GuruSekolah.co.id – Dalam kesempatan ini menjelaskan mengenai materi Fluida Statis (Hidrostatika) – Pengertian, Sifat, Jenis, Konsep, Beserta Hukum Pascal & Archimedes
DAFTAR ISI :
Pengertian Fluida Statis
Fluida Statis (Hidrostatika) adalah suatu cabang dari Ilmu Sains membahas karakteristik fluida saat tidak bergerak (diam).
Fluida statis menjelaskan suatu tekanan pada fluida atau yang diberikan oleh fluida (gas atau cair) pada suatu objek yang berada didalamnya.
Sifat – Sifat Fluida Statis
Sifat Fluida Statis bisa ditentukan & dipahami disaat fluida berada dalam keadaan diam (statis). Yang diantaranya adalah : massa jenis, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas.
Jenis – Jenis Fluida Statis
Massa Jenis
Massa Jenis pada suatu benda didefinisikan sebagai massa suatu zat yang merupakan ukuran kepadatan (densitas) & dirumuskan sebagai perbandingan antara massa zat dan volume zat tersebut.
Penjelasan : ρ = massa jenis zat (kg/m3) m = massa zat (kg) v = volume zat (m3)
Tekanan Hidrostatis
Tekanan didefinisikan sebagai Gaya Normal (tegak lurus), yang bekerja pada suatu bidang & dibagi dengan luas pada bidang tersebut.
Penjelasan :
P = Tekanan, satuan (pascal/Pa)
F = Gaya, satuan (newton/N)
A = Luas Penampang, satuan (m2)
Hubungan Satuan Tekanan yaitu :
1 N/m2 = 1 Pa
1 bar = 1 x 105 Pa
1 atm = 101.325 Pa
1 atm = 760 mmHg.
Tekanan Hidrostatis disebabkan karena fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis pada suatu objek didalam fluida diterjadi karena oleh gaya berat fluida berada diatas objek tersebut.
Dan dirumuskan sebagai berikut : ( ph = ρgh )
Penjelasan:
ph = tekanan hidrostatis (N/m2)
ρ = massa jenis (kg/m3)
g = kecepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman titik permukaan fluida (m)
Baca Juga : Resultan Gaya ; Pengertian, Rumus, Macam-Macam Gaya
Tekanan Mutlak
Tekanan mutlak adalah tekanan total hasil penjumlahan, pada sebuah tekanan hidrostatik dan tekanan atmosfer (udara). Dan dirumuskan sebagai berikut :
Bukan zat cair saja, tetapi udara pun memiliki suatu tekanan yang disebut sebagai tekanan atmosfer (udara).
Jika dihitung secara total, tekanan udara yang menekan zat cair dalam sebuah wadah, tentu akan semakin besar tekanan udara tersebut.
Perhatikan skema gambar dibawah ini : P air (air = udara).
wajib diketahui dalam keadaan normal : 1 atm (satu atmosfer) = 10*5 Pascal (*= pangkat).
Contoh Dalam Kehidupan Tentang Fluida Statis
Kapal selam sebagai contoh penerapan tekanan hidrostatik. Manusia tidak mampu menyelam terlalu dalam disebuah lautan.
Maka dibuatlah sebuah kapal selam, terbuat dari bahan yang sangat kokoh & kuat, serta mempunyai bentuk yang hampir bulat.
Hal ini diterapkan agar mampu mengatasi besarnya suatu tekanan hidrostatik yang berada di kapal selam.
Perhatikan skema gambar dibawah ini :
Peta Konsep Fluida Dinamis & Statis
Hukum – Hukum Fluida Dinamis & Statis
Hukum Pokok Hidrostatis
Gambar diatas menunjukkan sebuah alat hidrostatis berkaitan diisi dengan fluida & air. Dan terlihat bahwa tinggi permukaan air pada setiap tabung memiliki tinggi permukaan air yang sama, meskipun bentuk & ukuran setiap tabung berbeda.
Pertanyaannya ialah : Bagaimana tekanan yang di miliki oleh suatu titik di setiap tabung, memiliki tekanan total yang sama di titik A, B, C & D yang segaris?
Hukum pokok hidrostatika berbunyi: Semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama.
sehingga, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titik A, B, C, dan D adalah sama.
