan massa beban yang dapat diangkat pada penampang
besar?

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 26

PENYELESAIAN TES KEMAMPUAN DIRI
SOAL NOMOR 1

A2 = 0,10 m2 = 1 x 10-1 m2
A1 = 4 × 10–4 m2
F2 = 2 × 104 N
Gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil (F1) dapat dicari
dengan menggunakan rumus :

Besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil yakni 80 N.

Catatan ** Tenyata untuk meMnagtaanPgkealatjamraonbil yang beratnya 2 × 104 N
setara dengan massa 2 ton dapat d
iangkat dengan gaya 80 N setara

dengan mengangkat benda yang massanya 8 kg, jika menggunakan alat
pengangkat mobil hidrolik.

SOAL NOMOR 2

F1 = 5 N
F2 = 600 N
A1 = 400 cm2 = 4 x 10-2 m2
Penyelesaian:
Untuk mencari luas penampang pengisap yang besar dapat menggunakan
rumus:

Jadi, luas penampang pengisap yang besar adalah 4,8 m2.
PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 27

PENYELESAIAN TES KEMAMPUAN DIRI
SOAL NOMOR 3

F1 = 200 N
Gaya angkat yang bekerja pada pipa penghisap yang lebih besar dapat
menggunakan rumus:

Jadi, gaya angkat yang bekerja pada pipa penghisap yang lebih besar

adalah 360 N Mata Pelajaran

SOAL NOMOR 4


F1 = 10 N
g = 10 m/s2
Cari terlebih dahulu berat beban yang dapat diangkat pada penampang
besar yakni:

Untuk mencari massa beban dapat menggunakan rumus berat atau gaya
berat yakni:
w = m.g
F2 = m.g
m = F2/g
m = 30/10
m = 3 kg
Jadi, massa beban yang dapat diangkat pada penampang besar adalah 3 kg

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 28

PROJECT ALAT PERAGA SEDERHANA

Dari pembahasan sebelumnya, kalian telah mengetahui apa itu hukum Pascal
serta apa saja yang yang mempengaruhi kerja sebuah benda berdasarkan
Hukum Pascal itu sehingga bisa bekerja dengan maksimal. Untuk lebih
mendalami bagaimana penerapan Hukum Pascal itu bekerja, cobalah membuat
prototype berikut ini

Alat Peraga Fisika Sederhana Pompa Hidrolik Aplikasi
Hukum Pascal

Alat dan Bahan : GAMBAR 2.3

Mata Pelajaran
1.Papan kayu berukuran 30 cm x 30 cm se
banyak 2 lembar

2.Suntikan diameter besar dengan ukuran 50 ml sebanyak 1 buah
3.Suntikan diameter kecil dengan ukuran 20 ml sebanyak 1 buah
4.Selang bening dengan Panjang 30 cm
Mainan mobil-mobilan

Langkah – langkah Perancangan Alat :
1.Susunlah kedua papan kayu dengan posisi satu vertical dan satu horizontal
dimana papan pertama sebagai alas dan papan kedua sebagai bagian
vertical ke atas
2. Isi suntikan besar dengan air sebanyak 1/3 kapasitas suntikan
3. Isi suntikan kecil dengan air sebanyak 1/3 kapasitas suntikan
4.4.Kemudian letakkan mobil-mobilan diatas suntikan kecil dan tekan
5.Amatilah tekanan yang terjadi ketika kalian menekan mobil tersebut dengan
cara melihat gerak air yang terdapat pada selang
6. Ulangi Langkah (4) dengan jenis suntikan yang diameternya lebih besar
kemudian amati apa yang terjadi.
7.Rancangan alat dan bahan diatas seperti tampak pada gambar di bawah
ini.




PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 29
3. HUKUM ARCHIMEDES DAN PENERAPANNYA DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

SCIENCE AND ENGINERING PROBLEM
PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Mata GPeAlMajBaAraRn2.4
WADUK KEDUNGOM
BO KABUPATEN GROBOGAN

Warung apung dapat dianggap sebagai kayu gelondongan yang mengapung
di permukaan air. Lambung warung apung sebagian besar terbuat dari
rangkaian bahan material untuk membuat sebuah rumah sehingga
dimungkinkan berat jenis rumah apung lebih besar dari berat jenis air,
tetapi mengapa rumah tersebut dapat mengapung? rumah bisa mengapung,
bagian bawah rumah tersebut dibuat berongga. Rongga ini berisi udara yang
memiliki massa lebih kecil dari air. Dengan rongga ini, massa jenis rumah
apung rata bisa dibuat lebih kecil dari massa jenis air ( ρ rumah < ρ air ).
Dengan massa jenis rumah lebih kecil dari massa jenis air, maka akan
diperoleh berat rumah apung ( W ) lebih kecil dari gaya ke atas ( F.A) dari air
sehingga rumah dapat tetap mengapung di permukaan air.
Hal ini dapat ditemukan dalam pelajaran fisika di sekolah, yaitu tentang
Hukum Archimedes yang berbunyi :
“Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan
mengalami gaya ke atas atau gaya apung yang besarnya sama dengan
berat fluida yang dipindahkannya”

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 30

Gaya apung ini merupakan selisih dari gaya berat benda di udara dengan
gaya berat benda di dalam fluida.

MENGAPUNG GAMBAR 2.5
Jika benda dicelupkan ke dalam fluida, BENDA MENGAPUNG
benda muncul sebagian ke permukaan
air, karena berat benda lebih kecil dari
gaya apung (W < Fa). Ini adalah konsep
mengapung

Dari konsep tersebut, dapat dirumuskan hubungan antara massa jenis benda
dengan massa jenis fluida :

Keterangan :

= massa jenis benda (kgm-3)

Mata=PVeollaujmareanbenda yang tercelup (m3)
= V
olume benda (m3)

= massa jenis fluida (kgm-3)

MELAYANG
Jika benda dicelupkan seluruhnya
kedalam fluida (air), maka gaya apung
(Fa) sama dengan berat benda (W), (Fa
= W).

GAMBAR 2.6
BENDA MELAYANG

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 31

TENGGELAM GAMBAR 2.7
Jika benda dicelupkan seluruhnya BENDA MENGAPUNG
kedalam Fluida (air), maka gaya apung
( F a) lebih kecil dari berat benda W, (Fa
< W). Sehingga benda bergerak
kebawah menuju dasar wadah air. Ini
adalah konsep tenggelam.

Lebih jelasnya untuk hukum Archimedes maka silahkan menyimak video
berikut ini

Mata Pelajaran



VIDEO SUMBER BELAJAR

Untuk lebih jelasnya silahkan kalian scan QR
code berikut ini mengenai Hukum Archimedes.

Sumber : https://youtu.be/n-1Q5ow8Tgg
PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 32

TES KETRAMPILAN
BERPIKIR KREATIF

Diketahui tiga benda homogen yaitu

sterofoMamat,a Pkealayjua,randan batu yang
bermassa sam
a diletakkan ke dalam air.

Prediksilah keadaan tiga benda tersebut
menurut Hukum Archimedes disertai
penjelasannya!

Tuliskan hasil analisis kalian terhadap

permasalahan diatas di buku tulis

kalian kemudian kemukakan

pendapat kalian di depan kelas agar

mendapat tanggapan dari teman

sekelas kalian.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 33

TES KEMAMPUAN DIRI

Uji pemahaman kalian dengan mengerjakan beberapa soal latihan
di bawah ini secara mandiri .

1.Sebuah benda berbentuk kubus yang ditimbang di udara
sebesar 300 N tetapi saat ditimbang di dalam fluida ternyata
beratnya tinggal 84 N. Jika kubus tersebut memiliki rusuk 10 cm
tentukan massa jenis fluida tersebut.

2.Sebuah benda yang ditimbang di udara sebesar 12 N tetapi

Mata Pelajaran

saat ditimbang di air ternyata beratnya tinggal 8 N. Jika ρair = 1




gr/cm3 dan g = 10 m/s2, tentukan volume benda tersebut!
3.Benda bermassa 3 kg memiliki volume 1,5 x 10-3 m3. Jika benda

tersebut ditimbang di air (ρair = 1 gr/cm3) dan g = 10 m/s2, maka
tentukan gaya Archimedes yang bekerja pada benda dan
hitunglah berat benda di air!

