kel 5_bahan ajar fluida statis

fluida statis

TEKANAN HIDROSTATIS

ai maryati



Mempelajari Meliputi
Meliputi

Sosok ilmuan Sejarah
singkat teori
fluida statik 

Ilmu mekanika fluida sudah terfikirkan
sejak zaman pra sejarah. Hal tersebut
dibuktikan dengan adanya beberapa hal
yang berkaitan dengan permasalahan
fluida.seperti adanya kapal layar yang
dilengkapi dengan dayung,dan system
pengairan. Pada masa prasejarah,
kebudayaan-kebudayaan kuno sudah
memiliki pengetahuan yang cukup
untuk memecahkan persoalan-
persoalan aliran tertentu. Sebagai
contoh perahu layar yang sudah
dilengkapi dengan dayung dan sistem
pengairan untuk pertanian sudah
dikenal pada masa itu. Pada abad
ketiga sebelum Masehi, Archimedes
dan Hero dari Iskandariah,
memperkenalkan hukum jajaran
genjang untuk penjumlahan vektor.
Selanjutnya Archimedes (285-212 SM)
merumuskan hukum apung dan
menerapkannya pada benda-benda
terapung, melayang, dan tenggelam.

Sosok ilmuan Sejak permulaan Masehi sampai

zaman Renaissance terus menerus

terjadi perbaikan dalam rancangan

sistem-sistem aliran, seperti: kapal,

saluran, dan talang air. Akan tetapi

tidak ada bukti-bukti adanya

perbaikan yang mendasar dalam

analisis alirannya. Akhirnya

kemudian Leonardo da Vinci (1452-

1519) menjabarkan persamaan

kekekalan massa dalam aliran tunak

satu-dimensi. Leonardo da Vinci

adalah ahli ekspremen yang ulung,

dan catatan-catatannya berisi

diskripsi yang seksama tentang

gelombang, jet atau semburan,

loncatan hidraulik, pembentukan

pusaran, dan rancangan-rancangan

seretan-rendah (bergaris-alir) serta

seretan-tinggi (parasut). 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).

Sosok Ilmuan Soal-soal mengenai permasalahan
momentum fluida akhirnya dapat
dianalisis oleh Isaac Newton (1642-
1727) setelah memperkenalkan
hukum-hukum gerak dan hukum
kekentalan untuk fluida linear yang
sekarang dinamakan fluida Newton.
Pada tahun 1650 diperkenalkan
hukum distribusi tekanan dalam zat
cair yang dikenal dengan hukum
Pascal yang diperkenalkan oleh
Blaise Pascal (1623 – 1662).

Wahyu
memandu ilmu

Allah SWT menciptakan segala 3. Al-Baqarah (2) : 164 yang
sesuatu dengan hak sesuai eksistensi
penciptaannya di alam semesta ini artinya “ ... dan apa yang Allah
termasuk berbagai macam fluida,
sehingga semua ciptaan Allah tidak turunkan dari langit berupa air,
ada yang sia-sia , semua penuh
manfaat. (QS. Ali Imran : 190-191) lalu dengan air itu Dia hidupkan
Perhatikan arti firman Allah berikut:
1. QS. Yunus (10) : 5 yang artinya :” bumi sesudah mati (kering)-nya
... Allah tidak menciptakan yang
demikian itu melainkan dengan hak dan Dia sebarkan di Bumi itu
(penuh hikmah/tujuan)669...”
2. Al-Baqarah (2) : 22 , yang artinya segala jenis hewan,...; Sungguh
:“ Dialah yang mernjadikan bumi
sebagai hamparan bagimu dan terdapat tanda-tanda (keesaan dan
langit sebagai atap, dan Dia
menurunkan air (hujan) dari langit, kebesaran Allah) bagi kaum yang
lalu Dia menghasilkan dengan hujan
itu segala buah-buahan sebagai memikirkan”.
rezki untukmu; karena itu janganlah
kamu mengadakan sekutu-sekutu 4. QS. Al A’raaf (7) : 57; yang
bagi Allah30) padahal kamu
mengetahui.“ artinya:“ ... , Kami halau awan ke

suatu daerah yang tandus, lalu

Kami turunkan hujan di daerah itu,

maka Kami keluarkan dengan

sebab hujan itu berbagai macam

buah-buahan..., Mudah-mudahan

kamu mengambil pelajaran“.

5. (QS. An Nahl (16) : 78; ; dan

QS. An-Naml : 88. (Tuliskan

makna yang terkandung dalam

ayat-ayat in, lalu diskusikan

dengan kelompok kerja

anda,kemudian buatlah kesimpulan

masing-masing!)

Ayat-ayat Allah SWT di tersebut menjelaskan kepada kita bahwa air sebagai
salah satu jenis fluida merupakan syarat yang mutlak dibutuhkan oleh setiap
mahluk untuk dapat hidup di bumi. Untuk menjaga keseimbangan dan
kelestarian air di Bumi, maka Allah SWT menciptakan siklus air yang secara
otomatis terus berjalan sesuai kehendak-Nya. Oleh karena itu kita sebagai
makhluk yang dimuliakan Allah wajib terus bersyukur dan menjaga
kelestarian air di bumi ini sebagai salah satu tugas kekhalifaan. Setiap jenis
fluida memiliki tekanan tersendiri yang merupakan ketetapan Allah.