Persamaan dalam hukum pokok hidrostatika dapat diturunkan seperti pada gambar berikut ini :
bilamana suatu bejana berhubungan dimasukan 2 jenis fluida massa jenisnya berbeda, yaitu r1 & r2. Bila diukur dari bidang garis terendah antara fluida r1 & fluida r2, yaitu titik B & titik A, fluida 2 memiliki ketinggian bidang garis h2 & fluida 1 memiliki ketinggian h1. Sehingga tekanan total di garis titik A & titik B yaitu sama.
Persamaan hukum pokok hidrostatis ialah, besarnya tekanan pada titik A & pada titik B bergantung pada suatu massa jenis fluida & ketinggian fluida yang berada di sebuah tabung.
Secara Sistematis, persamaan antara fluida r1 & fluida r2 bisa di tulis sebagai berikut :
Penjelasan : h1 = jarak titik A dengan permukaan fluida 1
h2 = jarak titik B dengan permukaan fluida 2
p1 = massa jenis fluida r1
p2 = massa jenis fluida r2
Baca Juga : Volume Limas : Rumus, Segitiga dan Segi Empat Serta Contoh Soalnya
Hukum Pascal
Hukum Pascal ialah suatu hukum yang menyatakan bahwa tekanan yang mengenai pada zat cair, pada sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke berbagai arah dengan tekanan yang sama besar & sama rata.
Hasil dari ujicoba diamati oleh Blaise Pascal, dan kemudian menyimpulkannya dalam hukum Pascal yang berbunyi:
” Sebuah tekanan yang diberikan oleh zat cair pada ruang tertutup dan diteruskan menghasilkan sama besar ke segala arah “.
Contoh terapan sederhana prinsip yang menggunakan hukum Pascal ialah Dongkrak Hidrolik.
Skema dari prinsip kerja dongkrak hidrolik dapat dilihat dari gambar berikut ini :
Dongkrak Hidrolik memiliki bejana dengan 2 kaki (kaki 1 & kaki 2), dan masing-masing diberi penghisap. Pada penghisap 1 mempunyai luas penompang A1 (lebih besar) & penghisap 2 mempunyai luas penompang A2 (lebih kecil), dan setiap bejana diisi dengan sebuah cairan (misalnya oli).
Bila penghisap 2 ditekan dengan gaya F2, kemudian penghisap 2 akan ditekan oleh zat cairan lalu akan naik ke atas dengan gaya pA2, sehingga terjadilah keseimbangan pada penghisap 2 & berfungsi.
Sesuai dengan hukum pascal, tekanan yang ada pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar keberbagai arah, maka penghisap 1 bekerja dengan gaya ke atas pA1.
Gaya seimbang ini yaitu F1 yang bekerja pada penghisap 1 akan mengarah ke bawah.
Dengan menyamakan antara ruas kanan (**) & (*) dapat memperoleh :
Persamaan ini menyatakan perbandingan gaya sama dari perbandingan luas penghisap.
Hukum Archimedes
Bila sebuah batu dicelupkan ke dalam bejana berisi air,maka permukaan air pada bejana tersebut akan naik. Hal itu disebabkan karena batu menggantikan volume air.
Sebaliknya bilamana sebuah batu dicelupkan ke dalam bejana yang penuh berisi air, maka sebagian air akan keluar dari bejana. Oleh karena itu disebabkan karena, volume air tumpah sama seperti volume batu yang menggantikan air.
Kesimpulannya ialah jika suatu benda dicelupkan seluruhnya kedalam zat cair, maka volume dari benda tersebut akan menggantikan volume zat cair itu sendiri. Dari pemahaman tersebut, disertai terkaitnya antara gaya apung dirasakan dari volume zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Dari sinilah Archimedes menemukan suatu hukumnya sendiri, yaitu Hukum Archimedes berbunyi:
“Gaya apung yang bekerja dengan suatu benda, baik dicelupkan sebagian maupun seluruhnya kedalam suatu fluida, maka sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”.
Demikian Penjelasan Mengenai “Fluida Statis (Hidrostatika) – Pengertian, Sifat, Jenis, Konsep, Beserta Hukum Pascal & Archimedes” dari gurusekolah.co.id Semoga Bermanfaat.
Artikel Lainnya :
Rumus Mean, Median, Modus Beserta Contoh Soal dan Jawaban Lengkap
Luas Permukaan Prisma-Rumus,Volume-Volume Dan Contoh Soalnya
