Ppt fluida

SEMESTER GANJIL


KURIKULUM 2013 REVISI









BY : KHOIROTUN NISA’

KOMPETENSI INTI





KOMPETENSI INTI 3 KOMPETENSI INTI 4
(PENGETAHUAN) (KETERAMPILAN)
3. Memahami, menerapkan, dan 4. Mengolah, menalar, dan
menganalisis pengetahuan menyaji dalam ranah konkret
faktual, konseptual, dan ranah abstrak terkait
prosedural, dan metakognitif dengan pengembangan dari
berdasarkan rasa ingin yang dipelajarinya di sekolah
tahunya tentang ilmu secara mandiri, bertindak
pengetahuan, teknologi, seni, secara efektif dan kreatif, serta
budaya, dan humaniora mampu menggunakan metoda
dengan wawasan sesuai kaidah keilmuan
kemanusiaan, kebangsaan,
kenegaraan, dan peradaban
terkait penyebab fenomena
dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan
prosedural pada bidang kajian
yang spesifik sesuai dengan
bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah

KOMPETENSI DASAR







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

4.4 Membuat dan menguji

3.4 Menerapkan prinsip fluida proyek
dinamik dalam teknologi sederhana yang
menerapkan prinsip
dinamika fluida

Indikator Pencapaian Kompetensi
3.3  Menjelaskan pengertian fluida statik(C2)
 Memberikan contoh fluida statik(C2)
 Menjelaskan pengertian meniscus(C2)
 Menjelaskan pengertian gejalakapilaritas(C2)
 Menjelaskan pengertian viskositas dan hokum stokes(C2)
 Menyimpulkan konsep tekanan hidrostatis(C2)
 Menyimpulkan konsep prinsip hukum Archimedes(C2)
 Menyimpulkan konsep hukum Pascal(C2)
 Menentukan persaman fluida statik(C3)


4.3  Mempersiapkan peralatan untuk percobaan(P2)
 Melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida statik(P2)
 Membuat laporan hasil percobaan(P2)
 Mempresentasikan laporan hasil percobaan(P3)
 Setelah mengikuti pembelajaran, peserta didik dapat: Mempersiapkan peralatan
untuk percobaan(P2)
 Melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida statik(P2)
 Membuat laporan hasil percobaan(P2)


3.4  Menjelaskan pengertian fluida dinamik(C2)
 Memberikan contoh fluida dinamik(C2)
 Menjelaskan kaitan antara kecepatan aliran dengan luas penampang(C2)
 Menjelaskan hubungan antara kecepatan aliran dengan tekanan fluida(C2)
 Menemukan persamaan kontinuitas(C3)
 Menemukan persamaan hukum Bernoulli(C3)

 Melakukan penyelesaian masalah terkait penerapan azas kontinuitas dan azas
Bernoulli(C3)

4.4  Mempersiapkan peralatan(P2)
 Membuat ilustrasi tiruan aplikasi Azas Bernoulli (alat venturi, kebocoran air, atau
sayap pesawat)(P3)
 Mempresentasikan laporan hasil produk tiruan aplikasi azas Bernoulli(P3)
 Mengembangkan hasil produk tiruan hingga menjadi produk berdaya saing(P4)
 Mendesain produk agar tampak menarik dan menjadi kegemaran masyarakat(P5)

TUJUAN PEMBELAJARAN
3.3 Setelah mengikuti pembelajaran, peserta didik dapat:
 Menjelaskan pengertian fluida statik(C2)

 Memberikan contoh fluida statik(C2)
 Menjelaskan pengertian meniscus(C2)
 Menjelaskan pengertian gejala kapilaritas(C2)
 Menjelaskan pengertian viskositas dan hukum stokes(C2)

 Menyimpulkan konsep tekanan hidrostatis(C2)
 Menyimpulkan konsep prinsip hukum Archimedes(C2)
 Menyimpulkan konsep hukum Pascal(C2)

 Menentukan persaman fluida statik(C3)
4.3 Setelah mengikuti pembelajaran, peserta didik dapat:
 Mempersiapkan peralatan untuk percobaan(P2)
 Melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida statik(P2)
 Membuat laporan hasil percobaan(P2)
 Mempresentasikan laporan hasil percobaan(P3)
3.4 Setelah mengikuti pembelajaran, peserta didik dapat:
 Menjelaskan pengertian fluida dinamik(C2)

 Memberikan contoh fluida dinamik(C2)
 Menjelaskan kaitan antara kecepatan aliran dengan luas
penampang(C2)
 Menjelaskan hubungan antara kecepatan aliran dengan tekanan fluida(C2)
 Menemukan persamaan kontinuitas(C3)
 Menemukan persamaan hukum Bernoulli(C3)

 Melakukan penyelesaian masalah terkait penerapan azas kontinuitas dan
azas Bernoulli(C3)
4.4 Setelah mengikuti pembelajaran, peserta didik dapat:
 Mempersiapkan peralatan(P2)

 Membuat ilustrasi tiruan aplikasi Azas Bernoulli (alat venturi,
 kebocoran air, atau sayap pesawat)(P3)
 Mempresentasikan laporan hasil produk tiruan aplikasi azas Bernoulli(P3)
 Mengembangkan hasil produk tiruan hingga menjadi produk berdaya
saing(P4)
 Mendesain produk agar tampak menarik dan menjadi kegemaran masyarakat
(P5)

PETA KONSEP FLUIDA











HUKUM PASCAL
TEKANAN
HIDROSTATIS
HUKUM
ARCHIMEDES



MASSA JENIS
FLUIDA STATIS

TEGANGAN
PERMUKAAN

SIFAT FISIS MENISCUS
FLUIDA STATIS


KAPILARITAS


FLUIDA
HUKUM STOKES


ALAT
PENYEMPROT
RACUN
SERANGGA

ALAT
PERSAMAAN PENYEMPROT
BERNOULLI PARFUM
FLUIDA
DINAMIS
PERSAMAAN TABUNG PILOT
KONTINUITAS
KARBURATOR
TABUNG
VENTURI
VENTURIMETER

Fluida Statis dan Fluida Dinamis



A. Pengertian Fluida


Fluida merupakan bagian dari perubahan bentuk benda, termasuk benda

cair, gas, plasma, dan padat. Fluida memiliki kemampuan untuk mengalir (atau
umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk yang sesuai dengan wadah
mereka). Sifat ini biasanya dikarenakan sebuah fungsi dari ketidakmampuan
mereka mengadakan tegangan geser (shear stress) atau tidak mampu
mempertahankan/mengembalikan bentuknya. Konsekuensi dari sifat ini adalah
hukum Pascal yang menekankan pentingnya tekanan dalam mengarakterisasi
bentuk fluida. Dapat disimpulkan bahwa fluida adalah zat atau entitas yang
terdeformasi secara berkesinambungan apabila diberi tegangan geser walau
sekecil apapun tegangan geser itu.

