MODUL FLUIDA STATIS BERBASIS INKUIRI

Langkah-Langka
h
1.Disiapkan kertas Tisu dan kertas HVS sebanyak satu lembar.
2.Diaduk satu persatu pewarna makanan kedalam gelas yang sudah terisi air.
3.Dicelupkan secara bersamaan yaitu satu lembar dari kertas Tisu dan satu lembar dari
kertas HVS.
4. Amati.

ANALISIS DATA

Tabel 6. Data Percobaan Praktikum 5

33

KESI
MPULAN

Diperoleh kesimpulan bahwa :

34

4. Kapilaritas



Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair melalui perantara, seperti
kain, dinding, pipa kapiler, dan lain sabagainya. Namun tidak semua zat cair mengalami gejala
kapilaritas yang sama. Misalnya pada air dan raksa. Namun tidak semua zat cair mengalami gejala
kapilaritas yang sama. Misalnya pada air dan raksa.
Pada zat cair berupa air. permukaan zat cair dapat membasahi dinding. Sedangkan pada zat
cair berupa raksa, tidak dapat membasahi dinding, raksa malah akan turun. Air membasahi dinding
karena gaya kohesi antar partikel air lebih kecil dari gaya adhesi antara partikel air dan partikel
dinding. Gaya tarik-menarik antar partikel sejenis disebut gaya kohesi. Sedangkan gaya tarik
menarik antar partikel berbeda jenis disebut gaya adhesi.

Gambar 17. Air dan Raksa dalam Pipa Kapiler
Sumber: idschool.net

● Jika ,gaya kohesi > gaya adhesi dan permukaan zat cair berbentuk cembung.

Contoh: raksa (Hg).

● Jika < , gaya kohesi < gaya adhesi dan permukaan zat cair berbentuk cekung.

Contoh : air.

35

Berikut ini beberapa contoh yang menunjukkan gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari:
● Naiknya minyak
tanah melalui sumbu kompor sehingga kompor bisa dinyalakan.
● Kain dan kertas isap dapat menghisap cairan.
● Air dari akar dapat naik pada batang pohon melalui pembuluh kayu.

Contoh Soal
1.Pada suatu pipa kapiler mempunyai diameter 0,6 mm lalu dimasukkan secara tegak lurus ke

dalam sebuah bejana yang berisi air raksa (ρ = 13.600 kg/m3). Sudut kontak raksa dengan
dinding pipa yaitu 140o. Apabila tegangan permukaan raksanya yakni 0,06 N/m. Maka
berapa penurunan raksa dalam pipa kapiler tersebut? ( g = 9,8 m/s²) .
Diketahui:

36

ORIEN
TASI

VISKOSITAS

Gambar 18: Peristiwa Cairan
Sumber: ilmukimia.org

Tahukah kalian cairan tertentu mempunyai aliran lebih cepat daripada cairan yang lainnya.
Sebagai contoh, air mempunyai laju air yang lebih cepat dibandingkan dengan minyak, gliserin,
ataupun etilen glikol. Fenomena yang lain adalah jika masing-masing benda tersebut ditempatkan
pada gelas yang berbeda, dan saling diaduk, maka etilen glikol akan lebih cepat berhenti daripada
air.

Hal tersebut lah yang berkaitan dengan Viskositas atau kekentalan. Lalu, bagaimana prosesnya
dapat terjadi? Hal tersebut dapat kita cari tahu dengan belajar materi Viskositas bersama-sama.

37

RUMUSA
N MASALAH

Berdasarkan masalah dan tujuan pembelajaran yang sudah dikemukakan di atas, silahkan kalian
buat rumusan masalahnya pada kolom di bawah ini !

HIPOTESIS SEMENTARA

Berdasarkan rumusan masalah yang sudah kalian buat diatas, silahkan kalian tentukan Hipotesis
(dugaan) sementara pada kolom di bawah ini !

