e-lkpd fluida statis

E-LKPD FISIKA
BERBASIS INKUIRI

ELEKTRONIK

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

FLUIDA STATIS

Fisika Kelas XI SMA/MA

Oleh:

Yayu Wahyuni
Dr. H. Sunarto, M.Si
2021 Ayu Fitria Amalia, M.Sc

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan
rahmat dan pertolongan-Nya, Lembar Kerja Peserta Didik Elektronik (E-LKPD) pada materi
Fluida Statis berbasis model pembelajaran Inkuiri ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa
ada halangan yang berarti.

Penulis ingin juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Dr. H. Sunarto,
M.Si dan Ibu Ayu Fitria Amalia, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan
arahan dan bimbingannya selama proses penyusunan E-LKPD menggunakan model
pembelajaran Inkuiri materi Fluida Statis ini serta segenap pihak yang turut membantu penulis
dalam menyelesaikan pembuatan E-LKPD ini baik secara langsung maupun tidak.

Oleh karena itu, penulis menyusun E-LKPD ini dengan harapan agar dapat digunakan
sebagai sumber belajar, dan dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah matematis
peserta didik khususnya dalam pembelajaran fisika. Melalui serangkaian kegiatan masalah
yang disajikan dalam E-LKPD ini, diharapkan peserta didik lebih mudah memahami materi
Fluida Statis.

Penulis menyadari dalam penyusunan Lembar Kerja Peserta Didik Elektronik (E-
LKPD) ini masih jauh dari kata sempurna dan memiliki berbagai kekurangan. Penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi perbaikan E-LKPD ini, sehingga upaya
untuk terus berinovasi mengembangkan E-LKPD ini pada tahap-tahap selanjutnya.

Akhir kata, semoga E-LKPD dapat bermanfaat dan membantu siswa serta guru
sehingga terjadi proses belajar yang baik.

Terima kasih

Yogyakarta, Januari 2021

Penulis

I

Halaman Depan………………………………………………………………......
Kata Pengantar……………………………………………………………………I
Daftar Isi………………………………………………………………………… II
Petunjuk Penggunaan E-LKPD…………………………………………………..III
Standar Isi………………………………………………………………………..IV
Peta Konsep………………………………………………………………………VI
A. Kegiatan Belajar 1……………………………………………………………..1

1. Tekanan Hidrostatis………………………………………………………..1
B. Kegiatan Belajar 2 …………………………………………………………….5

1. Hukum Pascal…………………………………………………………….. 5
C. Kegiatan Belajar 3……………………………………………………………..7

1. Hukum Archimedes………………………………………………………..7
2. Tegangan Permukaan………………………………………………………10
3. Kapilaritas………………………………………………………………….12
4. Viskositas dan Hukum Stokes……………………………………………..14
D. Kegiatan Inkuiri Terbimbing…………………………………………………..16
1. Kegiatan 1………………………………………………………………….16
2. Kegiatan 2………………………………………………………………….20
3. Kegiatan 3………………………………………………………………….26
E. Evaluasi………………………………………………………………………...32
F. Kunci Jawaban………………………………………………………………....34
G. Referensi……………………………………………………………………….36

II

Bagi Guru

Guru dapat mengarahkan peserta didik untuk mempelajari E-LKPD ini
di rumah atau pada di luar jam sekolah, secara mandiri untuk memperdalam
pemahaman pada pokok materi Fluida Statis melalui kegiatan Inkuiri
Terbimbing.

Bagi Peserta Didik

1. Baca indikator tujuan pembelajaran dan indikator pencapaian
kompetensi yang tercantum dalam E-LKPD.

2. Dengan bimbingan guru, diskusikan materi prasyarat yang tercantum
pada kolom Materi esensial.

3. Setiap peserta didik secara mandiri maupun dalam kelompok masing-
masing mengeksplorasi (mencermati dan mendiskusikan dalam
kelompok) tentang model yang diberikan dalam E-LKPD, guru
bertindak sebagai fasilitator.

4. Berdasarkan pemahaman terhadap model dan informasi serta
pengalaman hidup, maka jawablah pertanyaan-pertanyaan yang
diberikan dalam topik pertanyaan kunci.

5. Lakukan semua kegiatan yang disajikan dalam E-LKPD ini untuk
mengasah kemampuan dan serta melatih keterampilan proses berpikir
kritis.

6. Setiap peserta didik diharuskan menyampaikan kesimpulan hasil kinerja
masing-masing, sedangkan guru melakukan penguatan sesuai dengan
tujuan pembelajaran.

