slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
FLUIDA STATIS PowerPoint Presentation
Download Presentation
FLUIDA STATIS

play fullscreen
1 / 54

FLUIDA STATIS

1120 Views Download Presentation
Download Presentation

FLUIDA STATIS

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. FLUIDA STATIS

  2. Massa jeniszat (ρ) • Cara mengukur massa jenis zat Misalnya massa jenis air : 1. Timbang massa air dengan neraca 2. Ukur volume air dengan gelas ukur 3. Bagi massa air dengan volume air yang telah di ukur

  3. Jadi massa jenis zat adalah perbandingan antara massa dengan volume zat Secara matematis di rumuskan: ρ = m / V Dengan : m = massa V = volume zat ρ = kerapatan = massajenis

  4. Apabila kerapatan suatu benda lebih • kecil dari kerapatan air, maka benda • akan terapung. • Sebaliknya jika kerapatan suatu benda • lebih besar dari kerapatan air, benda • tersebut akan tenggelam. • Berat jenis suatu zat merupakan perbandingan berat zat tersebut terhadap volumenya. Satuan sistem internasional untuk berat jenis adalah N/m3.

  5. Berikut ini data massa jenis dari beberapa zat. Bandingkan besarnya massa jenis benda padat,cair dan gas !.

  6. ContohSepotongemas yang bentuknyasepertisepedaakanditentukanmassanya. Emasdimasukkandalamgelasukur yang sebelumnyatelahberisi air, sepertigambar . Ternyata , skala yang ditunjukanolehpemukaan air dalamgelasukurbertambah 3,75 cm 3 . Bilamassajenisemas = 19,3 gram/cm3 , berapakahmassaemastersebut .Diket :ρ = 19,3 gr/cm 3 V = 3, 75 cm 3Ditanya : m Jawab : m = ρV = 19,3 x 3,75 = 27,375 gram

  7. Tekanan( p ) Tekananadalahgaya yang bekerjategakluruspadasuatubidangtiapsatuanluasbidang yang dikenaigayaDi rumuskan :P = F / Adengan :F = gaya yang bekerjapadabenda (Newton) A = luaspenampangbenda(m2) 1 pascal ( 1 Pa) = 1 N/m2 Satuan lain yang digunakan = atm (atmosfer), cm Hg, mb(milibar) 1 bar = 105 Pa 1 atm = 76 cm Hg=1,01 .105 Pa 1 mb = 10-3 bar

  8. Fluida ( zat alir) : zat yang bisa mengalir. Contohnyazatcairdan gas. Zatcairtermasukfluida yang inkompressibel, artinyapadatekanan yang tidakterlalubesar, volumenyatidakberubahmeskipunditekan. Gastermasukfluidakompressibel, artinyavolumenyabisaberkurangjikaditekan Air dalamkeadaandiamdisebuthidrostatis

  9. Sifat-sifat fluida: • Gaya-gaya yang dikerjakan suatu fluida pada dinding wadahnya selalu berarah tegak lurus terhadap dinding wadahnya. 2. Tekanan dalam suatu fluida pada kedalaman yang sama adalah sama dalam segala arah

  10. TekananHidrostatis(Ph) Tekanan yang disebabkanolehfluidatakbergerakdisebuttekananhidrostatik Di rumuskan • Ph = F / A • = mg / A • = Vg / A • =  A h g / A • =  g h • = massajeniszatcair • h= kedalaman g= percepatangravitasi

  11. Tekanan Gauge Yaituselisihantaratekanan yang tidakdiketahuidengantekananatmosfer (tekananudaraluar) Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan menyatakan tekanan gauge, sedangkan tekanan sesungguhnya disebut tekanan mutlak Pmutlak = P gauge + P atmosfer

  12. Contoh : Sebuah ban berisi udara bertekanan gauge 2 bar memiliki tekanan mutlak kira-kira 3 bar, sebab tekanan atmosfer pada permukaan laut kira-kira 1 bar

  13. Contoh Soal : 2 • Sebuah logam paduan ( alloy ) dibuat dari 0,04 kg logam A dengan massa jenis 8000 kg/m3 dan 0,10 kg logam B dengan massa jenis 10000 kg/m3 . Hitung massa jenis rata – rata logam paduan itu. • Diket : • Logam A :m A = 0,04 kg dan  A= 8000 kg/ m3 • Logam B :m B = 0,10 kg dan  B= 10000 kg /m3 • Ditanya : massa jenis rata – rata logam paduan

  14. Jawab:Massa total logam = mA + mB= 0,04 + 0,10= 0,14 kgVolume total = VA + VB=( mA / A) + (mB / B) = (0,04/8000) + (0,10/10000)= 0,6/40000Maka Massa jenis logam paduan = massa total : volume total= 0,14 : (0,6/40000)= 9333 kg /m3

  15. Hukum Pascal • Tekanan yang diberikankepadafluidadiam yang memenuhisebuahruanganditeruskanolehfluidaitukesegalaarahsamabesarnya.