38

EKSPERIM
EN SEDERHANA

PERCOBAAN: VISKOSITAS

Gambar 19. Percobaan Viskositas
Sumber: percobaansainsterbaik.com

Tujuan
Untuk mengetahui Viskositas (Konsistensi) cairan berdampak terhadap gaya tarik magnet.

Alat dan Bahan :
3 Gelas kosong
Magnet
12 Klip Kertas
1/2 Gelas Air
1/2 Gelas Minyak Sayur
1/2 Gelas Sirup

39

Langkah-Langka
h
1.Tempatkan tiga gelas kosong berturut-turut
2.Isi gelas pertama dengan air
3.Isi gelas yang tengah dengan minyak sayur
4.Isi gelas ketiga dengan sirup jagung
5.Selanjutnya, tempat 4 klip kertas di setiap gelas
6.Kita mungkin perlu untuk mendorong lembut klip kertas ke bagian bawah gelas pada gelas
yang berisi sirup jagung
7.Uji dengan magnet untuk menunjukkan bagaimana klip kertas di luar cairan tertarik dengan
magnet tersebut.
8.Selanjutnya, ambil magnet dan tempatkan di sebelah setiap kaca. Perhatikan bahwa semua
klip kertas tertarik magnet, tapi itu cairan di dalam gelas menyebabkan klip kertas bergerak
secara berbeda

ANALISIS DATA

Tabel 7. Data Percobaan Praktikum 6

40

KESI
MPULAN

Diperoleh kesimpulan bahwa :

41

5. VISKOSITAS




Gambar 20. Viskositas dalam kehidupan sehari-hari
Sumber: liputan6.com

Madu dikenal banyak memiliki segudang khasiat yang sangat baik untuk tubuh. Mulai dari
untuk perawatan kulit, membantu menyembuhkan luka, hingga sebagai antioksidan. Segudang
manfaat yang terkandung di dalam madu menjadikan olahan madu dapat ditemukan di berbagai
macam produk, seperti makanan, minuman, produk kecantikan, dan lain sebagainya. Madu yang
berkualitas memiliki kekentalan yang tinggi.

Semakin kental madu, maka semakin bagus kualitasnya. Kekentalan madu dipengaruhi oleh
kadar air yang dikandung oleh madu tersebut. Jika kadar airnya tinggi, maka madu tersebut akan
kelihatan lebih encer. Madu yang encer (kadar air tinggi), bisa dikatakan madu tersebut sudah
rusak. Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Viskositas
(kekentalan) berasal dari kata Viscous. Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair
terlebih dahulu menjadi Viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan – pelan.

42

Viskositas
merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan
didalam fluida. Semakin kental suatu fluida, semakin besar gaya hambatnya (gaya Stokes).

Apabila bola dalam fluida mencapai kesetimbangan, maka kecepatan bola konstan.
Kecepatan ini disebut kecepatan terminal (vt).

43

Contoh Soal

1.Sebuah kelereng dengan jari – jari 0,5 cm jatuh ke dalam bak berisi oli yang memiliki

koefisien viskositas 110 x 10-3 N.s/m2. Tentukan besar gaya gesek yang dialami kelereng
jika bergerak dengan kelajuan 5 m/s!
Pembahasan:
Diketahui:

Diitanyakan
Jawab:

44

RANGKUMAN

Tekanan diartikan sebagai gaya per satuan luas, di mana arah gaya tegak lurus dengan luas
permukaan.
Secara matematis,

Tekanan hidrostatis, yaitu tekanan yang disebabkan oleh adanya berat fluida tak bergerak.
Secara matematis,

Penjumlahan antara tekanan hidrostatis dan tekanan udara luar akan menghasilkan besaran baru
yang disebut tekanan mutlak. Secara matematis,

Hukum Utama Hidrostatistika
Besarnya tekanan hidrostatis pada setiap titik dalam kedalaman yang sama pada satu jenis zat
cair adalah sama, walaupun bentuk bejananya berbeda. Penerapan hukum utama hidrostatika
pada pipa U dapat digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair.