Dalam fisika, fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Anda
mungkin pernah belajar di sekolah bahwa materi yang kita temui dalam
kehidupan sehari-hari terdiri dari zat padat, cair dan gas. Nah, istilah fluida
mencakup zat cair dan gas, karena zat cair seperti air atau zat gas seperti udara
dapat mengalir. Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga
tidak bisa digolongkan dalam fluida. Untuk lebih memahami penjelasan
gurumuda, alangkah baiknya jika kita tinjau beberapa contoh dalam kehidupan
sehari-hari. Ketika dirimu mandi, dirimu pasti membutuhkan air. Untuk sampai
ke bak penampung, air dialirkan baik dari mata air atau disedot dari sumur. Air
merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya seperti
minyak pelumas, susu dan sebagainya. Semuanya zat cair itu dapat kita

kelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu
tempat ke tempat yang lain.
Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. zat gas juga dapat mengalir
dari satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara
yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain.Zat padat tidak dapat
digolongkan ke dalam fluida karena zat padat tidak dapat mengalir. Batu atau
besi tidak dapat mengalir seperti air atau udara. Hal ini dikarenakan zat pada t
cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya sedangkan fluida tidak
mempertahankan bentuknya tetapi mengalir. Selain zat padat, zat cair dan zat

gas, terdapat suatu jenis zat lagi yang

dinamakan plasma. Plasma merupakan zat gas yang terionisasi dan sering
dinamakan sebagai “wujud keempat dari materi”.Plasma juga tidak dapat
digolongkan ke dalam fluida.
Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan kita sehari-hari.
Setiap hari kita menghirupnya, meminumnya dan bahkan terapung atau teggelam di
dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya, kapal laut mengapung di
atasnya, demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya.
Air yang kita minum dan udara yang kita hirup juga bersirkulasi di dalam tubuh
kita setiap saat, hingga kadang tidak kita sadari. Jika ingin menikmati bagaimana
indahnya konsep mekanika fulida bekerja, pergilah ke pantai.


B. Fuida Statis dan Fluida Dinamis
1. Fluida statis
Fluida statis adalah ketika fluida yang sedang diam pada keadaan setimbang.

Jadi kita meninjau fluida ketika tidak sedang bergerak.
Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis sederhana dan tidak
sederhana. 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.

Sifat Fluida Statis

Sifat fisis fluida dapat ditentukan dan dipahami lebih jelas saat fluida berada dalam
keadaan diam (statis). Sifat-sifat fisis fluida statis ini di antaranya, massa jenis,
tegangan permukaan, meniscus, kapilaritas, dan viskositas.

1. Massa Jenis
Pernahkah Anda membandingkan berat antara kayu dan besi? Benarkah
pernyataan bahwa besi lebih berat daripada kayu? 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)

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. Jadi massa jenis adalah pengukuran massa setiap
satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin

besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan
total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa
jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah
daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah
-3
(misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m )

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis
yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan
memiliki massa jenis yang sama. Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai
berikut.
dengan:
m = massa (kg atau g),

3
3
V = volume (m atau cm ), dan
3
3
ρ = massa jenis (kg/m atau g/cm ).

Jenis beberapa bahan dan massa jenisnya dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel Massa Jenis atau Kerapatan Massa (Density)





Massa Jenis Massa Jenis
Bahan Nama Bahan
3
3
(g/cm ) (g/cm )
Air 1,00 Gliserin 1,26

Aluminium 2,7 Kuningan 8,6


Baja 7,8 Perak 10,5

Benzena 0,9 Platina 21,4

Besi 7,8 Raksa 13,6



Emas 19,3 Tembaga 8,9


Es 0,92 Timah Hitam 11,3


Etil Alkohol 0,81 Udara 0,0012



2. Tegangan permukaan
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 timbulnya gaya pemulih
yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh
molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan.

Sebaliknya jika molekul di permukaan cairan ditekan, dalam hal ini diberi
jarum atau silet, molekul bagian bawah permukaan akan memberikan gaya

pemulih yang arahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang
jarum atau silet tetap di permukaan air tanpa tenggelam.

Gaya ke atas untuk menopang jarum atau silet agar tidak tenggelam
merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan dengan dua kali panjang
jarum. Panjang jarum disini adalah permukaan yang bersentuhan dengan zat cair.

Jadi dapat kita simpulkan bahwa pengertian dari tegangan permukaan adalah
kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya

seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.

3. Gejala Meniscus dan Kapilaritas
Raksa dituangkan ke dalam suatu tabung kaca dan air pada tabung kaca
lainnya, kemudian akan didapatkan bentuk kedua permukaan seperti yang
digambarkan di bawah ini.

Gambar sebelah kiri adalah air yang membasahi dinding kaca, sedangkan
gambar sebelah kanan adalah air raksa yang tidak membasahi dinding kaca.

Jika pada lengkungan air dan raksa ditarik garis lurus, maka garis itu akan
membentuk sudut Ө terhadap dinding vertikal tabung kaca. Sudut Ө tersebut
dinamakan sudut kontak. Sudut kontak adalah sudut yang dibentuk antara
permukaan zat cair dengan permukaan dinding pada titik persentuhan zat cair
dengan dinding.

Peristiwa tersebut terjadi akibat adanya gaya kohesi lebih besar daripada gaya
adhesi antara partikel air dengan partikel kaca F . Sehingga resultan kedua gaya
K
tersebut arahnya keluar. Agar tercapai keadaan yang seimbang, permukaan air
yang menempel pada dinding kaca harus melengkung ke atas. Kelengkungan
permukaan suatu zat cair di dalam tabung disebut meniskus. Karena bentuknya
cekung maka meniskus air dalam bejana kaca dinamakan meniskus cekung. Besar
o
sudut kontak untuk meniskus cekung lebih kecil dari 90 Sedangkan,
kelengkungan permukaan raksa dalam tabung merupakan gaya kohesi antara
partikel-partikel raksa. Gaya kohesi F lebih kecil daripada gaya adhesi antara
A
partikel raksa dengan partikel kaca F , sehingga resultan kedua gaya mengarah ke
k
dalam. Agar tercapai keseimbangan, maka permukaan raksa yang menempel pada

dinding kaca harus tegak lurus terhadap gaya resultan F . Akibatnya, permukaan
R
kaca melengkung kebawah dan disebut sebagai meniskus cembung yang sudutnya
o
lebih besar dari 90 .

Apabila jari-jari tabung (r), massa jenis zat cair ( ), besarnya sudut kontak (Ө),
tegangan permukaan (γ) , kenaikan zat cair setinggi (y), dan permukaan zat cair
bersentuhan dengan tabung sepanjang keliling lingkaran, maka besarnya gaya ke
atas adalah hasil kali komponen-komponen tegangan permukaan yang vertikal
dengan keliling dalam tabung. Secara matematis dituliskan (Haryadi, 2006: 156):

Karena












Dengan menyamakan gaya ke atas dan ke bawah maka diperoleh:





















Keterangan :

y = naik/turunnya zat cair dalam kapiler (m)
γ = tegangan permukaan (N/m)
Ө = sudut kontak (derajat )
3
ρ = massa jenis zat cair ( kg/m )
r= jari-jari pipa (m)

4. Viskositas dan Hukum Stokes

Hukum Stokes – Berbunyi : ”Jika sebuah bola bergerak dalam suatu fluida
yang diam maka bola itu akan bekerja suatu gaya gesek dalam bentuk gaya
gesekan dan arahnya berlawanan dengan arah gerak bola itu sendiri”. Berikut akan

kami jelaskan secara lengkap mengenai hukum stokes dan viskositas. Untuk Lebih
jelasnya simak pembahasan di bawah ini.

Hukum Stokes
Gaya gesek antara suatu permukaan benda padat yang bergerak dengan fluida
akan sebanding dengan suatu kecepatan relatif gerak benda ini kepada fluida.
Hambatan gerak di dalam fluida disebabkan gaya gesek antara bagian fluida yang
melekat ke permukaan suatu benda dengan bagian fluida di sebelahnya. Gaya
gesek tersebut sebanding dengan koefisien viskositas (η) fluida.