Mengenal Konsep dan Rumus
Tekanan Hidrostatis dalam Fisika

Hai Sobat, pernahkah kalian berenang Saat menyelam, kamu akan
atau menyelam ke laut? Jika pernah mengalami tekanan hidrostatis
kalian pasti tahu bagaimana sulitnya yang dipengaruhi oleh massa jenis,
berenang pada kedalaman tertentu. gravitasi, dan ketinggian
Tentu tidak sama dengan berenang di Besarnya tekanan hidrostatis juga
permukaan, berenang di kedalaman tergantung pada ketinggian zat cair,
tertentu butuh tenaga yang lebih besar. massa jenis zat cair, dan percepatan
Hal ini terjadi karena adanya tekanan gravitasi bumi. Gravitasi inilah
hidrostatis yang lebih besar daripada di yang menyebabkan partikel-
permukaan air. partikel zat cair menekan partikel
lain di bawahnya hingga ke dasar
Penasaran apa itu tekanan hidrostatis zat cair tersebut.
dan perhitungannya? Simak penjelasan Makanya, semakin dalam
di bawah ini ya! menyelam di air, penyelam akan
lebih sulit berenang. Karena,
Apa Itu Tekanan Hidrostatis? Tekanan tekanan dari atas semakin besar
hidrostatis merupakan tekanan yang juga. Tapi, perlu diingat bahwa
ditimbulkan oleh zat cair diam pada kedalaman penyelam atau suatu
suatu kedalaman tertentu ke semua benda berada, tidak berpengaruh
arah. Contoh di atas tentang menyelam terhadap massa jenis zat cair, berat
di kedalaman tertentu, misalnya di laut. benda, luas permukaan zat cair,
Tekanan hidrostatisnya diakibatkan maupun bentuk wadahnya.
oleh air laut terhadap penyelam. Ada
tekanan air dari atas penyelam, dari
samping, bahkan dari bawah. Nah,
tekanan tersebut dipengaruhi oleh gaya
gravitasi bumi. Kita bisa lihat contoh
dan rumus tekanan hidrostatis dalam
ilustrasi berikut.

Faktor-faktor 2. Kedalaman Zat Cair (h)
yang Kedalaman zat cair juga
mempengaruhi mempengaruhi tekanan hidrostatis
Tekanan pada zat cair. Semakin jauh suatu
Hidrostatis titik dalam zat cair dari
permukaannya, maka akan semakin
Terdapat beberapa hal yang besar tekanan hidrostatisnya.
mempengaruhi terjadinya tekanan Maksudnya, tekanan hidrostatis
hidrostatis, yaitu: akan semakin meningkat seiring
dengan bertambahnya kedalaman
1. Masa Jenis Zat Cair titik zat cair.
Jika massa jenis suatu zat cair makin Misalnya, pada sebuah wadah
besar massa jenis, maka akan semakin diberi tiga lubang yang posisi
besar pula tekanan hidrostatisnya. ketinggiannya berbeda. Jarak
Misalnya, ada tiga jenis zat cair, yaitu pancaran air pada titik atau lubang
air, minyak, dan larutan garam yang yang paling bawah akan lebih jauh
dimasukkan ke tiga wadah yang daripada titik yang berada si
terpisah. Saat kita menunjuk titik atasnya. Hal tersebut dikarenakan
dengan kedalaman yang sama pada lubang yang paling bawah
masing-masing cairan, maka efeknya mengalami tekanan hidrostatis
akan berbeda. Tekanan hidrostatis pada yang paling besar dibanding dua
titik larutan garam akan lebih besar titik lain yang ada di atasnya.
daripada air biasa. Sementara, tekanan
hidrostatis air akan lebih besar 3. Percepatan Gravitasi (g)
dibanding minyak. Percepatan gravitasi juga dapat
mempengaruhi tekanan hidrostatis
pada zat cair. Percepatan gravitasi
yang dikombinasikan dengan
massa jenis zat cair, maka akan
menghasilkan besaran berat zat cair

Rumus Tekanan
Hidrostatis

Lalu, bagaimana nih cara menghitung 1. Mengukur Volume Bangun
tekanan hidrostatis itu? Apakah sulit? Ruang
Tekanan hidrostatis memiliki rumus yang Menghitung volume suatu objek
disempurnakan yaitu: yang memiliki geometri
Ph = ρ.g.h sempurna lebih mudah karena
Keterangan: ada rumusnya.
Ph : tekanan hidrostatis (N/m3) atau (Pa) Tapi, gimana kalo kamu disuruh
ρ : massa jenis zat (kg/m3) untuk menghitung volume benda
g : percepatan gravitasi (m/s2) yang memiliki geometri abstrak
h : tinggi (m) atau serampangan ?
Untuk mengukur volume benda
Penerapan seperti itu, salah satu metode
Tekanan terbaik adalah menggunakan
Hidrostatis gaya hidrostatik.
dalam Kehidupan Caranya adalah dengan
Sehari-hari merendam objek ke dalam wadah
berisi cairan dan mengukur
Contoh penerapan tekanan jumlah air yang dipindahkan
hidrostatis dalam kehidupan (tumpah) setelah dimasukkan
sehari-hari adalah sebagai objek.
berikut: Banyaknya air yang dipindahkan
karena benda yang dicelupkan ke
dalam wadah sama dengan
volume yang dimiliki benda
tersebut.

2. Untuk Pengobatan Variasi gaya hidrostatik atau
Menggunakan rumus tekanan tekanan atmosfer menyebabkan
hidrostatis untuk mengukur besarnya aliran udara, sebagian besar dari
tekanan zat cair (fluida), ternyata tekanan tinggi ke tekanan rendah,
memiliki manfaat di dunia pengobatan. yang disebut angin. Hal ini juga
Salah satunya yaitu untuk mengukur bertanggung jawab pada terjadinya
tekanan darah dan menentukan fenomena siklon dan tornado.
karakteristik cairan tubuh.
Dalam hal ini, rumus hidrostatis 4. Untuk Membuat Kapal Selam
digunakan untuk menentukan tekanan
yang disebabkan oleh kedalaman dan Ilustrasi bagian dalam kapal selam (Dok. Julio Dian)
kecepatan fluida (zat cair) pada tubuh.
Tekanan yang diberikan oleh darah Kapal selam adalah kapal yang
pada dinding pembuluh darah juga
merupakan contoh khas gaya mampu mengapung di permukaan
hidrostatik dalam kehidupan sehari-
hari yang ada di dalam tubuh kita air serta bergerak di bawah air.
sendiri.
Gaya atau tekanan hidrostatik kapiler Gaya apung membantu
arteri biasanya mengukur 35 mm air
raksa. Gaya statis fluida juga memungkinkan operasi
bertanggung jawab untuk mendorong
cairan keluar dari kapiler untuk tujuan mengambang kapal selam,
filtrasi.
sedangkan gaya hidrostatik
3. Untuk Mengukur Tekanan Atmosfer
Tekanan atmosfer mengacu pada gaya menangani operasi bawah airnya.
yang diberikan oleh udara pada suatu
permukaan. Hal ini sebagian besar Para engineer pembuat kapal selam
diperkirakan dengan gaya hidrostatik
yang disebabkan karena berat udara. harus memiliki pengetahuan yang