Hukum Pascal
Hukum Pascal dicetuskan oleh seorang ilmuwan asal Prancis, yaitu Blaise Pascal. Dalam
hukumnya, Pascal menyatakan bahwa “tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang
tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar”. Secara matematis,

45

Hukum Archimedes
Hukum Archimedes berbunyi “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat
cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan
oleh benda tersebut".
Gaya apung
Gaya apung ini merupakan selisih dari gaya berat benda di udara dengan gaya berat benda di
dalam fluida

Tegangan permukaan merupakan gaya yang dikerjakan oleh selaput permukaan zat cair tiap
satuan panjang. Tegangan permukaan zat cair muncul karena gaya kohesi antara molekul air.

Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair melalui perantara, seperti kain,
dinding, pipa kapiler, dan lain sabagainya.

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan didalam
fluida. Semakin kental suatu fluida, semakin besar gaya hambatnya (gaya Stokes).

Kecepatan Terminal

46

SOAL EVALUASI

A. PILIHAN GANDA
Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan memberi tanda (X) pada huruf A, B, C, D, atau E
dengan benar, tepat dan jujur!

1). Bongkahan es terapung di atas permukaan laut dengan setengah bagian yang muncul
di permukaan. Jika massa jenis air laut 1,03 g/cm³ dan volume seluruh es adalah 1
m³, besar gaya ke atas es tersebut adalah.......
a. 2.575 N
b. 5.150 N
c. 7.725 N
d. 10.300 N
e. 11.311 N

2). Bejana berhubungan berbentuk U, diisi air pada salah satu kakinya. Pada kaki yang
lain diisi minyak yang massa jenisnya 800 kg/m³. Jika tinggi minyak dari bidang batas
air-minyak adalah 10 cm, maka perbedaan tinggi air adalah.................
a. 12 cm
b. 11 cm
c. 10 cm
d. 9 cm
e. 8 cm

3). Pompa hidrolik memiliki perbandingan diameter pengisap 1 : 5. Apabila pada pengisap
besar diberi beban 30.000 N, maka berapa besar gaya yang harus diberikan pada
pengisap kecil agar seimbang?

47

a. 8 cm
b. 12 cm
c. 16 cm
d. 18 cm
e. 20 cm
4). Kawat yang panjangnya 16 cm dicelupkan secara horisontal ke dalam cairan alkohol.
Jika kawat diangkat keluar dari alkohol, timbul gaya sebesar 7,68 N akibat tegangan
permukaan. Besar tegangan permukaan alkohol adalah............
a. 48 N/m
b. 36 N/m
c. 24 N/m
d. 12 N/m
e. 6 N/m
5). Tekanan udara di kaki sebuah gunung adalah 760mmHg, dan di puncaknya adalah
608 mmHg. Jika massa jenis udara adalah 1,25 kg/m³, massa jenis raksa 13.600
kg/m³, dan percepatan gravitasi 10 m/s² (1 atm=1,01 x 10⁵ Pa) maka tinggi gunung
tersebut adalah........
a. 1.616 m
b. 152 m
c. 608 m
d. 13.600 m
e. 1.010 m
6). Tabung yang tingginya 1 m diisi penuh air dan minyak. Jika massa jenis air 1 gr/cm³
dan minyak 0,9 gr/cm³, berapakah perbandingan tinggi air dan minyak agar tekanan
hidrostatik di dasar tabung besarnya 9,6 x 10³ pascal ?