III

Kompetensi Inti (KI)

KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianut-Nya.
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli, santun,

ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai
cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural
dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah.
KI 4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

IV

Kompetensi Dasar

3.5 Menerapkan hukum-hukum pada fluida statik dalam kehidupan sehari-hari.
4.5 Merencanakan dan melaksanakan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat

fluida untuk mempermudah suatu pekerjaan.

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.5.1 Peserta didik dapat menjelaskan pengertian tekanan hidrostatis.
3.5.2 Peserta didik dapat menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi

tekanan hidrostatis
3.5.3 Peserta didik dapat menjelaskan bunyi hukum utama hidrostatis dengan

benar
3.5.4 Peserta didik dapat menerapkan prinsip hukum Pascal untuk

menyelesaikan persoalan fisika
3.5.5 Peserta didik dapat menjelaskan tentang bunyi hukum Pascal dengan baik

dan benar
3.5.6 Peserta didik dapat menjelaskan bunyi hukum Archimedes dengan benar
3.5.7 Peserta didik dapat menjelaskan peristiwa terapung, melayang, dan

tenggelam pada benda dengan benar
3.5.8 Peserta didik dapat menyebutkan contoh penerapan hukum Archimedes

dalam kehidupan sehari-hari
3.5.9 Peserta didik dapat menjelaskan pengertian tegangan permukaan
3.5.10 Peserta didik dapat menyebutkan peristiwa tegangan permukaan dalam

kehidupan sehari-hari

V

PETA KONSEP

Fluida Statis Tekanan
Hidrostatis

Hukum Pascal

Hukum
Archimedes

Tegangan
Permukaan Zat

Cair

Kapilaritas

Viskositas

VI

TEKANAN HIDROSTATIS

Dalam statika fluida Anda mempelajari fluida yang ada dalam keadaan diam (tidak
bergerak). Fluida yang diam disebut fluida statis. Jika yang diamati adalah zat cair, disebut
hidrostatis. Dalam fluida statis Anda mempelajari hukum-hukum dasar yang antara lain dapat
menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut. Mengapa makin dalam menyelam, makin besar
tekanannya? Mengapa kapal laut yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan laut?
Mengapa balon udara yang berisi gas dapat naik ke udara?

Fluida dapat digolongkan menurut sifat-sifatnya dibedakan menjadi dua, yaitu antara
lain:
a. Fluida ideal hanya sebagai permodelan dan tidak ada kehidupan. Adapun ciri-ciri fluida

ideal antara lain: tidak dapat dikompresible/ditekan dan berpindah tanpa adanya gesekan.
b. Fluida sejati merupakan jenis fluida yang terdapat dalam kehidupan dengan ciri-ciri antara

lain fluida dapat dikompresible dan mengalami gesekan saat berpindah/mengalir.

Gambar 1. Blaise Pascal (1623-1662),
fisikawan Perancis kelahiran
Clermount, 19 Juni 1623.

1

Blaise Pascal menyatakan :

Tekanan adalah gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas
bidang tersebut.

Rumus tekanan = (1)



Satuan SI untuk tekanan adalah pascal ( ) untuk memberi penghargaan kepada Blaise
Pascal, penemu hukum pascal. Tentu saja

1 = 1 −2 (2)

Aplikasi Tekanan dalam keseharian
Untuk dapat meluncur di atas kolam es batu, pemain luncur es menggunakan sepatu

luncur. Sepatu luncur memiliki pisau pada bagian bawahnya. Pisau ini memberi tekanan yang
besar pada lantai es beku, hingga es yang berada tepat di bawah pisau mencair, tetapi di kiri-
kanannya tidak. Cairan tepat di bawah pisau berfungsi sebagai pelumas, sedang es beku di kiri
dan kanan pisau tetap mencengkeram pisau, sehingga sepatu luncur beserta pemain dapat
meluncur di atas kolam beku. Seperti telah Anda ketahui, bagian es yang mencair segera
membeku setelah tekanan pisau hilang karena pemain berpindah.

Tekanan Hidrostatis

Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah. Makin tinggi
zat cair dalam wadah, makin berat zat cair itu, sehingga makin besar juga tekanan zat cair pada
dasar wadahnya. Tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut tekanan
hidrostatis.

Jadi, tekanan hidrostatis zat cair ( ℎ) dengan massa jenis ρ pada kedalaman h dirumuskan

dengan: Tekanan Hidrostatis = ℎ (3)

Keterangan :
ℎ = tekanan hidrostatis ( / 2),
= massa jenis fluida ( / 3),
= percepatan gravitasi ( / 2), dan
ℎ = kedalaman titik dari permukaan

2

Catatan
Fluida (zat cair atau gas) selalu mengerjakan tekanan ke segala arah. Karena itu
besaran tekanan tidak memiliki arah tertentu, sehingga tekanan termasuk besaran
skalar. Berbeda dengan itu, gaya selalu memiliki arah, sehingga gaya termasuk
besaran vektor.