baik tentang tekanan hidrostatik

sebelum membuat kapal.

Manfaat Mempelajari Tekanan Hidrostatis

Setelah mempelajari rumus tekanan hidrostatis dan penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari. Kamu bisa tau kalau mempelajari rumus yang satu ini
sangat bermanfaat bahkan dari aktivitas terkecil di dalam tubuh kita.
Adanya tekanan hidrostatis juga mempermudah para dokter untuk mengukur
tekanan pada kapiler darah, membantu para mekanik pembuat kapal selam dan
membantu mempermudah mengukur volume bangun ruang tidak beraturan.
Hingga akhirnya tercipta alat yang digunakan untuk menunjukkan besarnya
tekanan hidrostatis disebut hidrometer. Alat yang biasanya terbuat dari kaca ini
digunakan untuk mengukur massa jenis cairan dan larutan dengan batang
silinder dan bola lampu.

Hidrometer telah dibuat sesuai dengan
prinsip Archimedes. Hidrometer
tenggelam dalam cairan ke ketinggian
sehingga dapat menggantikan berat sama
dengan berat hidrometer.
Volume cairan atau larutan adalah yang
dipindahkan sama dengan volume bagian
terendam hidrometer.

Hidrometer kaca

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis
dan Pembahasannya

Contoh Soal 1
Seorang penyelam berada di kedalaman 10 m di bawah permukaan air. Jika
massa jenis air adalah 1.000 kg/m3, dengan gravitasinya 10 m/s2. Maka,
tekanan hidrostatis yang dialami ikan sebesar….

Pembahasan
Diketahui: h = 10 m; ρ : 1.000 kg/m3; g : 10 m/2.
Ditanya: Ph

Jawab:
Ph = ρ.g.h = 1.000 kg/m3 . 10 m/s . 10 m = 10^5 Pa.
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami ikan adalah 10^5 Pa.

Contoh soal 2
Titik A dan B berada dalam air. Kedalaman titik A dan B dari permukaan air
masing-masing 10 cm dan 40 cm. Perbandingan tekanan hidrostatis dititik A
dan titik B adalah …

Pembahasan dan jawaban
PA : PB = ρ g hA : ρ g hB
PA : PB = hA : hB
PA : PB = 10 cm : 40 cm
PA : PB = 1 : 4

Soal Tekanan 3. Sebutkan dan jelaskan
Hidrostatis penerapan tekanan hidrostatis
dalam kehidupan sehari-hari,
1. Setelah membaca materi mengenai minimal 3 !!!
tekanan hidrostatis, definisikanlah
tekanan hidrostatis berdasarkan apa Jawab
yang kalian pahami !! 1. Mengukur Volume Bangun
Ruang
Jawab Untuk mengukur volume benda
Tekanan hidrostatis merupakan seperti itu, salah satu metode
tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair terbaik adalah menggunakan gaya
diam pada suatu kedalaman tertentu ke hidrostatik.
semua arah. Caranya adalah dengan merendam
objek ke dalam wadah berisi
2. Sebutkan besaran-besaran fisis pada cairan dan mengukur jumlah air
tekanan hidrostatis !! yang dipindahkan (tumpah)
setelah dimasukkan objek.
Jawab Banyaknya air yang dipindahkan
besaran-besaran fisis pada tekanan karena benda yang dicelupkan ke
hidrostatis adalah: dalam wadah sama dengan volume
ρ : massa jenis zat (kg/m3) yang dimiliki benda tersebut.
g : percepatan gravitasi (m/s2)
h : tinggi (m) 2. Untuk Pengobatan
Untuk mengukur tekanan darah dan
menentukan karakteristik cairan tubuh.

3. Untuk Mengukur Tekanan Atmosfer
Tekanan atmosfer mengacu pada gaya
yang diberikan oleh udara pada suatu
permukaan. Hal ini sebagian besar
diperkirakan dengan gaya hidrostatik
yang disebabkan karena berat udara.

Lembar Kerja Pesera Didik (LKPD)
Fluida Statis

Hari/tanggal : ...............................................................................
Kelas : ...............................................................................
Kelompok : ...............................................................................
Anggota : ...............................................................................
: ...............................................................................
: ...............................................................................

Apresepsi

Minggu kemarin kita telah mempelajari mengenai fluida statis. Sebutkan apa itu tekanan
beserta rumusnya !
Jawab :
Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai besar gaya yang bekerja pada permukaan benda tiap satuan.

F
P=A
Keterangan
P : tekanan (Pa), F : gaya tekanan (N), A : luas permukaan tekanan (m&32)

Motivasi

Anda tentu pernah melihat kapal yang mengapung di tengah laut bukan ? kapal yang
berat serta terbuat dari besi tersebut tidak tenggelam ke dasar laut. Mengapa hal itu
dapat terjadi ? penerapan dari ilmu apakah itu ?
Jawab :
Hal itu terjadi karena massa jenis kapal lebih besar daripada massa jenis air. Hal
tersebut termasuk penerapan dari ilmu fisika fluida statis

Permasalahan 1

Mengamati
Amatilah video tentang fluida statis pada link berikut ini !

https://youtu.be/_cHD6NnuV_w
Setelah mengamati video tersebut, isilah LKPD berikut. Diskusikan dengan teman

kelompok!