Menurut Stokes, gaya gesek yaitu :
Fs = 6 π r η v
Keterangan Rumus :
Fs adalah gaya gesek (N)
r adalah jari-jari benda (m)
v adalah kecepatan jatuh dalam fluida (m/s)
Persamaan di tersebut dikenal dengan hukum Stokes. Penentuan η dengan
memakai hukum Stokes bisa dilakukan dengan percobaan kelereng jatuh. Sewaktu
kelereng dijatuhkan dalam bejana kaca yang berisi cairan yang hendak ditentukan
koefisien viskositasnya, kecepatan kelereng semakin lama akan semakin cepat.
Sesuai pada hukum Stokes, makin cepat gerakannya, maka makin besar gaya

geseknya. Hal ini yang menyebabkan gaya berat kelereng tepat setimbang dengan
gaya gesek dan kelereng jatuh dengan kecepatan tetap sebesar v hingga berlaku
persamaan:
w = Fs
m . g = 6 π r η v

Rumus hukum stokes
Fs = 6 π η r v
Fs adalah gaya hambatan (N)

η adalah koefisien viskositas (kg m-1 s-1)
r adalah jari jari bola (m)
π adalah 22/7
v adalah laju relatif benda pada fluida.

Viskositas
Viskositas adalah ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar atau

kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas (kekentalan) fluida,
maka sulit fluida untuk mengalir dan menunjukkan bahwa sulit suatu benda
bergerak di dalam fluida tersebut.
Dalam zat cair, viskositas dihasilkan gaya kohesi antara molekul zat cair.
Akan tetapi jika dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara
molekul gas. Zat cair lebih kental daripada gas, hingga untuk mengalirkan zat
cair dibutuhkan gaya yang lebih besar jika dibandingkan dengan gaya yang
diberikan untuk mangalirkan gas.

















gambar 1. sebuah bola yang dimasukkan didalam fluida zat cair
Jika sebuah bola pada gambar 1. yang mana massa jenisnya lebih besar
daripada massa jenis fluida dan berjari-jari r, dimasukkan kedalam fluida zat cair,
maka bola itu akan jatuh di percepat sampai suatu saat kecepatannya maksimum.
Pada kecepatan Vmaks, benda bergerak beraturan sebab gaya beratnya telah
diimbangi gaya gesek fluida.























gambar 2. Viskositas berbagai zat cair/gas

Gambar 2. Viskositas berbagai zat cair/gas
Jika sebuah benda memiliki bentuk bola dan jatuh bebas dke alam suatu fluida
kental (gambar3), kecepatannya akan bertambah sebab pengaruh gravitasi bumi
hingga mencapai pada suatu kecepatan terbesar yang tetap. Kecepatan terbesar
yang tetap itu dinamakan dengan kecepatan terminal. Ketika kecepatan terminal

tercapai, berlaku keadaan:


























Gambar 3 Gaya-gaya yang bekerja pada benda





















Keteranga rumus :
v adalah kecepatan terminal (m/s)
η adalah koefisien viskositas fluida (Pa s)
r adalah jari-jari bola (m)
g adalah percepatan gravitasi (m/s2)
ρb adalah massa jenis bola (kg/m3)
ρf adalah massa jenis fluida (kg/m3)

Cara Menentukan Viskositas



Cara menentukan viskositas pada suatu suatu zat adalah memakai alat yang
dinamakan dengan viskometer. Terdapat beberapa macam viskometer yang biasa
dipakai yaitu :
Viskometer kapiler / Ostwald

Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang diperlujan
bagi cairan itu sendiri untuk lewat antara 2 tanda saat mengalir sebab gravitasi
melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan tersebut yang diuji akan
dibandingkan dengan waktu yang diperlukan bagi zat yang viskositasnya
diketahui untuk lewat 2 tanda tersebut
Viskometer Hoppler
Berdasarkan hukum Stokes kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan
hingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya yaitu
melontarkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat
cair dan diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola adalah fungsi dari harga resiprok
sampel.
Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya yaitu sample digeser ke dalam ruangan antara dinding luar dari
bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk tepat ditengah-tengah.
Kelemahan viscometer ini yaitu terjadinya aliran sumbat yang disebabkan oleh
geseran yang tinggi hingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan
konsentrasi ini yang menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar
memadat. Hal ini disebut aliran sumbat.
Viskometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya yaitu sebuah sampel ditempatkan tepat ditengah-tengah

papan, Lalu kemudian dinaikkan sampai posisi di bawah kerucut. Kerucut
digerakkan oleh motor dengan berbagai macam kecepatan dan sampelnya digeser
kedalam ruang semi transparan yang diam dan kerucut yang berputar
Faktor Yang Mempengaruhi Viskositas
Ada beberapa faktor yang dapatmempengaruhi viskositas, didantaranya yaitu
sebagai berikut :
Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, Akan tetapi viskositas gas tidak
dipengaruhi oleh tekanan.

Temperatur
Viskositas turun dengan naiknya suhu, Akan tetapi viskositas gas naik dengan
naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekulnya mendapat energi.
Molekul-molekul
cairan bergerak smpai gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan begitu
viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.

Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu mampu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan

tambahan seperti misalnya bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak
/ gliserin adanya penambahan air mampu mengakibatka viskositas turun karena
gliserin maupun minyak bisa semakin encer.

Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul.

Berat molekul
Viskositas akan naik andai ikatan rangkap semakin banyak.


Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik dengan adanya ikatan hidrogen.

Konsentrasi larutan
Viskositas akan berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan
dengan konsentrasi tinggi akan mempunyai viskositas yang tinggi pula, karena
konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut untuk setiap
satuan volume.
Tekanan Hidrostatis
Tekanan didefinisikan sebagai gaya normal ( tegak lurus ) yang bekerja pada

suatu bidang dibagi dengan luas bidang tersebut.

P =

Satuan SI untuk tekanan adalah Pascal ( disingkat Pa).Dalam bidang meteorologi
digunakan satuan atmosfet (atm),cmHg atau mmHg, dan milibar (mb).
1Pa = 1 N/m²
1mb = 0,001 bar
1bar = 10 Pa
5
5
1atm = 76 cmHg = 1,01 x 10 Pa = 1,01 bar

Tekanan pada zat cair (fluida) secara umum dibedakan menjadi dua jenis
tekanan, yakni tekanan pada zat cair yang tidak bergerak (mengalir) serta tekanan
yang zat cair yang bergerak (mengalir).
Pada pembahasan kali ini kita akan lebih memfokuskan tekanan pada zat cair
yang tidak bergerak atau yang lebih dikenal dengan Tekanan Hidrostatis. Secara
konseptual tekanan hidrostatis adalah tekanan yang berlaku pada fluida atas dasar
Hukum Pascal.

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh gaya berat zat cair itu
sendiri pada suatu luas bidang tekan. Dengan asumsi bahwa zat cair dalam bentuk
lapisan-lapisan sesuai dengan tingkat kedalaman yang terukur dari permukaan zat
cair. Maka tekanan hidrostatis zat cair adalah sama besar untuk setiap bagian zat
cair yang memiliki kedalaman yang sama.Tekanan hidrostatis zat cair (P ) dengan
h
massa jenis ρ pada kedalaman h dirumuskan dengan :

P h = ρgh


Perhatikan gambar !
