  16. Prinsip Hukum Pascal Di rumuskan : F1 P1 = P2 (F1/A1) = (F2/A2) F2 A2 A1 Dengan : F1 : gaya yang bekerja pd piston 1 F2 : gaya yang bekerja pd piston 2 A1 : luas penampang 1 A2 : luas penampang 2

  17. Beberapa peralatan yang prinsip kerjanya berdasarkan hkm. Pascal : 1. Dongkrak Hidrolik 2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik 3. Pengangkat mobil hidrolik 4. Rem Hidrolik, dll

  18. Dongkrak hidrolik Pengangkat mobil hidrolik

  19. Di rumuskan : P1 = P2 Po + 1gh1 = Po + 2gh2 1h1 = 2h2 Hukum Utama Hidrostatik Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama. Po Po h2 h1 1 2

  20. Contoh: • Sebuah bejana berhubungan diisi dengan empat zat cair. Massa jenis zat cair itu masing – masing : 1 = 1,2 gr/cm3, 2 = 8 gr/cm3 3 = 0,8 gr/cm3, ho=10 cm , h1=20 cm, h2=24 cm, h3 = 12 cm h4 = 18 cm 4 = …….?

  21. Perhatikan gambar berikut: • Tentukan 4……….! 2 1 3 h2 4 h4 h1 h3 ho

  22. Hukum Archimedes • Memahami hkm Archimedes dengan kajian eksperimen sederhana: 1. Siapkan sebuah beban, neraca pegas, gelas ukur dan air secukupnya. 2. Masukan air dalam gelas ukur dan catat volumenya (Vo) 3. Timbang beban dengan neraca pegas dan catat beratnya (w1). 4. Masukkan beban yang masih tergantung pd neraca pegas ke dalam gelas ukur yang berisi air, catat volume air setelah dimasuki beban (V1) dan berat beban dalam air (w2). 5. Hitung perbedaan volume air dan berat beban. 6. Bagaimana kesimpulannya

  23. Maka di rumuskan : Wbf = w – Fa Fa = w – wbf atau Fa = F2 – F1 = P2 A – P1 A = (P2 – P1)A = f ghA = (f g) (hbf A) = (f g) Vbf maka gaya ke atas di rumuskan : Fa = (f g) Vbf Gaya ke atas : F2 Fa W = mg F1

  24. Gaya ke atas Di rumuskan : Wbf = w – Fa Fa = w – wbf F2 Fa atau Fa = F2 – F1 = P2 A – P1 A = (P2 – P1)A = f ghA = (f g) (hbf A) = (f g) Vbf maka gaya ke atas di rumuskan : Fa = (f g) Vbf W = mg F1

  25. Dengan: f = massa jenis fluida (kg/m3) Vbf = volume benda dalam fluida (m3) Fa = gaya ke atas (N)

  26. Jadi dapat di simpulkan : • Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam fluida mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan

  27. Contoh soal : • Sebatang almunium digantung pada seutas kawat. Kemudian seluruh almunium di celupkan ke dalam sebuah bejana berisi air. Massa almunium 1 kg dan massa jenisnya 2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan kawat sebelum dan sesudah almunium di celupkan ke air.