Ai Maryati // 1212070005

Menanya
1. Setelah mengamati video diatas, apakah pengertian dari fluida statis ?

Jawab
Fluida statis merupakan salah satu cabang ilmu sains yang membahas
karakteristik fluida saat diam.
2. Sebutkanlah besaran-besaran fisis fluida statis!
Jawab
Besaran fisis fluida statis adalah massa jenis, tekanan, dan viskositas.
3. Carilah dari bebeapa sumber lalu jelaskanlah karakteristik dari fluida statis !
Jawab
1. Fluida dianggap tidak kompresibel
2. fluida dianggap bergerak tanpa gesekan walaupun ada gerakan materi (tidak

mempunyai kekentalan)
3. aliran fluida adalah aliran stasioner, yaitu kecepatan dan arah gerak partikel

fluida melalui suatu titik tertentu selalu tetap.
4. Tak tergantung waktu (tunak) artinya kecepatan yang dimiliki konstan pada

titik tertentu dan membentuk aliran laminer.

Mengeksplorasi

Amatilah gambar di bawah ini !

Berdiskusilah dengan teman kelompokmu lalu berikanlah hipotesis mengenai peistiwa
yang terlihat pada gambar di atas !

Ai Maryati // 1212070005

Jawaban hipotesis
Peristiwa tersebut merupakan contoh penerapan fluida statis dalam kehidupan
sehari-hari. Hukum archimedes adalah hukum yang menjelaskan mengenai gaya suatu
benda di dalam air. Berat benda di air tidak sama dengan berat benda di udara. Berat benda
di air lebih ringan karena benda mengalami gaya apung atau gaya keatas. Gaya apung
dipengaruhi oleh volume benda. Semakin besar volumenya maka akan semakin besar pula
gaya yang diberikan oleh air.
 Pada gambar pertama yaitu terapung. Terapung terjadi ketika gaya berat benda
lebih kecil dari gaya angkat air.
 Pada gambar kedua yaitu melayang. Melayang terjadi karena gaya berat benda
sama dengan gaya angkat air.
 Pada gambar ketiga yaitu tenggelam. Tenggelam terjadi karena gaya berat benda
lebih besar dari gaya angkat air.

Ai Maryati // 1212070005

Tujuan percobaan

1. Peserta didik dapat menjelaskan konsep tekanan hidrostatis.
2. Peserta didik dapat menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan

hidrostatis
3. Peserta didik dapat membedakan massa jenis beberapa zat cair.

Percobaan sederhana fluida statis

Alat dan bahan

1. PC/Laptop atau android atau IOS
2. Paket data internet
3. Aplikasi phet (bisa buka di web ataupun mendownload aplikasinya)

Langkah-langkah percobaan simulasi pertama

Menentukan hubunganantara tekanan hidrostatis dan kedalaman

1. Masuk ke aplikasi phet melalui link berikut !
https://phet.colorado.edu/sims/html/under-pressure/latest/under-pressure_in.html

2. Langkah yang petama isilah air sampai penuh, kemudian centang grid untuk
melihat kedalaman air.

3. ukur tekanan hidrostatis pada kedalaman 3m, 2m, 1m, dengan cara tekan
pressure lalu arahkan pada masing-masing kedalaman, catat data yang didapat
pada tabel yang telah disediakan !

Ai Maryati // 1212070005

Percobaan sederhana fluida statis
Langkah-langkah percobaan simulasi kedua
Menentukan hubungan antara teknan hidostatis dengan massa jenis fluida.

1. Masuk ke aplikasi phet melalui link berikut !
https://phet.colorado.edu/sims/html/under-pressure/latest/under-pressure_in.html

2. Langkah yang petama isilah air sampai penuh, kemudian centang grid untuk
melihat kedalaman air.

3. Arahkan preassure ke kedalaman 3m, lalu ubah fluid density pada massa jenis
gasoline, air, dan honey. Masukkan data yang didapat pada tabel yang telah
disediakan !

Ai Maryati // 1212070005

Percobaan sederhana fluida statis
Langkah-langkah percobaan simulasi ketiga
Menentukan hubungan antara teknan hidostatis dengan gravitasi.

1. Masuk ke aplikasi phet melalui link berikut !
https://phet.colorado.edu/sims/html/under-pressure/latest/under-pressure_in.html

2. Langkah yang petama isilah air sampai penuh, kemudian centang grid untuk
melihat kedalaman air.

3. Letakkan preassure pada kedalaman 3m, lalu geser besar gravitasinya pada besar
10,5 m/s2, 11,00 m/s2, dan 11,5 m/s2, 12,00 m/s2, 12,5 m/s2. Masukkan data yang
didapat pada tabel yang telah disediakan!

Ai Maryati // 1212070005

HASIL PENGAMATAN

Percobaan simulasi pertama

Menentukan hubunganantara tekanan hidrostatis dan kedalaman

Jenis fluida : air =

Tekanan udara luar ( = 101,3 )
ℎ = −

Kedalaman Tekanan total Tekanan hidrostatis
h (meter) P (kPa) (kPa)
1,110 112.4
1 1,208
2 1,304 122,4
3
132,1

Percobaan simulasi kedua

Menentukan hubungan antara teknan hidostatis dengan massa jenis fluida.

Kedalaman Massa jenis Tekanan hidrostatis
h (meter) m (kg/m3) (kPa)
121,0
3 700 126,3
3 850
3 1000 129,7
3 1200 136,5
3 1420 142,1

percobaan simulasi ketiga

Menentukan hubungan antara teknan hidostatis dengan gravitasi.