Tekanan Gauge

Tekanan gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan atmosfer
(tekanan udara luar). Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan adalah tekanan
gauge.
Adapun tekanan sesungguhnya disebut dengan tekanan mutlak.

Tekanan mutlak = tekanan gauge + tekanan atmosfer

= + (4)

Tekanan Mutlak pada Suatu Kedalaman Zat Cair

Tekanan hidrostatis zat cair ℎ dapat kita miripkan dengan tekanan gauge pada persamaan
(4). Dengan demikian, tekanan mutlak pada kedalaman h dirumuskan oleh:

= 0 + ℎ (5)

Perhatian :

 Jika disebut tekanan pada pada suatu kedalaman tertentu, yang dimaksud adalah
tekanan mutlak.

 Jika tidak diketahui dalam soal, gunakan tekanan udara luar 0 = 1 =
76 = 1,01 105 .

Misalnya, tekanan pada kedalaman 1000 m di bawah permukaan laut (diambil g = 9,8
m/s) adalah

= 1,01 105 + (103 3) (9,8 2) (1000 )



= 9,9 106

3

Hukum Pokok Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis pada semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam
zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Hal ini berarti tekanan
hidrostatik hanya bergantung pada letak titik tersebut atau kedalaman.

Sumber: https://www.nafiun.com/2013/03/pengertian-fluida-statis-dan-dinamis-

massa-jenis-tekanan-hidrostatis-total-aplikasi-tegangan-permukaan-
contoh-soal-kunci-jawaban.html?m=1

Gambar 2. Tekanan total di titik A dan B padaρ bejana U yang terisi

fluida homogen adalah sama besar, =

Pernyataan ini disebut “hukum pokok hidrostatika”

Sehingga dapat dirumuskan :

= (6)
0 + 1ℎ1 = 0 + 2ℎ2 (7)
1ℎ1 = 2ℎ2 (8)
Keterangan :

1 : massa jenis benda 1
2 : massa jenis benda 2
ℎ1 : jarak titik A terhadap permukaan fluida 1
ℎ2 : jarak titik B terhadap permukaan fluida 2

4

HUKUM PASCAL

Anda telah melakukan percobaan seperti berikut ini. Ketika anda memeras ujung kantong plastik
berisi air yang memiliki banyak lubang, air memancar dari setiap lubang dengan sama kuat.

Blaise Pascal menyatakan :

Hukum pascal berbunyi : tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup
diteruskan sama besar ke segala arah.

Berikut ini, dua penghisap dengan luas penampang yang berbeda, yaitu antara lain :
1. Penghisap memiliki luas penampang yang kecil (diameter kecil)
2. Penghisap memiliki luas penampang yang besar (diameter besar)

Sebuah terapan sederhana dari prinsip Pascal adalah dongkrak hidrolik, seperti
ditunjukkan pada gambar 3. Dongkrak hidrolik terdiri dari bejana dengan dua kaki (kaki 1
dan kaki 2) yang masing-masing diberi pengisap. Pengisap 1 memiliki luas penampang 1
(lebih kecil) dan pengisap memiliki luas penampang 2 (lebih besar).
Bejana diisi dengan cairan (misalnya oli).

Sumber: https://www.gurupendidikan.co.id/hukum-pascal/

Gambar 4. Prinsip kerja sebuah dongkrak hidrolik dalam hukum pascal

5

Jika pengisap 1 anda tekan dengan gaya 1, zat cair akan menekan pengisap 1 ke atas

dengan gaya 1 sehingga terjadi keseimbangan pada pengisap 1 dan berlaku

1 = 1 atau = 1 (9)
1

Sesuai hukum pascal bahwa tekanan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama
besar ke segala arah, maka pada pengisap 2 bekerja gaya ke atas 2. Gaya yang seimbang
dengan ini adalah gaya 2 yang bekerja pada pengisap 2 dengan arah ke bawah.

2 = 2 atau = 2 (10)
2

Persamaan hukum pascal dirumuskan sebagai berikut: (11)
(12)
1 = 2
1 = 2 (13)

1 2

Sehingga :

1 = 2
1 2

Keterangan :

1 = gaya pada pengisap pipa 1,
1 = luas penampang pengisap pipa 1,
2 = gaya pada pengisap pipa 2, dan
2 = luas penampang pengisap pipa 2.