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 34

PENYELESAIAN TES KEMAMPUAN DIRI
SOAL NOMOR 1

r = 10 cm = 0,1 m

Wfluida = 5 N

wudara = 13,1 N

g = 10 m/s2

Hitung terlebih dahulu gaya angkat yang dilakukan oleh fluida yakni:

FA = wudara – wfluida

FA = 13,1 N – 5 N

FA = 8,1 N

Hitung volume benda dengan menggunakan volume kubus yakni:

V = r3

V = (0,1)3

V = 0,001 m3

Massa jenis fluida dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

FA = ρ.g.V Mata Pelajaran

8,1 = ρ(10)(0,001)


ρ = 8,1/(0,01)

ρ = 810 kg/m3

Jadi, massa jenis fluida tersebut adalah 810 kg/m3

SOAL NOMOR 2

wudara = 12 N
Wfluida = 8 N
ρair = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3 = 103 m3
g = 10 m/s2
Hitung terlebih dahulu gaya angkat yang dilakukan oleh fluida yakni:
FA = wudara – wfluida
FA = 12 N – 8 N
FA = 4 N
Volume benda dapat diitung dengan menggunakan rumus gaya angkat yakni:
FA = ρ.g.V
4 = (1000)(10)V
V = 4/104
V = 4 x 10-4 m3
V = 4 cm3
Jadi, volume benda tersebut adalah 4 cm3

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 35

PENYELESAIAN TES KEMAMPUAN DIRI

SOAL NOMOR 3

m = 3 kg
V = 1,5 x 10-3 m3
ρair = 1 gr/cm3 = 1000 m3
g = 10 m/s2

Ditung dahulu berat benda di udara yakni:
wudara = m.g
wudara = 3.10
wudara = 30 N

Gaya Archimedes merupakan gaya angkat oleh air dapat dihitung dengan

menggunakan rumus:

FA = ρ.g.V

FA = (1000)(10)(1,5 x 10-3) Mata Pelajaran

FA = 15 N


Berat benda di air dapat dihitung dengan rumus:
FA = wudara – wair
Wair = wudara – FA
Wair = 30 N – 15 N
Wair = 15 N
Jadi, gaya Archimedes yang bekerja pada benda dan berat benda di air
berturut-turut adalah 30 N dan 15 N.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 36

KEGIATAN SISWA

A. BUAT PERTANYAAN MENDASAR (START WITH ESSENTIAL QUESTION)
Gambar di bawah ini merupakan konsep warung apung yang berada di kawasan
Waduk Kedungombo Kabupaten Grobogan. Jika kita amati bersama, mengapa
warung apung tersebut tidak tenggelam ke dasar air waduk? Bagaimana prinsip
kerja pada pembuatan warung apung tersebut?i

Mata Pelajaran



GAMBAR 2.8
KONSEP WARUNG APUNG WADUK KEDUNGOMBO
B. MENYUSUN PERENCANAAN PROYEK (DESIGN PROJECT)
Untuk lebih memahami tentang warung apung, silahkan anda melakukan proyek
berikut untuk untuk penguasaan materi dan pengalaman selama belajar . Ikuti
petunjuk dan langkah-langkah pembelajaran berikut :
1. Susunlah kelompok yang dibimbing oleh guru
2. Baca petunjuk sebelum membuat proyek
3. Kerjakanlah proyek berikut dengan baik dan kerja sama

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 37

C. PEMBUATAN PROYEK

Pembuatan projek ini memiliki tujuan yaitu untuk membuat Miniatur Warung
Apung dimana telah kita ketahui bersama bahwa konsep rumah apung
menggunakan Hukum Archimedes.