Kedalaman Gravitasi Tekanan hidrostatis
h (meter) g (m/s2) (kPa)
140,0
3 10,5 146,6
3 11,00 153,3
3 11,5 160,0
3 12,00
3 12,5 166,7

ANALISIS HASIL PENGAMATAN

a. Bagaimana hubungan antara tekanan hidrostatis dan kedalaman ?
Jawab
Semakin dalam, tekanan semakin besar

b. bagaimana persamaan matematis mengenai hubungan antara tekanan dan kedalaman?
Jawab
ℎ ℎ

c. Bagaimana hubungan antara massa jenis dan tekanan hidrostatis ?

Ai Maryati // 1212070005

Jawab
Semakin berat massa jenis, tekanan semakin besar
d. bagaimana persamaan matematis mengenai hubungan antara massa jenis dan tekanan
?
jawab
ℎ
e. Bagaimana hubungan antara gravitasi dan tekanan hidrostatis ?
Jawab
Semakin besar gravitasi, tekanan semakin besar
f. bagaimana persamaan matematis mengenai hubungan antara gravitasi dan tekanan ?
jawab
ℎ
g. bagaimana hubungan antara tekanan hidrostatis, kedalaman, massa jenis, dan gravitasi
?
jawab
tekanan hidrostatis akan semakin besar ketika memiliki kedalaman yang lebih dalam,
massa jenis yang lebih berat dan gravitasi yang lebih besar.
h. bagaimana persamaan matematis mengenai hubungan antara tekanan hidrostatis,
kedalaman, massa jenis, dan gravitasi ?
jawab
ℎ ℎ,

Kesimpulan
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair
terhadap suatu luas bidang tekanan, pada kedalaman tertentu.
Faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis

1. Massa jenis zat cair
Jika massa jenis zat cair makin berat maka akan semakin besar pula tekanan
hidrostatisnya.

2. Kedalaman zat cair
Semakin jauh suatu titik dalam zat cair dari permukaannya, maka akan semakin besar
tekanan hidrostatisnya.

3. Percepatan gravitasi
Percepatan gravitasi juga dapat berpengaruh terhadap tekanan hidrostatis pada zat
cair, yaitu semakin besar gravitasi bumi maka semakin besar tekanan hidrostatisnya.

Ai Maryati // 1212070005

MEI 2022 - DALAM RANGKA MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH ARTIFICIAL INTELLIGENCE MODUL

FISIKA

HUKUM
ARCHIMEDES

Faturahman (1212070036)
Kelas 2/A - Pendidikan Fisika
Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati

Bandung

KOMPETENSI KI.1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang
dianutnya.
INTI KI.2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur,
disiplin,tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama,
toleran, damai),santun, responsif, dan pro-aktifdan
menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkandiri
sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI.3 Memahami, menerapkan, menganalisis dan
mengevaluasipengetahuan factual,konseptual, procedural, dan
metakognitifberdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi,seni, budaya, dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan
peradaban terkait penyebab fenomenadan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan procedural pada bidang kajian
yang spesifik dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan
masalah.
KI.4 Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah
konkretdan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari
yangdipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak
secara efektifdan kreatif, dan mampu menggunakan metoda
sesuai.

KOMPETENSI 3.3 Menerapkan hukum-hukum fluida statik dalam kehidupan
sehari-hari.
DASAR 4.3 Merancang dan melakukan percobaan yang
memanfaatkan sifat-sifat fluida statik, berikut presentasi hasil
percobaan dan pemanfaatannya.

INDIKATOR 3.3.1 Menentukan hukum Archimedes sesuai dengan kondisi
yang sedang terjadi di lingkungan sekitar.
PENCAPAIAN 3.3.2 Mengimplementasikan hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari.
3.3.3 Membuktikan hukum fluida Archimedes yang terjadi di
kehidupan sehari-hari.

4.3.1 Menganalisis fenomena hukum Archimedes dalam kasus
yang ada di kehidupan sehari-hari.
4.3.2 Memecahkan permasalahan fluida dalam kehidupan
sehari-hari yang berkaitan dengan hukum Archimedes.
4.3.3 Menelaah fenomena hukum Archimedes yang terjadi di
kehidupan nyata.

TUJUAN Melalui kegiatan diskusi, menggali informasi, menanya, dan
eksperimen peserta didik dapat menjelaskan dan memahami
PEMBELAJARAN konsep dari Hukum Archimedes dengan tepat.

Wahyu Memandu Ilmu

Materi hukum Archimedes merupakan materi fisika yang
menjadi dasar berkembangnya teknologi yang fenomena
pendukungnya tercatat di dalam Al-Qur’an. Contohnya kapal
yang dapat terapung diatas lautan terdapat dalam QS. Asy-
Syura’ ayat 32, kisah kapal (bahtera) Nabi Nuh dalam QS. Hud
ayat 37 dan kisah tenggelamnya Fir’aun pada zaman Nabi
Musa dalam QS. Asy-Syu’ara ayat 65-66.

Allah Subhanahu Wa Ta'ala berfirman:



‫ َوِم ْن ٰاٰيِتِه اْلَجَوا ِر ِفى اْلَبْحِر َكا َاْل ْع اَل ِم‬

"(Dan di antara tanda-tanda kekuasaan-Nya ialah kapal-
kapal) atau perahu-perahu yang dapat berlayar (di laut
seperti gunung-gunung) artinya, mirip seperti bukit-bukit
dalam besarnya."

(QS. Asy-Syura 42: Ayat 32)

BUNYI HUKUM ARCHIMEDES

"Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya
ataupun sebagian dalam suatu fluida benda

itu akan mendapat gaya ke atas sebesar
berat fluida yang dipindahkan."

Archimedes
(287-212 SM)

Archimedes adalah ilmuwan terbesar

sebelum Newton. Ia adalah ahli

matematika Yunani (terutama

geometri), ahli fisika (terutama

mekanika, statika dan hidrostatika), ahli

optika, ahli astronomi, warga negara

Sisillia, pengarang dan penemu. Ia

mendapat julukan Bapak IPA

Eksperimental karena mendasarkan

penemuannya pada eksperimen.