6

HUKUM ARCHIMEDES

Anda telah mengetahui bahwa benda yang dicelupkan dalam zat cair mendapat gaya ke
atas sehingga benda kehilangan sebagian beratnya (beratnya menjadi semu). Gaya ke atas ini yang
disebut sebagai gaya apung (buoyancy), yaitu suatu gaya ke atas yang dikerjakan oleh zat cair
pada benda. Munculnya gaya apung adalah konsekuensi dari tekanan zat cair yang meningkat
dengan kedalaman. Dengan demikian berlaku:

Gaya apung = berat benda di udara – berat benda dalam zat cair

Hukum Archimedes berbunyi :

Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam
suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Besarnya gaya apung dapat dirumuskan sebagai berikut: (14)

= g

Keterangan :
= gaya ke atas (N),
= massa jenis fluida ( / 3),
= volume fluida yang dipindahkan ( 3), dan
= percepatan gravitasi ( / 3).

7

Pengaruh Hukum Archimedes
pada benda

Gaya apung ke atas memberikan pengaruh terhadap benda yaitu :
1. Mengapung, Melayang dan Tenggelam

Sumber:https://www.pelajaran.co.id/2019/25/hukum-archimedes.html

Gambar 5: Hukum archimedes pada benda

2. Syarat benda Terapung, Tenggelam dan Melayang

Dengan kondisi benda:

a) Terapung

 = (15)

( ) = ( )

= ,


 < (16)

 > (17)

b) Tenggelam

 =< (18)

 > (19)

 = (20)

c) Melayang

 = (21)

 = (22)

 = (23)

8

Penerapan Hukum Archimedes
dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Kapal laut

Sumber: https://www.pakmono.com/bunyi-hukum-archimedes-dan-contohnya-dalam-kehidupan-sehari-hari/

Gambar 6. Kapal Laut sebagai aplikasi hukum archimedes
Kapal laut terbuat dari baja atau besi, dimana massa jenis baja atau besi lebih besar daripada
massa jenis air laut. Tetapi mengapa kapal laut bisa terapung.
Badan kapal laut dibuat berongga agar volume air yang dipindahkan oleh badan kapal lebih
besar. Gaya apung sebanding dengan volum air yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi
sangat besar. Gaya apung ini mampu mengatasi berat total kapal sehingga kapal laut mengapung
di permukaan laut.
2. Hidrometer

Sumber: https://dunia.pendidikan.co.id/hukum-archimedes/

Gambar 7. Hidrometer sebagai aplikasi hukum Archimedes
Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis cairan. Nilai massa jenis
cairan dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung
pada zat cair. Misalnya, dengan mengetahui massa jenis susu, dapat ditentukan kadar lemak dalam
susu.
Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Supaya tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair,
bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal.

9

TEGANGAN PERMUKAAN
ZAT CAIR

Apakah Tegangan
Permukaan Zat Cair itu?

Perhatikan gambar dibawah ini:

Sumber: https://cerdika.com/tegangan-permukaan/?amp

Gambar 8. Tegangan permukaan atau fenomena menarik pada zat cair (fluida)
Tegangan permukaan menyebabkan air yang jatuh pada daun membentuk permukaan

sekecil mungkin. Peristiwa tersebut disebabkan adanya gaya kohesi antarmolekul air lebih
besar daripada gaya adhesi antara air dan daun.

10

Formulasi Tegangan Permukaan

Seutas kawat dibengkokkan hingga berbentuk U, dan seutas kawat kedua dapat meluncur
pada pada kaki-kaki kawat U. Ketika alat ini dicelupkan dalam laurtan sabun dan dikeluarkan, kawat
kedua (jika beratnya tidak begitu besar) akan tertarik ke atas. Untuk menahan kawat ini agar tidak
meluncur ke atas, kita mengerjakan gaya T ke bawah.

Total gaya ke bawah yang menahan kawat kedua adalah

= + (24)

Misalkan, panjang kawat kedua adalah ℓ. Larutan sabun yang menyentuh kawat kedua

memiliki dua permukaan, sehingga gaya tegangan permukaan bekerja sepanjang 2ℓ panjang

permukaan.

Tegangan Permukaan ( ) dalam larutan sabun didefinisikan sebagai perbandingan antara

gaya tegangan permukaan ( ) dan panjang permukaan ( ) di mana gaya itu bekerja. Secara

matematis dinyatakan dengan :

Rumus tegangan permukaan (25)
=

Oleh karena = 2 ℓ, sehingga
= 2ℓ
(26)

Keterangan :

: tegangan permukaan

: gaya yang menyinggung permukaan (N)

ℓ : panjang (m)

Penerapan Tegangan Permukaan dalam kehidupan sehari-hari

Tegangan permukaan air berhubungan dengan kemampuan air membasahi benda. Makin kecil
tegangan permukaan air, makin baik kemampuan air untuk membasahi benda, dan ini berarti
kotoran-kotoran pada benda lebih mudah larut dalam air. Prinsip inilah yang banyak dimanfaatkan
dalam kehidupan sehari-hari. Mengapa mencuci dengan air panas lebih mudah dan menghasilkan
cucian yang lebih bersih?