"Hukum Archimedes"

Alat dan Bahan : Mata Pelajaran
1. Stik es cream

2. Kardus
3. Lem tetes
4. Tembakan lem tetes
5. Penggaris
6. Keni
7. Bolpoint
8. Sedotan
9. Benang/Tali
10. Cat
11. Peralon bekas
12. Beban

Langkah – langkah Perancangan Projek :
1.Potong kardus dengan ukuran 12 cm x 25 cm seperti pada gambar di bawah
ini

GAMBAR 2.9
LANGKAH PERTAMA PERANCANGAN PROJEK

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 38

2. Susunlah stik es krim sesuai dengan kreatifitas kalian menjadi bentuk
menyerupai rumah dengan konsep sederhana.

GAMBAR 3.0
LANGKAH KEDUA PERANCANGAN PROJEK
3. Rangkai pondasi dan miniatur warung apung

Mata Pelajaran



GAMBAR 3.1
LANGKAH KETIGA PERANCANGAN PROJEK

4. Setiap sudut bangunan diberi beban yang dihubungkan dengan tali/tambang

pada sisi belakang, sedangkan pada sisi depan dihubungkan dengan jangkar

yang di pasang di daratan.

5. Simaklah video berikut untuk memudahkan kalian dalam membuat miniatur

warung apung

VIDEO PEMBUATAN PROJEK

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 39

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2

TEGANGAN PERMUKAAN, KAPILARITAS, DAN VISKOSITAS

A CAPAIAN PEMBELAJARAN

Melalui model pembelajaran Project Based Learning (PJBL), Setelah kegiatan
pembelajaran 2 ini diharapkan peserta didik mampu :

1.Mengaplikasikan konsep tegangan permukaan dalam menyelesaikan
permasalahan dalam kehidupan sehari-hari.

2.Menerapkan konsep kapilaritas dalam menyelesaikan permasalahan
3.Menerapkan konsep viskositas dalam menyelesaikan permasalahan

B POKOK BAHASAN MATERI

1.Tegangan Permukaan Mata Pelajaran

2. Kapilaritas

3.Viskositas dan Hukum Stokes


C URAIAN MATERI


1.TEGANGAN PERMUKAAN

Tegangan permukaan merupakan perbandingan antara gaya tegangan
permukaan dengan panjang permukaan dimana gaya itu bekerja.Tegangan
permukaan terjadi akibat gaya kohesi (gaya tarik-menarik antar partikel-
partikel sejenis) pada permukaan fluida tersebut. Pada gambar dibawah ini titik
A berada di permukaan, titik B berada di dalam Fluida.
Partikel yang berada di titik B mendapat gaya kohesi dari partikel-partikel lain di
sekelilingnya sehingga resultan yang dihasilkan dari semua gaya kohesi ini nol.
Sedangkan partikel yang berada di titik A tidak mendapat gaya kohesi dari
partikel di atasnya sehingga resultan yang dihasilkan dari gaya-gaya kohesi
berarah ke bawah. Tarikan pada permukaan Fuida ini membentuk semacam
kulit penutup yang tipis.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 40

Tegangan permukaan didefinisikan sebagai :
”Perbandingan antara gaya tegangan dengan panjang permukaan dimana
gaya itu bekerja”

Sehingga didapatkan rumus tegangan permukaan sebagai berikut :

2. KAPILARITAS

Pengertian kapilaritas adalah Peristiwa naik turunnya zat cair pada celah sempit

atau pipa kapiler. Adapun penyebab terjadinya gelaja kapilaritas sebagai berikut :

Akibat gaya kohesi dan gaya adhesi, setiap fluida memiliki tegangan permukaan

dengan miniskus berbeda (gejala kapilaritas).

Kohesi adalah gaya tarik-MmeantaarPikelaajnatraarn partikel sejenis, contohnya antar

partikel air.


Adhesi adalah gaya tarik-menarik antar dua partikel berbeda, contohnya antara

fluida dengan dinding tabung.

Sudut kontak adalah sudut yang dibentuk oleh pertemuan antara permukaan

fluida dengan dinding tabung

GAMBAR 3.2
KAPILARITAS PADA KERTAS TISSU

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 40

EVALUASI

1. Perhatikan gambar berikut untuk soal nomor 1 dan 2

Gambar diatas adalah gambMaar tawPaedlaujkaraknedung ombo, mengapa pada
pembangunan bendungan digunakan
konstruksi semakin ke bawah dinding