Besarnya tekanan hidrostatis :
p = F / A ….. (1)

karena gaya (F) yang bekerja adalah merupakan gaya berat zat cair (w) yang berada
di atasnya, sedangkan w = m.g ,maka persamaan (1) menjadi ..

p = w / A

p = m.g / A …. (2)


massa ( m ) zat cair,apabila dihubungkan dengan massa jenis ( ρ ) dan volume ( V )
menjadi : m = ρ . V maka,

p = ρ . g . V / A …. (3)

karena V / A merupakan pembagian antara volume dengan luas bidang yang akan
menghasilkan komponen tinggi (kedalaman) sehingga ,Tekanan hidrostatis
dirumuskan sebagai,

p = ρ . g . d …. (4)


Dimana :
p = tekanan hidrostatis (N/m2)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
d = kedalaman zat cair (m)

Contoh soal tekanan hidrostatis
Soal No. 1

Gambar berikut sebuah teko berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan
hidrostatis di dasar teko, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air
3
2
yaitu 1000 kg/m dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s

Pembahasan
Tekanan hidrostatis:
P = ρ x g x h
P = 1000 x 10 x 0,15 = 1500 Pascal


Soal No. 2
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar

berikut














Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di
dalam tabung!

Pembahasan

Tekanan udara dalam tabung
P = Po − h
P = 76 cmHg − 3 cm Hg = 73 cm Hg

Soal No. 3

Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut














Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung!



Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung
P = Po + h
P = 76 cmHg + 3 cmHg = 79 cm Hg

Soal No. 4
Untuk memperkirakan massa jenis suatu zat cair digunakan pipa berbentuk U yang telah berisi
air. Setelah zat cair dimasukkan pada pipa sebelah kanan, kondisi akhir seperti gambar berikut














Tentukan massa jenis zat cair pada pipa kanan!

Pembahasan
ρ h = ρ h
1 1
2 2
1000 x 5 = ρ2 x 8
3
h = 5000 / 8 = 625 kg/m
2

Soal No. 5
Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan
air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg!


Pembahasan
Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm
Kota A 300 m dari muka laut, sehingga tekanan udaranya turun 3 cm,
P = 76 cm Hg − 3 cm Hg = 73 cm Hg


Soal No. 6
Perhatikan gambar di bawah!





















2
2
Luas penampang 1 adalah 5 cm dan luas penampang 2 adalah 50 cm . Jika berat
beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan
beban W!

Pembahasan
F /A = F /A
2
2
1
1
F / 5 = 1800 / 50
F = (1800/50) x 5 = 180 Newton

b) Hukum – Hukum Pokok Hidrostatika

1) Hukum Pokok Hidrostatis
Menyatakan bahwa semua titik yeng terletak pada satu bidang datar didalam
zat cair akan memiliki tekanan hidrostatis yang sama.Pernyataan ini dapat
diaplikasikan untuk menentukan massa jenis zat cair menggunakan pipa U.


2) Hukum Pascal
Menyatakan bahwa jika fluida diberi tekanan dari luar maka tekanan
tersebut akan diteruskan kesegala arah dengan sama besar.prinsip hukum pascal
diterapkan pada akat – alat hidrolik seperti : pompa hidrolik , dongkrak hidrolik
, pengangkat hidrolik dan lain – lain.



















• Persamaan Hukum Pascal

Jika suatu fluida yang dilengkapi dengan sebuah penghisap yang dapat

bergerak maka tekanan di suatu titik tertentu tidak hanya ditentukan oleh berat

fluida di atas permukaan air tetapi juga oleh gaya yang dikerahkan oleh


penghisap. Berikut ini adalah gambar fluida yang dilengkapi oleh dua

penghisap dengan luas penampang berbeda. Penghisap pertama memiliki luas

penampang yang kecil (diameter kecil) dan penghisap yang kedua memiliki

luas penampang yang besar (diameter besar) (Kanginan, 2007).

Gambar 1: Fluida yang Dilengkapi Penghisap dengan Luas Permukaan Berbeda
(Sumber: 4.bp.blogspot.com)



Sesuai dengan hukum Pascal bahwa tekanan yang diberikan pada zat

cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah,

maka tekanan yang masuk pada penghisap pertama sama dengan tekanan


pada penghisap kedua (Kanginan, 2007). Tekanan dalam fluida dapat

dirumuskan dengan persamaan di bawah ini.

P = F : A

sehingga persamaan hukum Pascal bisa ditulis sebagai berikut.

P = P
2
1
F : A = F : A
2
2
1
1
dengan P = tekanan (pascal), F = gaya (newton), dan A = luas permukaan
2
penampang (m ).

Penerapan Hukum Pascal

Hidraulika adalah ilmu yang mempelajari berbagai gerak dan keseimbangan zat


cair. Hidraulika merupakan sebuah ilmu yang mengkaji arus zat cair melalui pipa-

pipa dan pembuluh–pembuluh yang tertutup maupun yang terbuka. Kata

hidraulika berasal dari bahasa Yunani yang berarti air. Dalam teknik, hidraulika

berarti pergerakan-pergerakan, pengaturan-pengaturan, dan pengendalian-

pengendalian berbagai gaya dan gerakan dengan bantuan tekanan suatu zat cair

(Krist, 1980).

Semua instalasi hidraulika pada sistem fluida statis (tertutup) bekerja dengan


prinsip hidraustatis. Dua hukum terpenting yang berhubungan dengan

hidraustatistika adalah :

1. Dalam sebuah ruang tertutup (sebuah bejana atau reservoir), tekanan yang

dikenakan terhadap zat cair akan merambat secara merata ke semua arah,

2. Besarnya tekanan dalam zat cair (air atau minyak) adalah sama dengan gaya (F)


dibagi oleh besarnya bidang tekan (A) (Krist, 1980).

Dari hukum Pascal diketahui bahwa dengan memberikan gaya yang kecil pada

penghisap dengan luas penampang kecil dapat menghasilkan gaya yang besar pada

penghisap dengan luas penampang yang besar (Kanginan, 2007). Prinsi inilah

yang dimanfaatkan pada peralatan teknik yang banyak dimanfaatkan manusia

dalam kehidupan misalnya dongkrak hidraulik, pompa hidraulik, dan rem

hidraulik (Azizah & Rokhim, 2007).

 Prinsip Kerja Dongkrak Hidrolik

Prinsip kerja dongkrak hidraulik adalah dengan memanfaatkan hukum Pascal.

Dongkrak hidraulik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang memiliki

diameter yang berbeda ukurannya. Masing- masig ditutup dan diisi air. Mobil

diletakkan di atas tutup tabung yang berdiameter besar. Jika kita memberikan gaya

yang kecil pada tabung yang berdiameter kecil, tekanan akan disebarkan secara


merata ke segala arah termasuk ke tabung besar tempat diletakkan mobil

(Anonim,2009a). Jika gaya F diberikan pada penghisap yang kecil, tekanan dalam
1
cairan akan bertambah dengan F /A Gaya ke atas yang diberikan oleh cairan pada
1
1.
penghisap yang lebih besar adalah penambahan tekanan ini kali luas A . Jika gaya
2
ini disebut F , didapatkan
2
F = (F : A ) x A
2
2

1
Jika A jauh lebih besar dari A , sebuah gaya yang lebih kecil (F ) dapat
2
1
1
digunakan untuk menghasilkan gaya yang jauh lebih besar (F ) untuk
2
mengangkat sebuah beban yang ditempatkan di penghisap yang lebih besar
(Tipler, 1998).