11

KAPILARITAS

Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair. Di dalam zat cair
molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Gaya kohesi adalah tarik-menarik
antara molekul-molekul di dalam suatu zat cair sedangkan gaya adhesi adalah tarik-menarik antara
molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada.
Apabila adhesi lebih besar dari kohesi seperti pada air dengan permukaan gelas, air akan
berinteraksi kuat dengan permukaan gelas sehingga air membasahi kaca dan juga permukaan atas
cairan akan melengkung (cekung).

Sumber: https://dhita04.wordpress.com/2011/02/28/kapilaritas/amp/

Gambar 9. Peristiwa kapilaritas
Kapilaritas dipengaruhi oleh adhesi dan kohesi. Untuk zat cair yang membasahi dinding
pipa (θ < 90 ), permukaan zat cair dalam pipa naik lebih tinggi dibandingkan permukaan zat cair
di luar pipa. Sebaliknya, untuk zat cair yang tidak membasahi dinding pipa (θ < 90 ) permukaan
zat cair di dalam pipa lebih rendah daripada permukaan zat cair di luar pipa.
Misalkan bentuk permukaan air di dalam pipa kapiler yang berjari-jari kapiler r, tegangan
permukaan zat cair , massa jenis zat cair ρ, dan besarnya sudut kotak . Permukaan zat cair
menyentuh dinding pipa sepanjang keliling lingkaran 2 . . Permukaan zat cair menarik dinding
dengan gaya = 2 . . , membentuk sudut terhadapa dinding ke bawah. Sebagai reaksinya,
dinding menarik zat cair ke atas dengan gaya = 2 . . , membentuk sudut terhadap dinding
ke atas. Komponen gaya tarik dinding ke atas sebesar . cos . , diimbangi dengan gaya berat zat
cair setinggi .

12

Sehingga perumusannya : (27)
2 . . cos

= . .

Keterangan :
= naik/turunnya zat cair dalam kapiler (m)
= tegangan permukaan zat cair (N/m)
= sudut kontak
= massa jenis zat cair ( / 3)
= jari-jari penampang pipa (m)

13

VISKOSITAS

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di
dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin
sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut.

Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan
dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Viskositas zat cair dapat
ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas.

Sir George Stokes menyatakan :

bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai = 6 . Bila nilai k dimasukkan
ke dalam persamaan, maka diperoleh persamaan berikut ini :

= 6 ղ (28)
Keterangan :
= gaya stokes (N)
ղ = koefisien viskositas ( −2)
= jari-jari bola (m)
= kecepatan relative bola fluida ( −1)

Sumber: https://pakdosen.co.id/viskositas/

Gambar 10. Bola yang jatuh ke dalam fluida pada aliran viskositas
Perhatikan sebuah bola yang jatuh dalam. Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat
w, gaya apung Fa, dan gaya lambat akibat viskositas atau gaya stokes Fs. Ketika dijatuhkan, bola
bergerak dipercepat. Namun, ketika kecepatannya bertambah, gaya stokes juga bertambah.
Akibatnya, pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang, sehingga bergerak dengan kecepatan
konstan yang disebut kecepatan terminal. Pada kecepatan terminal, resultan yang bekerja pada bola
sama dengan nol.

14

Maka, pada saat kecepatan terminal tercapai berlaku persamaan :

= ( ) (29)
6 ղ2

Keterangan :

ղ = koefisien viskositas ( −2)
= jari-jari bola (m)
= percepatan gravitasi ( −2)
= kecepatan maksimum bola ( −1)
= massa jenis bola ( −3)
= massa jenis fluida ( −3)

15

KEGIATAN INKUIRI TERBIMBING

KEGIATAN 1

TEKANAN HIDROSTATIS

TUJUAN
Melalui kegiatan pembelajaran ini, peserta didik mampu :

1. Menerapkan konsep tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari
2. Menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis
3. Menjelaskan bunyi hukum utama hidrostatis dengan benar

Orientasi pada 1
Masalah

Wadi menyelam di laut untuk melihat keindahan dasar laut. Setibanya di dasar laut Wadi melihat
keindahan yang ada di dasar laut. Kemudian Wadi kembali ke atas permukaan laut. Wadi
merasakan sakit pada telinganya. Kemudian esoknya Wadi berenang di kolam renang rumahnya,
saat Wadi selesai berenang ia tidak merasakan sakit pada telinganya. Mengapa penyelam yang
menyelam sangat dalam, telinganya akan terasa sakit sedangkan di kolam renang saat kita
menyelam, telinga kita tidak merasakan sakit ?