48

a. 3 : 2
b. 2 : 3
c. 4 : 1
d. 1 : 4
e. 5 : 2
7). Benda ketika ditimbang di udara beratnya 15 N. Jika volume benda 1.000 cm³ dan
benda dicelupkan ke dalam air, maka beratnya di dalam air adalah...............
a. 10 N
b. 7,5 N
c. 6 N
d. 5 N
e. 4 N
8). Kubus perak memiliki volume 125 cm³. Saat ditimbang di udara beratnya 10 N. Saat
dicelupkan seluruhnya ke dalam minyak, ternyata beratnya menjadi 9 N. Besar massa
jenis minyak adalah...............
a. 0,8 kg/m3
b. 8 kg/m3
c. 80 kg/m3
d. 800 kg/m3
e. 8000 kg/m3
9). Pipa kapiler berdiameter 0,4 mm dicelupkan ke dalam air yang massa jenisnya 1.000
kg/m³. Tegangan permukaan air yang dialami adalah 10⁻²N/m dan sudut kontak 30⁰.
Jika g=10 m/s², maka kenaikan air dalam pipa kapiler adalah............
a. 8,5 mm
b. 17 mm
c. 8,5 cm
d. 15 cm
e. 17 cm

49

10).Pada torak kecil pompa hidrolik diberi beban sebesar 100 N. Jika luas permukaan
torak kecil 10 cm², agar torak besar menghasilkan gaya 1.000 N, luas penampang
torak besar harus..........
a. 10 cm²
b. 100 cm²
c. 150 cm²
d. 200 cm²
e. 250 cm²

B. ESSAY
Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan jelas, benar, tepat dan jujur!

1.Pernahkah kalian membandingkan berat antara kayu dan besi? Benarkah
pernyataan bahwa besi lebih berat dari pada kayu ?

2.Kawat sepanjang 10 cm berada diatas permukaan zat cair. Jika gaya tegangan
permukaan 4. 10-3 N, berapakah besar tegangan permukan zar cair tersebut?

3.Jari jari pembuluh Xilem pada tanaman 1.10-5 m. Jika tegangan permukaan air
72,8.10-3 N/m, sudut kontak 0o dan g = 10 m/s², berapakah tinggi kenaikan air
pada pembuluh akibat adanya kapilaritas ?

4.Kelereng berdiameter 1 cm dijatuhkan secara bebas dalam oli yang massa
jenisnya 0,8 g/cm3. Jika koefisien kekentalan oli 0,03 Pas, massa jenis kelereng
2,6 g/cm3 dan g = 10 m/s², berapakah kecepatan terbesar yang dicapai kelereng
?

5.Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis sederhana dan tidak
sederhana berikanlah salah satu contoh pada keduanya ?.

50

6. Kawat menyerupai huruf U, Kawat AB bermassa 0,3 gram kemudian dipasang
pada kawat tersebut Rangkaian kawat kemudian dicelupkan ke dalam lapisan
sabun dan diangkat sehingga terbentuk lapisan sabun pada kawat tersebut. Agar
terjadi keseimbangan, maka pada kawat AB digantungkan beban bermassa 0,2
gram. Jika panjang AB 10 cm, dan g = 9,8 m/s². Hitunglah besar tegangan
permukaan !

7. Tegangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul-molekul zat cair
dipermukaan zat cair. Di bagian dalam cairan sebuah molekul dikelilingi oleh
molekul lain disekitarnya, tetapi di permukaan cairan tidak ada molekul lain
dibagian atas molekul cairan itu hal ini menyebabkan ?

8. Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh ?
9. Sebutkan alat-alat pengukur tekanan yang digunakan untuk mengukur tekanan

gas pada prinsip tekanan hidrostatis !
10. Semakin tinggi dari permukaan Bumi, tekanan udara akan semakin berkurang.

Sebaliknya, semakin dalam seseorang penyelam dari permukaan laut atau danau,
tekanan hidrostatis akan semakin bertambah. Mengapa demikian?