bendungan semakin tebal? Analisislah prinsip yang mendasari penggunaan
konstruksi tersebut.
2. Menurut salah satu petani karamba bernama bapak bandot, Di waduk kedung
ombo, daerah yang dalam digunakan oleh masyarakat sekitar untuk karamba,
sedangkan daerah yang agak dangkal digunakan untuk warung apung, itu semua
dilakukan untuk keselamatan para wisatawan, mengapa demikian? mengapa
demikian, coba jelaskan berdasarkan konsep fluida statis yang telah kalian pelajari.
3. Bagi kalian yang menggunakan printer, pasti sering mengalami tinta printer tidak
mau keluar dari catridge apabila lama tidak digunakan. Hal ini terjadi karena tinta
mengental dan mengakibatkan gesekan dengan celah catridge menjadi semakin
besar. Menurut kalian, bagaimana upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi
permasalahan ini? Serta solusi alternatif yang dapat dilakukan untuk mencegah hal
ini terulang kembali

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 41

EVALUASI

4. Perhatikan gambar di bawah ini

Ketika sebuah gelas berisi air kita tuangkan minyak diatasnya maka minyak dan air
tersebut tidak dapat berbaur atau menyatu. Jelaskan mengapa hal tersebut bisa
terjadi dihubungkan dengan menggunakan prinsip fluida statis.

Mata Pelajaran
5. Perhatikanlah dua peristiwa berikut!


a.Adi adalah Pemain seluncur es yang menggunakan sepatu luncur yang berisi
pisau pada bagian bawahnya saat meluncur di atas kolam es beku.
b.Sule sedang berliburan ke mount Everest. Ia mencoba olehraga yang menguji
adrenalin, yaitu olahraga ski salju. Oleh instruktur Sule disarankan untuk memakai
papan ski yang memiliki luas bidang cukup besar.
Analisislah dua peristiwa di atas berdasarkan konsep tekanan!

6. Gambar untuk soal nomor 6

Gambar diatas merupakan gambar tiga buah bejana yang bentuknya
berbeda. Ketiga bejana tersebut berisi zat cair yang berbeda-beda. Bejana
A berisi minyak tanah (ρ = 800 kg/m3), bejana B berisi air (ρ = 1000 kg/m3),
dan bejana C berisi alkohol (ρ = 790 kg/m3).
Jelaskan urutan bejana yang tekanan hidrostatis pada dasarnya paling
besar hingga paling kecil.

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 42

EVALUASI

7. Jika pada botol di bawah ini diberikan 4 lubang seukuran sedotan pada bagian
samping botol tersebut dengan jarak antar lubang sekitar 2 cm kemudian tutup
botol dibuka dan botol diisi air, maka hal apa yang menurut kalian akan terjadi?

Mata Pelajaran
Berikan sebuah pertanyaan yang kalian
anggap penting untuk kalian tuliskan

dengan melihat kondisi air dalam botol tersebut.
8. Perhatikan gambar binatang Anggang -anggang di bawah ini

Ketika melihat serangga tersebut bisa berjalan di atas air apa yang kalian fikirkan
pertama kali dan mengapa hal tersebut bisa terjadi ?

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 43

EVALUASI

9. Pernahkah kalian memompa ban sepeda atau mengisi angin pada ban motor
yang kempes. Perhatikan gambar di bawah ini.

Setelah kalian mengamati gambar diatas, menurut pendapat kalian mengapa
pada saat kita memompa ban atau mengisi angin pada ban motor yang kempes

ternyata ban tersebut bisa menggeMleamtabuPneglasjeacraarna merata?



10. Siswa melaksanakan investigasi tentang viskositas (kekentalan zat cair). Mereka
menempatkan 50 mL oli motor pada temperatur ruangan di dalam sebuah gelas
ukur panjang seperti pada gambar di samping. Sebuah kelereng dilepaskan dari
ujung gelas ukur tersebut, kemudian dihitung waktu yang diperlukan oleh kelereng
dari mulai di lepaskan sampai tiba di dasar.

Ternyata waktu yang ditempuh dipengaruhi oleh kekentalan dari oli.
Analisislah bagaimanakah cara siswa jika ingin mengubah kekentalan dari oli motor
ini!

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 44

EVALUASI

11. Dua orang siswa sedang berdiskusi mengenai cairan yang digunakan pada
dongkrak hidrolik adalah oli. Mereka menanyakan kepadamu alasan pemilihan
cairan tersebut, apakah ada hubungannya dengan viskositas?