  28. Penyelesaian: • Sebelum di celupkan air: Fy = 0 T1 – mg = 0 T1 = mg T1 = 1 x10 T1 = 10 N T1 mg

  29. Sesudah dicelupkan : Fy = 0 T2 + Fa – mg = 0 T2 = mg – Fa T2 = 1 x 10 – Fa T2 = 10 - Fa T2 Fa mg

  30. Volume Al : VAl = m /  = 1 / (2,7 x 103) Maka Fa = Val f g = 3,7 N • Sehingga : T2 = 10 – 3,7 = 6,3 N

  31. Karena bendanya seimbang, maka : Fy = 0 Fa – w = 0 Fa = w Fa = mb g Fa = (b Vb) g (f Vbf) g = (b Vb) g b = (Vbf/Vb) f Mengapung Fa hb hbf w b  f

  32. Atau b = (Vbf/Vb) f = (A hbf / A hb) f b = ( hbf / hb ) f • Dengan : • b = massa jenis benda (kg / m3) • f = masa jenis fluida (kg / m3) • hb = tinggi benda (m) • hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

  33. Kesimpulan : • Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan mengapung, bila massa jenis rata – rata benda lebih kecil daripada massa jenis fluida. • Syarat benda mengapung : b < f

  34. Sebuah benda di celupkan ke dalam alkohol ( massa jenis = 0,9 gr/cm3). Hanya 1/3 bagian benda yang muncul di permukaan alkohol. Tentukan massa jenis benda! Diket : f = 0,9 gr/cm3 Bagian yang muncul =( 1/3 )hb, sehingga : hbf = hb – (1/3)hb = (2/3)hb Ditanya : Massa jenis benda (b) Jawab : Contoh :

  35. Syarat benda melayang : Fa = w (f Vbf) g = (b Vb) g (f Vb) g = (b Vb) g f = b Melayang Fa w • b = • f

  36. Kesimpulan : • Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan melayang, bila massa jenis rata – rata benda sama dengan massa jenis fluida. • Syarat benda melayang: b = f

  37. Contoh : • Sebuah balok kayu yang massa jenisnya 800 kg/m3 terapung di air. Selembar aluminium yang massanya 54 gram dan massa jenisnya 2700 kg/m3 diikatkan di atas kayu itu sehingga sistem ini melayang. Tentukan volume kayu itu ! • Diket : aluminium kayu • wk FaAl • Fak wAl

  38. Di tanya : volume kayu (Vk) • Jawab : F = 0 Fak + FaAl – wk – wAl = 0 Fak + FaAl = wk + wAl f g Vk + f g VAl = mkg + mAlg f Vk + f VAl = mk + mAl f Vk + f (mAl/ Al) = k Vk+ mAl 1 Vk + 1 (54/2,7) = 0,8 Vk + 54 Vk + 20 = 0,8 Vk + 54 Vk = 170 cm3

  39. Dengan cara yang sama di peroleh : b > f Kesimpulan : Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam, bila massa jenis rata – rata benda lebih besar daripada massa jenis fluida. Tenggelam Fa w

  40. Tantangan : • Sebuah balok mempunyai luas penampang A, tinggi l, dan massa jenis . Balok ada pd keseimbangan di antara dua jenis fluida dengan massa jenis 1 dan 2 dengan 1 <  < 2 .Fluida – fluida itu tidak bercampur. • Buktikan : Fa = [1gy + 2 g(l – y)]A • Buktikan :  = [1y + 2 (l – y)]/l

  41. 1 y  l 2 Ini gambarnya!

  42. TEGANGAN PERMUKAAN • CONTOH:

  43. Contoh : • Silet dapat mengapung di air • Nyamuk dapat hinggap di atas air Secara matematis tegangan permukaan di rumuskan : Dengan: F : gaya (N) l : panjang (m)  ; tegangan permukaan (N/m)

  44. Atau • Di rumuskan : Dengan : W = usaha (J) A = luas penampang (m2)  = tegangan permukaan (J/m2)

  45. Tegangan permukaan pd sebuah bola • Dari gambar di peroleh : • Karena • maka : Fy = 2  r  cos 

  46. Contoh : • Seekor serangga berada di atas permukaan air. Telapak kaki serangga tersebut dapat di anggap sebagai bola kecil dengan jari – jari 3 x 10-5 m. Berat serangga adalah 4,5 x 10-5 N dan tubuhnya di sangga oleh empat buah kaki. Tentukan sudut yang dibentuk kaki serangga dengan bidang vertikal.

  47. Diket : • r = 3 x 10-5 m • w = 4,5 x 10-5 N • n = 4 •  = 0,072 Nm-1 • Ditanya : 

  48. Penyelesaian

  49. Diskusi dan interaksi • Mengapa deterjen sering digunakan untuk mencuci pakaian agar pakaian menjadi bersih ?

  50. Meniskus • Adalah bentuk cembung atau cekung permukaan zat cair akibat tegangan permukaan.   Raksa air