Kebenaran penemuan- penemuannya

telah ia buktikan dengan eksperimen.

Pada waktu itu yang jadi raja di

Sirakusa adalah Hireon II, sahabat

Archimedes.

Pada suatu hari Hieron II menyuruh

seorang pandai emas membuat

mahkota. Hieron merasa bahwa pandai

emas itu curang.Mahkota itu tidak

terbuat dari emas murni tapi

campuran emas dan perak.Maka

Hieron menyuruh Archimedes

membuktikan kecurangan pandai https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/Arc
himedes_%28Idealportrait%29.jpg
emas itu.

Berhari-hari Archimedes berpikir keras.Ia tidak tahu cara membuktikan kecurangan
pandai emas. Waktu itu belum ada alat elektronik yang dapat mendeteksi apakah sebuah
benda terbuat dari emas murni atau emas campuran. Ketika kepala Archimedes terasa
panas karena terlalu banyak berpikir, ia masuk ke tempat mandi umum. Ia membuka
pakaian dan masuk ke bak mandi yang penuh dengan air. Tentu saja air di bak meluap
dan tumpah ke lantai. Tiba-tiba ia bangkit, lupa mengenakan pakaian, sambil telanjang
bulat lari sepanjang jalan menuju rumahnya. Kepada istrinya ia berteriak, “Eureka! Eureka!”
Artinya: “Sudah kutemukan! Sudah Kutemukan!” Apa yang ia temukan? Ia menemukan
hukum yang kemudian terkenal dengan nama hukum Archimedes.

PENDAHULUAN

https://saintif.com/hukum-archimedes/

Pernahkah Anda Jika kalian masukkan Misalnya saat kita
sebatang logam ke dalam
menimba air dari sumur? air tentu akan teng- memindahkan batu di
gelam. Tetapi mengapa
Apa yang Anda rasakan kapal laut bisa terapung, dalam air, tentu terasa
Kapal laut terbuat dari
saat menimba? Timba bahan logam. Fenomena lebih ringan bila
inilah yang dapat
terasa ringan saat ember dijelaskan dengan hukum dibandingkan saat
Archimedes. Atau jika kita
masih di dalam air dan mengangkat benda di memindahkan batu di
dalam zat cair, terasa
terasa lebih berat ketika lebih ringan dibanding udara/darat meskipun
jika kita mengangkat
muncul ke permukaan air. benda tersebut di udara, batu yang dipindahkan

Hal ini menunjukkan sama.

bahwa berat benda Menurut Archimedes,

dalam air lebih ringan benda yang dicelupkan

daripada di udara. Hal ini sebagian atau seluruhnya

disebabkan oleh adanya ke dalam fluida, akan

gaya ke atas dari air yang mengalami gaya ke atas.

mengurangi berat ember. Besar gaya ke atas

Gaya ke atas dalam zat tersebut besarnya sama

cair disebut dengan gaya dengan berat fluida yang

Archimedes dipindahkan oleh benda

HUKUM

ARCHIMEDES

Hukum Archimedes mempelajari tentang gaya ke atas yang dialami oleh benda
apabila berada dalam fluida. Benda-benda yang dimasukkan pada fluida seakan-akan
mempunyai berat yang lebih kecil daripada saat berada di luar fluida. Misalnya, batu
terasa lebih ringan ketika berada di dalam air dibandingkan ketika berada di udara.
Berat di dalam air sesungguhnya tetap, tetapi air melakukan gaya yang arahnya ke atas.
Hal ini menyebabkan berat batu akan berkurang, sehingga batu terasa lebih ringan.
Berdasarkan peristiwa di atas dapat disimpulkan bahwa berat benda di dalam air
besarnya:

Mari kita meninjau hukum Archimedes dengan
menggunakan hukum Newton, kita akan melihat
bagaimana gaya yang bekerja pada benda yang
mengapung, melayang,
dan tenggelam.

1.BENDA TENGGELAM

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila
posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat
cair berada.

https://akupintar.id/documents/
portlet_file_entry/20143/Hukum

-Archimides-Benda-
Tenggelam1.jpg/731ac0f0-1c23-

9d82-f3a6-b26b54b79d6b?
imagePreview=1

2.BENDA MELAYANG

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di
bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat
cair berada.
Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu : Fa dan
W. Dalam keadaan seimbang maka :

3.BENDA MENGAPUNG https://akupintar.id/documents/
portlet_file_entry/20143/Hukum
Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda
sebagian muncul di permukaan zat cair dan sebagian -Archimides-Benda-
terbenam dalam zat cair. Melayang1.jpg/a657f4db-ec52-
Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu : Fa dan
W. Dalam keadaan seimbang maka : 694d-c9ca-5f4ffb5b58fb?
imagePreview=1
Dengan keterangan :
https://akupintar.id/documents/
portlet_file_entry/20143/Hukum

-Archimides-Benda-
Terapung1.jpg/f6c15b9c-cab9-

98f2-88f6-eebc118d8543?
imagePreview=1

CONTOH

1. Sebuah balok es mengapung di atas air, dengan adalah 920
kg/m3. = 1000 kg/m3. Berapakah bagian es yang terletak di atas
permukaan air?

2. Benda bermassa 3 kg memiliki volume 1,5.10-3 m3. Jika benda tersebut
ditimbang di air (ρa = 1 gr/cm3) dan g = 10 m/s2 maka tentukan :
a. gaya Archimedes yang bekerja pada benda,
b. berat benda di air!