12. Berdasarkan informasi dari bapak bandot, salah satu pembuat arung apung dan
karamba di obyek wisata waduk kedung ombo kab Boyolali, pondasi warung apung
/karamba yang berupa tong dan bambu harus diganti secara berkala setiap 5
tahun sekali, menurut anda bahan apa yang bisa lebih kuat dan digunakan dalam
waktu lama? Mengapa digunakan tong kosong untuk pondasi warung apung
/karamba?

Mata Pelajaran



13. Berikut disajikan beberapa contoh penerapan fluida dalam kehidupan sehari-
hari sebagai berikut:
a.Dongkrak hidrolik
b.Balon Udara
c.Kapal selam
d.Rem Hodrolik
Berdasarkan sumber belajar yang anda baca, Kategorikanlah contoh-contoh di
atas disertai penjelasannya peristiwa mana yang merupakan penerapan hukum
paskal dan archimedes dalam kehidupan sehari-hari!

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 45

EVALUASI

14. Pak Anto ingin membeli sebuah dongkrak hidrolik yang diperlukan dalam usaha
cuci mobil yang ia miliki. Sayangnya, pak Anto tidak mengetahui prinsip kerja dari
dongkrak hidrolik tersebut. Berdasarkan pengetahuan yang Anda miliki,

Mata Pelajaran dapat membantu
Analisislah prinsip kerja dongkrak h
idrolik sehingga

menyelesaikan masalah yang dialami oleh Pak Anto!

15. Perhatikan gambar di bawah ini.

Bendungan dibangun dengan tujuan untuk menampung airdan kemudian
dapatdimanfaatkan untuk irigasi maupunpembangkit tenaga listrikmelalui PLTA.
Beberapabendungan di Indonesiapernah mengalami musibah yaituamblas. Untuk
mencegahhal ini terjadi,evaluasilah bendungan pada gambar sertaberikan saran
agarpekerja dapat menghasilkan bendungan yang baik menurut kalian supaya
dapat menahan tekanan air yang sangat tinggi?

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 46

KUNCI JAWABAN DAN PEDOMAN PENSKORAN

PEMBAHASAN SOAL NOMOR 1

Bendungan dirancang semakin bawah semakin tebal,
karena bagian bawah bendungan memperoleh
tekanan lebih besar daripada bagian atasnya.
Tanggul harus dibuat secara efisien. Pada bagian
dasar kedalaman air lebih besar, sehingga
berdasarkan persamaan tekanan hidrostatis maka
tekanannya akan besar juga. Untuk menanggulangi
tekanan yang besar ini maka semakin ke bawah
tanggul itu harus dibuat semakin tebal.

Mata Pelajaran
Persamaan tekanan H
idrostatis Ph = ρg h

SCORE = 10

PEMBAHASAN SOAL NOMOR 2

BKarena di daerah yang dangkal tekanan hidrostatis
kecil, sehingga jika terjadi bencana tenggelam, resiko
lebih kecil, wisatawan lebih aman dan lebih besar
kemungkinan selamat.




SCORE = 20

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS

Modul Fluida Statis | 47

KUNCI JAWABAN DAN PEDOMAN PENSKORAN

PEMBAHASAN SOAL NOMOR 3

Macetnya tinta printer pada catridge disebabkan
karena tinta menggumpal, sehingga memiliki
kekentalan (viskositas) yang tinggi. Akibatnya
gesekan dengan lubang catridge semakin besar.
Upaya serta solusi alternatif yang memungkinkan
untuk dilakukan adalah dengan mengencerkan
kembali tinta yaitu dengan merendam catridge
menggunakan air hangat. Solusi alternatif lain yang
dapat diberikan agar kejadian tersebut tidak terluang

adalah dengan menMgahtilaanPgeklaajnarraonnggarongga udara
pada catride yang menye
babkan tinta tidak mau

keluar atau macet.
SCORE = 20

PEMBAHASAN SOAL NOMOR 4

minyak akan selalu mengapung diatas permukaan air
karena massa jenis minyak lebih kecil dari massa jenis
air.

SCORE = 20

PASCASARJANA PENDIDIKAN IPA UPGRIS