Prinsip Kerja Rem Hidraulik

Dasar kerja pengereman adalah pemanfaatan gaya gesek dan hukum Pascal.

Tenaga gerak kendaraan akan dilawan oleh tenaga gesek ini sehingga kendaraan


dapat berhenti (Triyanto, 2009). Rem hidraulik paling banyak digunakan pada

mobil-mobil penumpang dan truk ringan. Rem hidraulik memakai prinsip hukum

Pascal dengan tekanan pada piston kecil akan diteruskan pada piston besar yang

menahan gerak cakram. Cairan dalam piston bisa diganti apa saja.

Pada rem hidraulik biasa dipakai minyak rem karena dengan minyak bisa

sekaligus berfungsi melumasi piston sehingga tidak macet (segera kembali ke

posisi semula jika rem dilepaskan). Bila dipakai air, dikhawatirkan akan terjadi

perkaratan (Anonim, 2009b).


Gambar 2 Gaya Gesekan pada Prinsip Kerja Rem Hidraulik

Sumber: www.yanto-triyanto.co.cc


Simak video dibawah ini


https://youtu.be/O48hZM6UxRA

• Prinsip Kerja Pompa Hidraulik



Dalam menjalankan suatu sistem tertentu atau untuk membantu operasional

dari sebuah sistem, tidak jarang kita menggunakan rangkaian hidraulik. Sebagai

contoh, untuk mengangkat satu rangkaian kontainer yang memiliki beban beribu–

ribu ton, untuk memermudah itu digunakanlah sistem hidraulik.


Sistem hidraulik 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 dikenakan tekanan, tekanan

itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang

kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidraulik adalah menggunakan fluida kerja


berupa zat cair yang dipindahkan dengan pompa hidraulik untuk menjalankan

suatu sistem tertentu (Anonim, 2009c).

Pompa hidrolik menggunakan energi kinetik dari cairan yang dipompakan

pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi

energi yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini berfungsi untuk mentransfer

energi mekanik menjadi energi hidraulik. Pompa hidraulik bekerja dengan cara

menghisap oli dari tangki hidraulik dan mendorongnya kedalam sistem hidraulik


dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya

menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam

sistem hidraulik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh orifice, silinder, motor

hidraulik, dan aktuator. Pompa hidraulik yang biasa digunakan ada dua macam

yaitu positive dan nonpositive displacement pump (Aziz, 2009).

Ada dua macam peralatan yang biasanya digunakan dalam merubah energi


hidraulik menjadi energi mekanik yaitu motor hidraulik dan aktuator. Motor

hidraulik mentransfer energi hidraulik menjadi energi mekanik dengan cara

memanfaatkan aliran oli dalam sistem merubahnya menjadi energi putaran

yang dimanfaatkan untuk menggerakan roda, transmisi, pompa dan lain-lain.



Simak video dibawah ini !


https://youtu.be/f6XJG2ZyXJw
































• Hukum Archimedes
Hukum archimedes berbunyi: “gaya apung yang bekerja pada suatu
benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam suatu fluida
sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”.

Simak video dibawah ini !
https://youtu.be/QzYKE9RrTwk









• Gaya Apung
Gaya apung muncul karena selisih antara gaya hidrostatis yang
dikerjakan fluida terhadap permukaan bawah dengan permukaan atas
benda. Gaya apung dapat dirumuskan sebagai berikut.
F a = f bf
V g

Dengan
adalah massa jenis fluida dan V adalah volume benda yang tercelup dalam
f bf
fluida. Jika benda tercelup semuanya, V bf = volume benda. Tetapi jika volume
benda hanya tercelup sebagian, V bf = volume benda yang tercelup dalam fluida saja.


• Mengapung, Melayang, Dan Tenggelam
Suatu benda mengapung, melayang, atau tenggelam hanya di tentukan oleh
massa jenis benda dan massa jenis zat cair. Jika massa jenis rata rata benda lebih
kecil daripada massa jenis zat cair, maka benda mengapung di permukaan zat cair,
jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair, maka benda
tenggelam di dasar wadah zat cair.jika massa jenis sama dengan massa jenis zat
cair,maka benda melayang dalam zat cair.
Melayang
pb, rata-rata = pf
w = Fa
Keterangan :

pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung

Tenggelam
pb, rata-rata > pf
w > Fa

Keterangan :
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung

Terapung
pb, rata-rata < pf
w = Fa

Keterangan :
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung

 Aplikasi Archimedes
Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari.
a. Hidrometer
Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini

digunakan utuk mengetahui bahwa air accu sudah tidak dapat digunakan.lagi.
Penggunaan Hidrometer , yaitu mencelupkan nya pada zat cair yang yang akan
diukur massa jenisnya.
b. Jembatan Ponton
Jembatan ponton dibuat dari drum-drum berongga yang dijajarkan melintang
aliran sungai. Jembatan ponton dibuat dengan memanfaatkan hukum Archimedes.
Volume air yang dipindahkan menghasilkan gaya apung yang mampu menahan
berat drum dan benda-benda yang melintas diatasnya. Setiap drum penyusun

jembatan harus tertutup agar air tidak dapat masuk kedalamnya.

c. Kapal Selam
Kapal selam dapat diposisikan mengapung,melayang,dan tenggelam di
dalam air laut. Oleh karena itu, kapal selam sangat cocok digunakan dalam
bidang militer dan penelitian. Bentuk badan kapal selam dirancang agar dapat
melayang,mengapung,dan telenggelam dalam air. Selain itu, dirancang untuk
menahan tekanan air dikedalaman laut.

Badan kapal selam diberi rongga udara yang berfungsi sebagai tempat
masuk dan keluarnya air atau udara. Rongga udara terletak di lambing kapal.

Rongga tersebut dilengkapi dengan katup bagian atas dan bawahnya.

Ketika rongga terisi udara, volume air yang dipindahakan sama dengan berat
kapal, kapal selam mengapung. Ketika rongga katup atas dan bawah pada
rongga kapal dibuka, udara dalam rongga keluar atau air massuk mengisi rongga
tersebut. Akibatnya, kapal selam mulai tenggelam. Katup akan ditutup jika kapal
selam telah mencapai kedalaman yang diinginkan. Dalam keadaan tersebut,
kapal selam dalam keadaan melayang. Jika katup udara pada rongga dibuka
kembali, volume air dalam rongga akan bertanbah sehingga kapal selam akan
tenggelam.


Jika kapal selam akan muncul ke permukaan dari keadaan tenggelam, air
dalam rongga dipompa keluar sehingga rongga hanya terisi udara. Dengan
demikian, kapal selam mengalami gaya apung sama dengan berat kapal selam.
Akibatnya, kapal selam akan naik ke permukaan dan mengapung.

d. Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Balon udara
harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara
atmosfer, sehingga, balon udara dapat terbang karena mendapat gaya keatas,

misalnya diisi udara yang dipanaskan.

Contoh soal:


Sebuah benda memiliki berat 30N ketika ditimbang diudara dan ketika
dimasukkan kedalam air beratnya menjadi 22,5N.Jika massa jenis air
3
1000kg/m .Berapakah massa jenis benda tersebut ?
Pembahasan :
3
Dik : ρ : 100kg/m
air
W udara = 30N
W = 22,5N
air
Dit : ρ benda ....... ?