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

LKPD

Fluida Statis - Hukum Archimedes

Petunjuk

Pembelajaran

1.Bentuk kelompok dengan anggota 5 orang!
2.Bacalah LKPD dengan cermat,diskusikan setiap pertanyaan yang

ada pada LKPD!
3.Lakukan percobaan sederhana sesuai prosedur yang telah di

sediakan.
4.Lakukan eksperimen beserta teman kelompok yang sudah susun

sebelumnya.
5.Baca prosedur percobaan dengan teliti.
6.Percobaan dilakukan lima kali dengan variabel yang berbeda-

beda, yang ditentukan sebagai berikut :

Apersepsi

Minggu kemarin kita telah mempelajari mengenai hukum
Archimedes. Apa persamaan dasar hukum Archimedes pada fluida?
Jawab:

Motivasi

Suatu hari Ujang bersaam teman-temannya hendak memetik jambu
di dekat kolam milik ayahnya. Karena tidak ada yang bisa naik ke atas
pohon, mereka akhirnya melempari pohon itu dengan batu dan
berharap mengenai buah jambu tersebut sehingga jatuh ke tanah.
Selang beberapa saat, lemparan Ujang mengenai jambu tersebut dan
terjatuh ke kolam. Ketika hendak di ambil, terlihat jambu tersebut
mengapung di air. Mengapa hal tersebut terjadi?
Jawab:
Buah jambu tersebut melayang di air dikarenakan massa buah jambu
lebih kecil dibandingkan dengan gaya apung pada air kolom. Secara
matematis dapat dituliskan:
Fa > W
Dengan Fa = gaya apung air, dan W = massa buah jambu

Permasalahan

Hukum Archimdes

Mengamati

Amatilah video di bawah ini:

Link: https://www.youtube.com/watch?v=Oo-YB9kDtsE

Setelah mempelajari video tersebut, isilah LKPD berikut. Diskusikan dengan
teman kelompok.

Menanya

Buatlah pertanyaan yang berkaitan dengan fenomena tersebut!
Jawab:
Misal:
a. Mengapa ketiga benda tersebut mengalami kondisi yang berbeda?
Ada yang tenggelam dan ada yang tidak tenggelam?
b. Mengapa pada saat dicelupkan telur ke air, telur tersebut melayang di
air?

Dari pertanyaan-pertanyaan yang telah diajukan, buatlah hipotesis
mengenai permasalahan tersebut!
Jawab:
a Hal tersebut terjadi karena ketiga benda tersebut memiliki massa jenis
yang berbeda-beda, dan perbandingan dengan gaya apung airnya pun
berbeda-beda.
b. Telur tersebut memiliki massa jenis yang sama dengan gaya apung air.

Eksplorasi

Amatilah gambar di bawah ini!

Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan!
Jawab:
Fluida (air) mempunyai gaya dorong ke atas dan massa jenis yang dapat
mempengaruhi kondisi benda tersebut ketika saling berinteraksi. Untuk
benda-benda tertentu, kita bisa mengukur volumenya dengan cara
mencelupkan benda tersebut ke dalam air, dan melihat kondisi benda
tersebut melayang, mengapung, atau tenggelam.

Percobaan Sederhana yaitu

Hukum Archimdes

Percobaan dilakukan menggunakan virtual laboratory,
menggunakanPhET. PhET dapat diakses melalui link berikut ini :

https://phet.colorado.edu/sims/html/density/latest/density_en.html

Alat dan bahan yang diperlukan :
1. Laptop
2. Jaringan internet
3. Website PhET

Prosedur Percobaan

Kegiatan 1

1. Bukalah aplikasi PhET Interactive Simulation pada komputer.

https://phet.colorado.edu/sims/html/density/latest/density_en.html
2. Di bagian bawah, pilih “Intro”

3. Pada layar akan tampil bagian tengah paling atas “Density (kg/L)” atau massa
jenis, di ujung kanan paling atas menu variabel yang bisa kita ubah-ubah mulai dari
jenis benda (Styrofoam, Wood, Ice, Brick, Aluminum, Custom), massa benda (Mass),
dan volume benda (Volume). Dibagian bawah sebelah kanan terdapat gambar satu
kotak (yang kita gunakan), dan gambar dua kotak (tidak digunakan).

4. Pada jenis benda pilih “Custom”.

5. Atur “Mass” dan “Volume” sesuai yang diinginkan.

6. Masukkan benda ke dalam air.
7. Lihat dan amati kondisi benda tersebut saat di dalam air.

8. Catat apa yang kalian amati termasuk nilai tiap variabel yang tampil di layar.
9. Atur ulang variabel “Mass” dan “Volume” untuk percobaan selanjutnya dengan
jenis benda tetap pada opsi “Custom”.
10. Lakukan langkah no. 5- 8 hingga lima kali percobaan.

Kegiatan 2

HASIL PENGAMATAN

Lengkapi tabel-tabel berikut bersama teman kelompok!

Tabel. 1 Percobaan Tenggelam Melayang Mengapung
A X X
No. B X X
1 C X
2 D
3 E
4
5

Tabel. 2 Percobaan Massa Jenis Fluida Massa Jenis Benda Berat Benda (W) (N)
A (ρf) (kg) (ρb) (kg)
No.
1,00 2,20 66
1

2 B 1,00 1,33 80

3 C 1,00 1,00 60

4 D 1,00 0,50 40

5 E 1,00 0,78 51

ANALISIS DATA

Lakukan pembuktian terhadap tabel.1 menggunakan (Persamaan 2). Dengan
diketahui bahwa:

ANALISIS DATA

KESIMPULAN

Kesimpulan dari percobaan ini adalah ….

Jawab :

Bertambahnya volume air tidak dipengaruhi oleh besar volume benda yang
dicelupkan, melainkan dipengaruhi oleh massa jenis benda tersebut. Apabila massa
jenis benda lebih besar, benda tersebut akan tenggelam. Apabila massa jenis benda
tersebut sama dengan massa jenis air, maka benda tersebut akan melayang.
Apabila massa jenis benda tersebut lebih kecil dari pada benda, maka benda
tersebut akan mengapung.