16

2 Rumusan

Masalah

Buatlah rumusan masalah (pertanyaan) yang berhubungan dengan uraian yang disajikan di atas!

Hipotesis 3

Berdasarkan rumusan masalah di atas, berikan hipotesis (jawaban sementara) kalian pada kolom
di bawah ini !

17

4 Melakukan
Percobaan

Untuk membuktikan hipotesis kalian, lakukanlah eksperimen berikut :

A. Alat dan Bahan AYO BERPIKIR !
1. Botol air mineral
2 buah

2. Paku 1 buah

3. Selotip Secukupnya

4. Air Secukupnya

5. Ember 1 buah

6. Penggaris 1 buah

B. Langkah Percobaan

1. Sediakan alat dan bahan yang diperlukan

2. Buat 4 (empat) buah lubang pada botol air mineral menggunakan paku, dengan

ketinggian berbeda dan diameter lubang yang sama

3. Tutuplah lubang-lubang pada botol tersebut dengan menggunakan selotip

4. Isi botol tersebut dengan air sampai penuh

5. Lepaskan selotip satu per satu, lalu amati kekuatan dengan jarak pancaran air yang

keluar dari lubang botol tersebut

6. Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan!

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 1. Data Pengamatan

No. Jenis Zat Cair Kedalaman (cm) Jarak Pancaran (cm)

1 Air

2 Air

3 Air

18

Melakukan 5
Komunikasi

D. Pertanyaan

1. Pancaran air dari lubang manakah yang paling kuat ? Apa yang menyebabkan pancaran air
dari lubang tersebut lebih kuat dibandingkan lubang yang lain ?

2. Apakah tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman zat cair ?

Berdasarkan percobaan yang telah kalian lakukan, simpulkan hasilnya !

19

KEGIATAN 2

HUKUM PASCAL

TUJUAN
Melalui kegiatan pembelajaran ini, peserta didik mampu :
1. Menerapkan prinsip hukum Pascal untuk menyelesaikan persoalan fisika
2. Menjelaskan tentang bunyi hukum Pascal dengan baik dan benar

Orientasi pada 1
Masalah

Amir kemarin malam pulang ke kampung halamannya di Lombok. Mobil yang dikendarainya
sangat kotor dikarenakan hujan saat ia dalam perjalanan pulang ke Lombok. Amir pun berpikir
untuk memebersihkan mobilnya ke Doorsmeer di dekat rumahnya. Mobil Amir diangkat ke atas
dengan menggunakan alat hidrolik kemudian montir mulai membersihkan mobil Amir.
Bagaimana mobil dapat dinaikkan di atas sistem hidrolik tersebut ?

20

2 Rumusan
Masalah

Masalah apa yang terdapat pada pernyataan di atas tersebut ?

Hipotesis 3

Berdasarkan rumusan masalah di atas, berikan hipotesis (jawaban sementara) kalian pada kolom
di bawah ini !

21

4 Melakukan

Percobaan

Untuk membuktikan hipotesis kalian, lakukanlah eksperimen berikut :

A. Alat dan Bahan AYO BERPIKIR !
1. Selang Plastik
7. Suntikan Besar 1 meter
8. Suntukan Kecil 1 buah
9. Air 1 buah
Secukupnya
Rangkaian Percobaan

AB

Selang berisi Air

Gambar 11. Setting Alat

B. Langkah Percobaan
1. Sediakan alat dan bahan yang diperlukan
2. Susunlah alat seperti pada gambar 11 di atas !
3. Tekanlah suntikan A ke bawah, kemanakah arah gerak suntikan B ?
[ke bawah/tetap/ke atas]*
4. Tekanlah suntikan B ke bawah, kemanakah arah gerak suntikan A ?
[ke bawah/tetap/ke atas]*
5. Tariklah suntikan A ke atas, kemanakah arah gerak suntikan B ?
[ke bawah/tetap/ke atas]*
6. Tariklah suntikan B ke atas, kemanakah arah gerak suntikan A ?
[ke bawah/tetap/ke atas]*

22

7. Tekanlah suntikan A hingga volume air berubah 1 ml. Amati dan catat perubahan
volume pada suntikan B.

8. Ulangi langkah no 7 hingga volume air pada suntikan A berubah 2 ml dan 3 ml.
9. Tekanlah suntikan B hingga volumenya berubah 1 ml. Amati dan catat perubahan

volume pada suntikan A.
10. Ulangi langkah no 9 hingga volume air pada suntikan B berubah 2 ml dan 3 ml.
11. Catat semua data pada bagian data pengamatan berikut.