Penyelesaian :

ρ benda =

mbenda = Wo/g
F = ρ g V benda
A
air

W udara – W = ρ g V benda
air
air

30 – 22,5 = 10 x 10 x V benda
5
-4
7,5 = 10 V benda

V benda = = 7,5 x 10 m
-4
3
M benda =




=




=



= 4.10 kg/m
3

Lembar Kerja Siswa FLUIDA STATIS

A. TUJUAN
Setelah melakukan percobaan peserta didik diharapkan dapat:
1. Menentukan besarnya gaya apung dan membuktikan hukum
archimedes

2. Menentukan massa jenis sebuah fluida dengan hukum utama
hidrostatis
3. Memahami konsep teganagan permukaan dan aplikasinya
dalam kehidupan sehari-hari
4. Memahami konsep teganagan permukaan dan aplikasinya
dalam kehidupan sehari-hari

B. DASAR TEORI
Fluida adalah zat yang dapat mengalir atau sering disebut Zat Alir. Jadi

perkataan fluida dapat mencakup zat cair atau gas Zat cair adalah Fluida yang
non kompresibel (tidak dapat ditekan) artinya tidak berubah volumenya jika
mendapat tekanan sedangkan gas adalah fluida yang kompresibel, artinya
dapat ditekan.

a) Hukum Archimedes
Hukum Archimedes mengatakan bahwa apabila sebuah benda
sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan
mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama dengan

berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut.
Keadaan benda jika dimasukkan dalam air, terdapat tiga kemungkinan :

• Benda tenggelam dalam fluida, jika gaya tekan keatasnya tidak mampu
menahan beratnya.
• Benda melayang dalam fluida, jika gaya tekan keatasnya sama dengan
beratnya.
• Benda terapung dalam fluida, jika gaya tekan keatasnya lebih besar
dari berat benda.

b) Hukum Utama Hidrostatika
Apabila suatu wadah dilubangi di dua sisi yang berbeda dengan

ketinggian yang sama dari dasar wadah, maka air akan memancar dari ke
kedua lubang tersebut dengan jarak yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa
pada kedalaman yang sama tekanan air sama besar.

Suatu fluida dapat dianggap tersusun atas lapisan-lapisan air dan setiap

lapisan memberi tekanan pada lapisan bawahnya. Besar tekanan itu
bergantung pada kedalaman, makin dalam letak suatu bagian fluida semakin
besar tekanan pada bagian itu (lihat analogi tumpukan manusia, tentunya
orang yang di posisi terbawah akan merasakan tekanan paling besar).. Setiap
bagian di dalam fluida statis akan mendapat tekanan zar cair yang disebabkan
adanya gaya hidrostatis disebut Tekanan Hidrostatis “Ph”. Contoh nyatanya
ketika sebuah bola yang di masukkan ke dalam air, ketika kita lepaskan akan
mendapat gaya ke atas.
Besarnya tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk bejana dan

jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada massa jenis zat cair,
percepatan gravitasi bumi dan kedalamannya. Secara matematis tekanan
hidrostatis disuatu titik (misal didasar balok) diturunkan dari konsep tekanan.
w = m.g = ρ V g = ρA h g
Keterangan :
Ph = Tekanan Hidrostatis (N/m2)
h = kedalaman/tinggi diukur dari permukaan fluida (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

c) Tegangan Permukaan
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 timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila
molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di
bagian bawah permukaan cairan. Sebaliknya jika molekul di permukaan
cairan ditekan, dalam hal ini diberi jarum, molekul bagian bawah
permukaan akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas,
sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang jarum tetap di

permukaan air tanpa tenggelam. Tegangan permukaan dilihat dari
interaksi molekul benda dan zat cair
Gaya ke atas untuk menopang jarum agar tidak tenggelam
merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan dengan dua kali
panjang jarum. Panjang jarum disini adalah permukaan yang bersentuhan
dengan zat cair.
Gaya yang diperlukan untuk mengangkat jarum adalah gaya ke atas
dijumlah gaya berat jarum (mg).

d)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).

Keadaan ini dapat menyebabkan cairan dapat naik ke atas oleh tegangan

permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya ke atas


dengan gaya berat cairan tercapai.


C. ALAT DAN BAHAN


1. Statif
2. Beban dengan Massa yang berbeda
3. Gelas Ukur
4. Neraca Pegas
5. Pipa U
6. Air
7. Minyak Makan
8. Mistar
9. Clip Kertas/Silet
10. Air
11. Gelas

12. Kerta tisu dan HVS
13. Pewarna

D. LANGKAH PERCOBAAN

1. Hukum Archimedes
1. Siapkan alat dan bahan
2. ikat benda dengan tali pada neraca pegas, ukurlah berat benda diudara dan
dan berata benda di dalam air catat hasilnya pada tabel 5.1
3. Catat volum air sebelum (Vo) benda di masukan dan volum setelah (V)
benda dimasukan Catat hasilnya pada tabel 5.1

4. Hitunglah massa jenis benda jika massa jenis air 1 gram/cm³

2. Hukum Utama Hidrostatis
1. Siapkan pipa U, air, minyak goreng
2. Isi pipa U dengan air secukupnya
3. Tambahkan minyak goreng pada salah satu pipa
4. Dihitung kerapatan minyak goreng dengan menggunakan persamaan hukum
utama hidrostatis
5. Ulangi kembali langkah 2-4 untuk volume berbeda .
6. Catat hasil percobaan pada tabel 5.2


3. Tegangan Permukaan
1. Isi sebuah gelas dengan air sampai penuh
2. Dengan hati-hati letakkan klip di permukaan air sehingga saat diletakkan,
klip akan mengapung di permukaan air
3. Dengan keadaan klip mengapung, tambahkan sedikit larutan detergen atau
larutan sabun ke dalam air. Maka klip segera tenggelam.
4. Perhatikan apa yang terjadi pada klip setelah air diberi detergen. Catat hasil
pengamatan pada tabel 5.3


4. Kapilaritas
1. Siapkanlah satu lembar Kertas tisu, HVS, dan 2 buah gelas
2. Aduk Pewarna makanan pada segelas air
3. Masukkan salah satu ujung kertas tisu dan HVS pada gelas yang berisi air
berwarna dan satunya pada gelas yang kosong
4. Amati apa yang terjadi pada kerta tisu dan HVS. Catat hasil pengamatan
pada Tabel 5.4

DATA HASIL PERCOBAAN




Tabel 5.1 Data Hasil Percobaan Hukum Archimedes




MASSA
MASS BERAT BERAT
VOLUME VOLUME JENIS
A BEBAN DI BEBAN VOLUME
No AWAL AKHIR (V ) BENDA
t
BEBAN UDARA DI AIR BENDA
(V )(ml) (ml) (ρ )
(gram) (W ) (N) (W )(N) 0 (ml) BENSA
U A 3
(g/cm )
1 50
2 100
3 150
4 200

Tabel 5.2 Data Hasil Percobaan Hukum Utama Hidrostatis

3
3
NO h ( cm) h (cm) ρ (g/cm ) ρ (g/cm )
air minyak air minyak
1
2
3
4


Tabel 5.3 Data Hasil Percobaan Tegangan Permukan
Kegiatan Hasil Pengamatan

Meletakkan clip kertas di
atar air dengan hati-hati
Air diberi detergen


Tabel 5.1 Data Hasil Percobaan Kapilaritas


No Hal yang Diamati Kertas Tisu Kertas HVS
1 Warna Kertas beberapa saat setelah
kertas dimasukan ke dalam gelas beri air
berwarrna

2 Kecepatan meresap

Fluida Dinamis


Aliran fluida secara umum bisa kita bedakan menjadi dua macam, yakni
aliran lurus alias laminar dan aliran turbulen. Aliran lurus bisa kita sebut

sebagai aliran mulus, karena setiap partikel fluida yang mengalir tidak saling
berpotongan. Salah satu contoh aliran laminar adalah naiknya asap dari ujung
rokok yang terbakar. Mula-mula asap naik secara teratur (mulus), beberapa saat
kemudian asap sudah tidak bergerak secara teratur lagi tetapi berubah menjadi
aliran turbulen. Aliran turbulen ditandai dengan adanya linkaran-lingkaran kecil
dan menyerupai pusaran dan kerap disebut sebagai arus eddy. Contoh lain dari
aliran turbulen adalah pusaran air.