51

GAMES FISIKA

TEKA TEKI SILANG

ANAGRAM

Bukalah link ini untuk mengakses games
https://wordwall.net/teacher/12125824/rizkamuzdalifah

52

SEJARAH FISIKA

Sejarah perkembangan teori fluida statis ini adalah pada abad ketiga sebelum Masehi
Archimedes menemukan nama hukum Archimedes ,yang bunyinya: “Sebuah benda yang
dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mendapat gaya keatas seberat
zat cair yang didesak oleh benda itu”. Kemudian Leonardo da Vinci (1452-1519) menjabarkan
persamaan kekekalan massa dalam aliran tunak satu-dimensi. Berikutnya muncul Galileo
(1564-1642) dengan studi sistematik mengenai dasar-dasar hidrostatika dengan
memperkenalkan beberapa hukum tentang ilmu mekanika. Pada 1643 seorang murid Galileo
bernama Evangelista Toricelli memperkenalkan hukum tentang aliran-bebas zat cair melewati
lubang (celah).

Soal-soal mengenai permasalahan momentum fluida dianalisis oleh Isaac Newton
(1642-1727) setelah memperkenalkan hukum-hukum gerak dan hukum kekentalan untuk fluida
linear yang sekarang dinamakan fluida Newton. Pada 1650, Pascal menulis tentang
hidrostatik, yang menjelaskan eksperimennya menggunakan barometer untuk menjelaskan
teorinya tentang Persamaan Benda Cair (Equilibrium of Fluids), yang tak sempat
dipublikasikan sampai satu tahun setelah kematiannya. Kemudian Simion Stevin melakukan
analisis tentang paradoks hidrostatik dan dan meluruskan apa yang disebut sebagai hukum
terakhir hidrostatik: “Bahwa benda cair menyalurkan daya tekan secara sama-rata ke semua
arah” yang kemudian dikenal sebagai Hukum Pascal.

53

GLOSARIUM

Adhesi
Gaya tarik menarik antara partikel-partikel yang tidak sejenis.

Barometer
Sebuah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara.

Fluida
Zat alir yang berupa zat cair dan gas.

Fluida Statis
Tinjauan mengenai karakteristik fluida yang diam.

Fluida Dinamis
Fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak.

Gaya Apung
Gaya yang arahnya keatas yang diberikan oleh fluida kepada benda yang tercelup
sebagian atau seluruhnya dalam fluida. Hukum Archimides Gaya apung yang dialami
oleh benda

Hidrometer
Alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis (atau kepadatan relatif) dari cairan;
yaitu, rasio densitas cairan kepadatan air.

Hukum Archimedes
Gaya apung yang dialami oleh benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke
dalam zat cair sama dengan berat fluida yang dipindahkan.

Jembatan Poton
Jembatan mengambang yang disandarkan ke semacam ponton untuk menyangga
landasan jembatan dan beban dinamis di atasnya.

54

Kapilaritas

Peristiwa naik turunnya permukaan zat cair dalam pipa atau celah sempit (pipa

kapiler).

Kohesi

Gaya tarik-menarik antar partikel-partikel sejenis.

Massa Jenis

Atau densitas atau rapatan adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.

Prinsip Pascal

Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala

arah sama besar.

Sistem Hidrolik

Sistem Hidrolik merupakan sesuatu sistem ataupun perlengkapan teknis yang

beroperasi berdasarkan sifat serta kemampuannya yang terdapat pada zat cair

(liquid).

Tegangan Permukaan

Kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya

seperti ditutupi oleh selaput yang elastis

Tekanan Hidrostatik

Tekanan pada satu titik dalam fluida yang disebabkan gaya berat fluida di atas titik

tersebut.




55

KUNCI JAWABAN

PILIHAN GANDA
1. b. 5.150 N
2. e. 8 cm
3. b. 12 cm
4. c. 24 N/m
5. a. 1.616 m
6. a. 3 : 2
7. d. 5 N
8. d. 800 kg/m3
9. a. 8,5 mm
10. b. 100 cm²

ESSAI
1.Pernyataan tersebut tentunya kurang tepat, karena segelondong kayu yang besar
jauh lebih berat daripada sebuah bola besi. Pernyataan yang tepat untuk
perbandingan antara kayu dan besi tersebut, yaitu besi lebih padat daripada kayu.
Anda tentu masih ingat, bahwa setiap benda memiliki kerapatan massa yang
berbeda-beda serta merupakan sifat alami dari benda tersebut. Dalam Fisika, ukuran
kepadatan (densitas) benda homogen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan
volume.