C. Data Hasil Percobaan
1. Jika suntikan A ditekan ke bawah, maka arah gerak suntikan B……….

2. Jika suntikan B ditekan ke bawah, maka arah gerak suntikan A……….
3. Jika suntikan A ditarik ke atas, maka arah gerak suntikan B………….
4. Jika suntikan B ditarik ke atas, maka arah gerak suntikan A………….

Tabel 2. Data Pengamatan

No. Perubahan volume Perubahan volume

Suntikan A Suntikan B

1 1 ml

2 2 ml

3 3 ml

4 1 ml

5 2 ml

6 3 ml

23

Melakukan 5
Komunikasi

D. Pertanyaan
1. Dari data pengamatan 1-4 di atas, kemana arah tekanan diteruskan jika suntikan A
ditekan atau suntikan B ditekan ?

2. Dari data pengamatan pada tabel 2 di atas, apabila perubahan volume pada suntikan
menunjukkan besarnya tekanan yang diterima, maka bagaimanakah besarnya tekanan
di A dan B ?

3. Jika tidak ada kesalahan, maka kesimpulan dari percobaan ini adalah bunyi “Hukum
Pascal”. Tuliskan bunyi hukum Pascal !

24

Berdasarkan percobaan yang telah kalian lakukan, simpulkan hasilnya !
25

KEGIATAN 3

HUKUM ARCHIMEDES

TUJUAN
Melalui kegiatan pembelajaran ini, peserta didik mampu :
1. Menjelaskan bunyi hukum Archimedes dengan benar
2. Menjelaskan peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam pada benda dengan benar
3. Menyebutkan contoh penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari

Orientasi pada 1
Masalah

Widya adalah seorang anak yang tidak bisa berenang. Ia bercita-cita menjadi seorang atlet renang
profesional. Jadi, ia memutuskan untuk berlatih renang di sebuah klub renang di kotanya. Saat
pertama kali Widya berlatih renang dan memasuki kolam, Widya merasakan tubuhnya lebih
ringan ketika berjalan di dalam air dibandingkan disaat berjalan di darat. Mengapa hal tersebut
terjadi ?

26

2 Rumusan

Masalah

Masalah apa yang terdapat pada pernyataan di atas tersebut ?

Hipotesis 3

Berdasarkan rumusan masalah di atas, berikan hipotesis (jawaban sementara) kalian pada kolom
di bawah ini !

27

4 Melakukan

Percobaan

Untuk membuktikan hipotesis kalian, lakukanlah eksperimen berikut :

A. Alat dan Bahan AYO BERPIKIR !
1. Neraca Pegas
2. Gelas ukur 1 buah
3. Beban (50 g) 1 buah
4. Gelas berpancur 5 buah
5. Air 1 buah
Rangkaian Percobaan

Gambar Gambar
ab

B. Langkah Percobaan
1. Siapkan alat dan bahan
2. Isilah gelas berpancur dengan air sampai permukaan air tepat berada di bibir bawah
pancur !
3. Letakkan gelas ukur di bawah pancuran !
4. Timbanglah berat balok di udara dengan neraca pegas seperti pada gambar a dan catat
hasilnya sebagai .
5. Lakukan penimbangan beban tersebut dalam air seperti pada gambar b dan catat hasilnya
sebagai .

28

6. Ukur volume air yang tumpah atau yang dipindahkan dengan menggunakan gelas ukur

kecil dan catat sebagai .
7. Ulangi langkah 2 – 6 dengan massa benda yang bervariasi.

8. Catat semua data pada tabel data hasil pengamatan.

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 3. Data Hasil Pengamatan

= 10 / 2 = 1000 / 3 1 = 1 10−6 3

No. Massa beban (kg) Berat beban (N) ( )

( ) ( )

1

2

3

29

Melakukan 5
Komunikasi

D. Pertanyaan
1. Jelaskan alasanmu, mengapa berat beban di udara dengan berat beban di dalam air
berbeda !

2. Berdasarkan hasil percobaan di atas, bagaimana bunyi hukum Archimedes !

3. Berdasarkan bunyi hukum Archimedes, tuliskan persamaan gaya Archimedes !

30

4. Apabila besarnya volume air/fluida yang dipindahkan ( ) sama dengan volume benda
yang tercelup ( ), maka tuliskan bentuk lain dari persamaan gaya Archimedes !

Berdasarkan percobaan yang telah kalian lakukan, simpulkan hasilnya !