Ciri-ciri umum dari aliran fluida

1. Aliran fluida bisa berupa aliran tunak (steady) dan aliran tak tunak (non-
steady). Maksudnya apa sich aliran tunak dan tak-tunak ? mirp seperti
tanak menanak nasi.. hehe… aliran fluida dikatakan aliran tunak jika
kecepatan setiap partikel di suatu titik selalu sama. Katakanlah partikel
fluida mengalir melewati titik A dengan kecepatan tertentu, lalu partikel
fluida tersebut mengalir dengan kecepatan tertentu di titik B. nah, ketika
partikel fluida lainnya yang nyusul dari belakang melewati titik A,
kecepatan alirannya sama dengan partikel fluida yang bergerak mendahului
mereka. Hal ini terjadi apabila laju aliran fluida rendah alias partikel fluida
tidak kebut-kebutan. Contohnya adalah air yang mengalir dengan tenang.
Lalu bagaimanakah dengan aliran tak-tunak ? aliran tak tunak berlawanan

dengan aliran tunak. Jadi kecepatan partikel fluida di suatu titik yang sama
selalu berubah. Kecepatan partikel fluida yang duluan berbeda dengan
kecepatan partikel fluida yang belakangan.
2. Aliran fluida bisa berupa aliran termampatkan (compressible) dan aliran
tak-termapatkan (incompressible). Jika fluida yang mengalir mengalami
perubahan volum (atau massa jenis) ketika fluida tersebut ditekan, maka
aliran fluida itu disebut aliran termapatkan. Sebaliknya apabila jika fluida
yang mengalir tidak mengalami perubahan volum (atau massa jenis) ketika
ditekan, maka aliran fluida tersebut dikatakan tak termampatkan.

Kebanyakan zat cair yang mengalir bersifat tak-termampatkan.
3. Aliran fluida bisa berupa aliran berolak (rotational) dan aliran tak berolak
(irrotational). Wow, istilah apa lagi ne… untuk memahaminya dengan
mudah, dirimu bisa

membayangkan sebuah kincir mainan yang dibuang ke dalam air yang
mengalir. Jika kincir itu bergerak tapi tidak berputar, maka gerakannya
adalah tak berolak. Sebaliknya jika bergerak sambil berputar maka
gerakannya kita sebut berolak. Contoh lain adalah pusaran air.
4. Aliran fluida bisa berupa aliran kental (viscous) dan aliran tak kental (non-
viscous). Kekentalan dalam fluida itu mirip seperti gesekan pada benda
padat. Makin kental fluida, gesekan antara partikel fluida makin besar.
Mengenai viskositas alias kekentalan akan kita kupas tuntas dalam pokok
bahasan tersendiri.


 Persamaan Kontinuitas
1. Debit ( Q )
Debit adalah besaran yang menyatakan volume fluida yang mengalir
melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu.

Q =






Misalkan sejumlah fluida melewati penampang pipa seluas Adan setelah
selang waktu t menempuh jarak L .Volume fluida adalah V = AL , sedangkan jarak
L = vt ,sehingga debit Q dapat dinyatakan sebagai :

Q = = = Av



Satuan SI untuk debit adalah m /s.
3
 Persamaan Kontinuitas
Jika suatu fluida mengalir dengan aliran tunak,maka massa fluida
yang masuk kesalah satu ujung pipa haruslah sama dengan massa fluida yang
keluar dari ujung pipa yang lain selama selang waktu yang sama .Tinjaulah suatu
fluida yang mengalir dengan aliran tunak dan perhatikanlah bagian 1 dan bagian
2 dari pipa.
Misalkan bahwa :

A dan A adalah luas penampang pipa pada ujung 1 dan 2.v dan v adalah
2
1
2
1
kecepatan fluida 1 dan 2.

























Selama selang waktu ∆t ,fluida pada 1 bergerak ke kanan menenmpuh jarak L
1
= v ∆t, dan fluida pada 2 bergerak kekanan menempuh jarak L 2 = v 2
1
∆t.Volume fluida V = A L akan masuk kepipa pada bagian 1 ,dan volume
1
1 1
fluida V = A L akan keluar dari bagian 2.Tentu saja :
2
2 2
v = v
1
2
A L = A L
1 1
2 2
A v ∆t = A v ∆t
2 2
1 1
A v A v
2 2 ,
1 1 =
dan secara umum ,
A v A v A v =.............= konstan
2 2 =
3 3
1 1 =
Yang artinya bahwa pada fluida tak termampatkan,hasil kali antara kelajuan
fluida dan luas penampang selalu konstan.Persamaan tersebut disebut
persamaan kontinuitas.
Telah anda ketahui bahwa Av = Q,dimana Q adalah debit fluida .Dapat
disimpulkan bahwa debit fluida di titik mana saja selalu konstan.
Q =Q =Q =.............=konstan
1
2
3
Persamaan kontinuitas dapat diubah kebentuk persamaan berikut.Yang
artimya bahwa kelajuan aliran fluida tak termampatkan berbanding terbalik
dengan luas penampang yang dilaluinya.
A v A v
2 2
1 1 =

=




Persamaan diatas menyatakan bahwa jika penampang pipa lebih besar ,maka
kelajuan fluida dititik itu lebih kecil.
Daya oleh debit Fluida
Daya yang dibangkitkan oleh suatu tenaga air setinggi h dan debit air Q adalah :
P = ρQgh

c. Persamaan Bernoulli


























Asas Bernoulli menyatakan bahwa pada pipa mendatar, tekanan fluida paling
besar adalah pada bagian yang kelajuan alirannya paling kecil. Sebaliknya,
tekanan paling kecil adalah pada bagian yang kelajuan alirannya paling besar.

Aplikasi Asas Bernoulli dalam Keseharian
1. Dua Perahu Bermotor Berbenturan

2. Aliran Air Yang Keluat Dari Keran
3. Lintasan Melengkung Baseball Yang Sedang Berputar
4. Pancaran Air Pada Selang Yang Ujungnya Dipersempit

Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan (p), energi kinetik
per satuan volum (1/2pv^2) dan energi potensial per satuan volum (pgh)
memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.

p + ½ pv^2 + pgh = konstan

p1 + ½ pv1^2 + pgh1 = p2 + ½ pv2^2 + pgh2

Untuk kasus fluida yang mengalir dalam pipa mendatar dihasilkan Persamaan
Asas Bernoulli :

p1 – p2 = ½ p (v2^2 – v1^2)

Selisih tekanan ini dikalikan dengan luas total bentangan sayap menghasilkan
gaya angkat pada pesawat terbang.