DAFTAR PUSTAKA

Aip Sariudin, Dede Rustiawan K, Adit Suganda, ‘Praktis Belajar Fisika’, 2007,
pp. 153–235 <https://books.google.co.id/books?
id=UuLGeZ2tMsYC&pg=PA151&dq=hukum+archimedes&hl=en&sa=X&redir_es
c=y#v=onepage&q&f=false>

Ari, Handayani Sri dan Damari, Fisika Untuk SMA Dan MA Kelas XI

Barrimi, M., R. Aalouane, C. Aarab, H. Hafidi, H. Baybay, M. Soughi, and others,
Fisika Kelas 11 Jilid 2, Encephale, 2013, liii
<http://dx.doi.org/10.1016/j.encep.2012.03.001>

Budiyanto, Joko, Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII, Journal of Chemical
Information and Modeling, 2009, liii

Nurachmandani, Setya, Fisika 2 Untuk SMA/MA XI, 2009

Rahmani, Fimelia Suci, Tomo Djudin, and Erwina Oktavianty, ‘Respon
Peserta Didik Terhadap Penyisipan Nilai-Nilai Al-Qur’an Pada Pembelajaran
Hukum Archimedes’, Jurnal Inovasi Penelitian Dan Pembelajaran Fisika, 2.2
(2021), 67 <https://doi.org/10.26418/jippf.v2i2.44749>

Sarwono, Sunarroso, and Suyatman, Fisika 2, 2009, ii

Terapung, Benda, Cara Elips, Tentang Pusat, and Gaya Berat, ‘Archimedes
(287-212’

BAHAN AJAR
KELAS XI

FLUIDA STATIS - HUKUM PASCAL

DIBERIKAN DISUSUN
KEPADA OLEH

Nama Peserta Didik Amila Ashabul Jannah

Kompetensi KI.1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI.2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin,
Inti tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai),
santun, responsif, dan pro-aktifdan menunjukan sikap sebagai bagian
dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara
efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan
diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI.3 Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi
pengetahuan factual,konseptual, procedural, dan metakognitif
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 procedural pada
bidangkajian yang spesifik dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah.
KI.4 Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret
dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang
dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif
dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai.

Kompetensi 3.2 Menerapkan hukum-hukum fluida statik dalam kehidupan sehari-
hari.
Dasar 4.2 Merancang dan melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-
sifat fluida statik, berikut presentasi hasil percobaan dan
pemanfaatannya.

Indikator 3.2.2 Menganalisis konsep Hukum Pascal
3.2.3 Mengidentifikasi penerapan Hukum Pascal dalam kehidupan
Pencapaian sehari-hari
3.2.3 Mengemukakan pengaruh tekanan, kedalaman, dan massa
benda pada hukum pascal.
4.4.1. Melakukan simulasi percobaan Hukum Pascal menggunakan
PhET.
4.4.2. Menyajikan laporan praktikum pengaruh aktivitas (tekanan,
kedalaman, dan massa) pada Hukum Pascal.

1

Tujuan Melalui kegiatan diskusi, menggali informasi, menanya, dan
eksperimen peserta didik dapat menjelaskan dan memahami konsep
Pembelajaran dari Hukum Pascal dengan tepat.

2

PETA KONSEP

Diaplikasikan Hukum Pascal Dirumuskan

Dongkrak hidrolik Prinsip
Mesin hidrolik
pengangkat mobil Tekanan yang diberikan
Rem hidrolik pada suatu cairan pada
bejana yang tertutup
diteruskan ke setiap titik
dalam fluida dan ke
dinding bejana.

3

Jelajah Pada tempat pencucian mobil, biasanya mobil kita diangkat ke atas
menggunakan sebuah benda untuk memudahkan dalam pencucian
Fisika mobil. Pengangkatan mobil ini menggunakan sistem hidrolik.
Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair,
Blaise Pascal biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran.
Sistem hidrolik ini bekerja berdasarkan prinsip Pascal. Pernyataan
Blaise Pascal lahir pada tanggal 19 Juni mengenai Hukum Pascal dikemukakan oleh Pascal pada tahun
1653.
1623 di Clermont-Ferrand, Perancis.
Hukum Pascal berbunyi tekanan yang diberikan pada
Blaise Pascal merupakan tokoh fisika suatu cairan pada bejana yang tertutup diteruskan ke
setiap titik dalam fluida dan ke dinding bejana.

Secara analisis sederhana, Hukum Pascal dapat digambarkan seperti
pada Gambar 1. Tekanan oleh gaya sebesar F1 terhadap pipa 1
yang memiliki luas penampang pipa A1, akan diteruskan oleh fluida
menjadi gaya angkat sebesar F2 pada pipa 2 yang memiliki luas
penampang pipa A2 dengan besar tekanan yang sama. Oleh karena
itu, secara matematis Hukum Pascal ditulis sebagai berikut :

yang terkenal karena menemukan Hukum

Pascal. Selain itu juga Pascal menemukan

teori Probabilitas bersama Fermat.

Penelitian Pascal dalam ilmu Fisika,

membuat ia berhasil menemukan

barometer, mesin hidrolik, dan jarum

suntik.

Sumber :

http://sekitarkita0.blogspot.com/

Gambar 1 Pada Gambar 1 terlihat bahwa tekanan yang diberikan pada piston
bejana sebelah kiri akan menyebabkan tekanan diteruskan oleh zat
Tekanan F1 di pipa satu sama besar cair ke segala arah, termasuk ke dinding bejana dan piston sebelah
dengan gaya angkat di pipa dua. kanan. Oleh karena dinding bejana cenderung kaku, maka akibatnya
piston sebelah kanan mendapatkan tambahan tekanan yang
ditimbulkan oleh piston sebelah kiri. Tekanan pada penampang
piston sebelah kiri nilainya sama dengan tekanan pada penampang
piston sebelah kanan.

4