31

EVALUASI

A. PILIHAN GANDA (X)

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!

1. Sebuah pompa hidrolik memiliki diameter penghisap sebesar 4 cm dan mampu

mengangkat beban maksimum 800 N. Jika gaya yang dikenakan pada penghisap besar
3200 N, maka besar diameter penampang penghisap yang besar adalah…

a. 1 cm

b. 2 cm

c. 6 cm

d. 8 cm

e. 16 cm
2. David menyelam dalam air laut yang massa jenisnya 1,01325 / 3. David kemudian

mengalami tekanan hidrostatis sebesar 3 kali tekanan atmosfer. Jika = 10 / 2,
maka kedalaman David adalah…

a. 60 m

b. 50 m

c. 40 m

d. 30 m

e. 20 m
3. Sepotong mata uang logam jika dicelupkan dalam fluida A dengan = 0,9 / 3

mengalami gaya ke atas sebesar FA dan jika dicelupkan dalam fluida B dengan =
0,8 / 3 mengalami gaya Archimedes sebesar FB. Perbandingan kedua gaya

tersebut F/B

a. 8

14

b. 4

7

c. 6

7

d. 8
9

e. 9
8

32

4. Sebuah balok yang memiliki volume 16 10−3 3 tercelup 5/8 bagiannya dalam air.
Jika = 10 / 2, maka gaya apung yang dikerjakan air pada balok adalah…
a. 350 N
b. 250 N
c. 150 N
d. 100 N
e. 50 N

5. Sebuah benda terapung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 55%
volume benda berada di dalam air, 40% di dalam minyak dan sisanya berada di atas
permukaan minyak. Jika massa jenis minyak 0,8 / 3, maka massa jenis benda…
a. 900 / 3
b. 870 / 3
c. 800 / 3
d. 670 / 3
e. 600 / 3

B. ESSAY
Kerjakanlah soal-soal berikut di buku latihan anda!

1. Tabung setinggi 30 cm diisi penuh dengan fluida. Tentukan tekanan hidrostatis pada
dasar tabung, jika = 10 / 2 dan tabung berisi :
a. Air
b. Raksa, dan

2. Seekor ikan berada pada kedalaman 4 m dari permukaan air sebuah danau. Jika massa
jenis air 1.000 / 3, tentukan tekanan hidrostatisyang dialami ikan!

3. Sebuah dongkrak memiliki penghisap kecil 6 cm dan penghisap besar diameternya
30 cm. Apabila penghisap kecil ditekan dengan gaya 400 N. Berapa gaya yang
dihasilkan pada penghisap besar ?

4. Batang jarum yang panjangnya 5 cm diletakkan secara perlahan-lahan di atas
permukaan air. Apabila tegangan permukaan air 0,07 N/m. Tentukan besarnya gaya
tegangan permukaan pada jarum!

33

KUNCI JAWABAN

A. PILIHAN GANDA (X)

1. Penyelesaian :

1 = 2
1 2

1 = 2

4 12 4 22

kecil besar

800 3200
42 = 22

22 = 64

2 = 8 Jawaban : d

2. Penyelesaian :

ℎ = ℎ

3 105 = 1,01325 1000 / 3 10 / 2 ℎ

ℎ = 30 Jawaban : d

3. Penyelesaian :

=


=


0,9
= 0,8

=9 Jawaban : e

8

4. Penyelesaian :

=

= 1000 / 3 10 / 2 5 16 10−3 3
8

= 100

Jawaban : d

34

5. Penyelesaian :
= 0
+ =
+ =
800 / 3 0,4 + 1000 0,55 =
= 870 / 3
Jawaban : b

B. ESSAY

1. Penyelesaian ;

Diketahui:
ℎ = 30 = 10 / 2

a. Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi air:

ℎ = ℎ = (1.0001.000 3 2 = 3.000 / 2
) (10 ) (0,3)

b. Tekanan hidrostatis pada dasar tabung yang berisi air raksa:

ℎ = ℎ = (13.6001.000 3 2 (0,3) = 40.800 / 2
) (10 )

2. Penyelesaian ;

Kedalaman ℎ = 4 = 1.000 / 3

= 1 = 1 105 / 2

Tekanan hidrostatik yang dialami ikan

ℎ = ℎ = (1.000 3 2 4 = 4 104 / 2
) (10 )

3. Penyelesaian ;

2 = (30)2 400 = 10000

6

4. Penyelesaian ;

= . ℓ

0,07 0,05 = 0,00035

35

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI. Cimahi: Erlangga.
Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Phibheta.
Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA Kelas X Kurikulum 2013, Jakarta: Erlangga.

36