56

57

58

5.Contoh fluida yang diam secara sederhana adalah air di bak yang tidak dikenai gaya
oleh gaya apapun, seperti gaya angin, panas, dan lain-lain yang mengakibatkan air
tersebut bergerak. Contoh fluida statis yang tidak sederhana adalah air sungai yang
memiliki kecepatan seragam pada tiap partikel di berbagai lapisan dari permukaan
sampai dasar sungai.

7. Timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi
permukaan, oleh molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan.

59

8. Adanya tegangan permukaan yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan
pipa.

9. Manometer Pipa Terbuka, Barometer, dan Pengukur Tekanan Ban
10. Hal tersebut disebabkan oleh gaya berat yang dihasilkan oleh udara dan zat cair,

lapisan udara akan semakin tipis seiring bertambahnya ketinggian dari permukaan
Bumi sehingga tekanan udara akan berkurang jika ketinggian bertambah. Adapun
untuk zat cair, massanya akan semakin besar seiring dengan bertambahnya
kedalaman. Oleh karena itu, tekanan hidrostatis akan bertambah jika kedalaman
bertambah.

60

DAFTAR PUSTAKA

Aningsih,S. RPP Fluida Statis

https://www.academia.edu/35467236/RPP_FLUIDA_STATIS_docx.

Lasmi, N. K. 2015. Seri Pendalaman Materi Fisika Untuk SMA/MA. Jakarta: Erlangga

Maghfirah, Y. 2022. Perhatikan Gambar dibawah Ini Hitunglah Berapa-besarnya Gaya Pada

Piston Kecil. https://roboguru.ruangguru.com/question/perhatikan-gambar-di-bawah-ini-

hitunglah-berapa-besarnya-gaya-pada-piston-kecil_QU-USBA99V7.

Septiani, Ervina. Sejarah Fisika dan Fluida Statik .

http://ervinaseptiani.blogspot.com/2012/01/fluida-statis-sejarah-perkembangan.html.

Sierra, S. 2021. Fluida Statis. https://www.liveworksheets.com/.

Triharyati. 2018. Inovasi Sintak Model Pembelajaran Learning Cycle dan

Dampaknya Terhadap Kemampuan Berpikir Kreatif.

http://triharyati1109.blogspot.com/2018/12/inovasi-sintak-model-pembelajaran.html

Usman, A. Statika Fluida. https://id.scribd.com/document/363471695/.

Viandari, E. 2019. Fluida Statis. https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/fluida-statis-

fisika-kelas-11/#Hukum_Archimedes.

61

RIWAYAT PENULIS

Rizka Mukhzalifah lahir di Kota Depok pada tanggal 4 Juli 1998. Saat ini bertempat tinggal
juga di Kota Depok Jawa Barat. Dahulu penulis pernah belajar di SDN Mekarjaya 22 Depok
dan lulus tahun 2010 dalam menuntaskan tingkat pendidikan dasar, lalu penulis meneruskan
sekolah ke jenjang menengah pertama yaitu ke Mts Al-Kautsar yang berletak di Depok juga
dan lulus tahun 2013, lalu melanjutkannya lagi ke sekolah menengah atas yaitu ke MAN
Cibinong yang terletak di Kabupaten bogor dan lulus pada tahun 2016.

Setelah itu penulis baru melanjutkan kuliah di tahun 2018 hingga saat ini penulis yaitu
mahasiswi Universitas Indraprasta PGRI, saat ini penulis berada di semester akhir yaitu
semester delapan dan akan lulus di tahun ini sampai menuntaskan semester delapannya
Inshaa Allah.

62

Modul Pemebelajaran Fisika