Teorema Torricelli menyatakan bahwa jika suatu wadah yang ujung atasnya
terbuka ke atmosfer, diisi cairan dan terdapat lubang kecil pada kedalaman h di

bawah permukaan fluida dalam wadah, maka kelajuan semburan fluida melalui
lubang sama dengan kelajuan yang diperoleh oleh suatu benda yang jatuh bebas
dari ketinggian h. v = √2gh

Berikut ini beberapa contoh aplikasi hukum Bernoulli tersebut.
• Hukum Bernoulli digunakan untuk menentukan gaya angkat pada sayap dan
badanpesawat terbang sehingga diperoleh ukuran presisi yang sesuai.
• Hukum Bernoulli dipakai pada penggunaan mesin karburator yang berfungsi

untukmengalirkan bahan bakar dan mencampurnya dengan aliran udara yang
masuk. Salah satu pemakaian karburator adalah dalam kendaraan bermotor,
seperti mobil.
• Hukum Bernoulli berlaku pada aliran air melalui pipa dari tangki
penampung menuju bak-bak penampung. Biasanya digunakan di rumah-rumah
pemukiman.
• Hukum Bernoulli juga digunakan pada mesin yang mempercepat laju kapal
layar.
d. Penerapan Hukum Bernoulli
Penerapan Hukum Bernoulli dapat kita lihat pada:
1) Tabung Venturi

Tabung Venturi adalah sebuah pipa yang memiliki bagian yang menyempit.
Dua contoh tabung venturi adalah karburator mobil dan venturimeter.
a) Karburator
Karburator berfungsi untuk menghasilkan campuran bahan bakar
dengan udara, kemudian campuran ini dimasukkan ke dalam silinder-

silinder mesin untuk tujuan pembakaran.

b) Venturimeter
Tabung venturi adalah dasar dari venturimeter, yaitu alat yang dipasang
di dalam suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan cairan.

2) Tabung Pitot
Tabung Pitot adalah alat ukur yang kita gunakan untuk mengukur kelajuan
gas.


3) Penyemprot Parfum
Penyemprot Parfum adalah salah satu contoh Hukum Bernoulli. Ketika
Anda menekan tombol ke bawah, udara dipaksa keluar dari bola karet
termampatkan melalui lubang sempit diatas tabung silinder yang memanjang
ke bawah sehingga memasuki cairan parfum.Semburan udara yang bergerak
cepat menurunkan tekanan udara pada bagian atas tabung, dan menyebabkan
tekanan atmosfer pada permukaan cairan memaksa cairan naik ke atas tabung.
Semprotan udara berkelajuan tinggi meniup cairan parfum sehingga cairan
parfum dikeluarkan sebagai semburan kabut halus.


4) Penyemprot Racun Serangga
Penyemprot Racun Serangga hampir sama prinsip kerjanya dengan
penyemprot parfum. Jika pada penyemprot parfum Anda menekan tombol,
maka pada penyemprot racun serangga Anda menekan masuk batang
penghisap.

Contoh Soal


















1. Pada gambar tersebut, G adalah generator 1.000 W yang digerakan
dengan kincir angin, generator hanya menerima energi sebesar 80% dari
air. Bila generator dapat bekerja normal, maka debit air yang sampai
kekincir air dalah ….

jawaban:
Diketahui:
3
P = 10 watt
g
air
air
g
ρ = 80% ρ = 0,8 ρ
h = 10 m
Ditanya Q = …. ?
P = η.ρ.V.g.h 3
g
1000 = 0,8.10 .V.10.10
3
3
V = 12,5.10 m = 12,5L
Q = V/t = 12,5 L/s
2. Suatu fluida ideal mengalir di dlaam pipa yang diameternya 5 cm, maka
kecepatan aliran fluida adalah ….
Pembahasan:

Diketahui:
-2
d = 5 cm = 5.10 m
-2
r = 2,5 cm = 2,5.10 m
v = 32 m/s
Ditanya: v = …?
Jawab:

Karena memiliki besar diameter yang sama, maka kecepatan aliran
fluida besarnya sama, yaitu 32 m/s.

Soal Pilihan Ganda


1. Perhatikan gambar berikut!












Jika kecepatan di pipa A adalah 10 m/s dan kecepatan di pipa A
1
2
adalah 40m/s. Maka berapakah perbandingan luas A dengan A ?
2
1
a. 40 : 1
b. 10 : 4
c. 4 : 10
d. 4 : 1



2. Manakah di antara gambar di bawah ini yang menggambarkan
alat untuk mengukur kecepatan angin atau aliran gas ?














3. Gas mempunyai sifat mudah dimampatkan daripada zat padat ataupun
zat cair. Hal ini disebabkan karena gas ….

a. mempunyai gaya kohesi lemah
b. mempunyai jarak antarmolekul yang berjauhan
c. tidak dapat dilihat
d. jarak antarmolekul berdekatan

4. Perhatikan gambar di bawah ini!









Gambar di atas yang menunjukkan bahwa kohesi paling besar adalah nomor...
a. 1
b. 2
c. 3

d. 4

5. Dalam kehidupan sehari-hari manfaat peristiwa kapilaritas adalah….

a. penggunaan zat cair sebagai pengisi termometer
b. mengalirnya air pada pipa
c. penggunaan sumbu minyak pada kompor minyak
d. digunakan untuk menentukan tekanan udara di suatu tempat

REFERENSI

Aziz, Kharimul, 2008. Pompa Hidrolik.
(http://kharimulaziz.blogspot.com/2009/04/pompa-hidrolik.html, diakses 9
November 2009).
Anonim, 2009a. Prinsip Kerja Dongkrak Hidrolis.
(http://www.fisikaasyik.com/home02/content/view/201/44/.html, diakses 9
November 2009).
Anonim, 2009b. Rem Hidrolik.
(http://www.fisikaasyik.com/home02/content/view/201/44/.html, diakses 9
November 2009).

Anonim, 2009c. Sistem Hidrolik.
(http://eeyarm.ngeblogs.com/2009/10/27/sistem-hidrolik.html, diakses 9
November 2009).
Azizah, S. N. & Nur Rokhim. 2007. Acuan Pengayaan Fisika. Surakarta: PT.
Nyata Grafik Media.
Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.
Krist, Thomas. 1980. Hidraulika Ringkas dan Jelas. Jakarta: Erlangga.
Lohat, A.S. 2008. Prinsip Pascal. (http://www.gurumuda.com/prinsip-
pascal.html, diakses 9 November 2009).

Resnick, Haliday. 1985. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Terjemahan. Jakarta:
Erlangga.

Sanjaya. 2008. Berita Iptek. (http://berita-
iptek.blogspot.com/2008/06/pompa-hidrolik.html, diakses 9 November
2009).
Tipler, P. A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga
Triyanto, Yanto. 2009. Sistem Rem. (http://www.yanto-
triyanto.co.cc/2009/10/sistem-rem.html, diakses 9 November 2009).

BIODATA


NAMA : KHOIROTUN NISA’

PRODI : PEND. FISIKA


SEMESTER : 4


NIM : 1804110043

TEMPAT/TANGGAL LAHIR :


JOMBANG/20 DESEMBER 1997

ZODIAK : SAGITARIUS




RIWAYAT PENDIDIKAN :

•MI NURUL ULUM NGOGRI (2004 – 2010)


•MTsN MEGALUH (2011 – 2013)

•MAN DENANYAR JOMBANG (2013 – 2016)


•UNWAHA TAMBAKBERAS (2018 – SEKARANG)