fluida statis

Senin, 22 Februari 2010

A. FLUIDA STATIS

A.1. Cek Kemampuan Pra Syarat
Sebelum mempelajari materi subbab ini, silahkan anda mengerjakan soal-soal berikut ini di buku latihan. Jika anda dapat mengerjakan dengan baik dan benar, akan mempermudah dalam mempelajari materi berikutnya.
1. (a). Definisi dan satuan dalam SI dari massa jenis?
(b). Nyatakan satuan dari massa jenis 1 gram/cm3 ke dalam satuan kg/m3.
2. Sebuah bola beton berdiameter 20 cm memiliki massa 5 kg.


Berapakah nilai massa jenis bola beton tersebut?
3. Apa yang dimaksud dan satuan dalam SI dari tekanan?


A.2. Tekanan
Tekanan adalah besaran fisika yang merupakan perbandingan antara gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang permukaa dengan luas bidang permukaan tersebut.

Rumus tekanan:

Image:lupa.jpg


Kegiatan 1.
1. Ambil benda berbentuk kubus sebarang ukuran.
2. Ukur luas sisi balok.
3. Timbang massa balok.
4. Hitung berat balok.
5. Letakkan balok di permukaan lantai.
6. Tentukan besar tekanan yang diberikan balok terhadap lantai yang diberikan oleh gaya berat balok terhadap permukaan lantai. Nyatakan satuan tekanan dalam SI.

Tugas 1.
Tentukan besar tekanan yang diberikan oleh berat badan orang yang mempunyai massa 60 kg yang berdiri pada dua kakinya pada lantai, anggap luas kedua telapak kaki orang tersebut 2 x 250 cm2.


A.3. Hukum Pokok Hidrostatika

Tekanan zat cair dalam keadaan tidak mengalir dan hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut tekanan hidrostatika. Besarnya tekanan hidrostatika suatu titik dalam zat cair yang tidak bergerak dapat diturunkan sebagai berikut:

Image:mrmbu.jpg

Tinjau zat cair dengan massa jenis Image:pl.jpgberada dalam wadah silinder dengan luas alas A dan ketinggian h seperti pada Gambar 8.1. Volume zat cair dalam wadah V - Ah sehingga berat zat cair dalam wadah adalah:

Image:odo.jpg

dengan demikian tekanan hidrostatika di sebarang titik pada luas bidang yang diarsir oleh zat cair dengan kedalaman h dari permukaan adalah

Image:sgl.jpg

dengan g : percepatan gravitasi, m/s2 dan h : kedalaman titik dalam zat cair diukur dari permukaan zat cair, m.

Biasanya tekanan yang kita ukur adalah perbedaan tekanan dengan tekanan atmosfir, yang disebut TEKANAN GAUGE atau tekanan pengukur. Adapun tekanan sesungguhnya disebut tekanan mutlak, di mana : Tekanan mutlak = tekanan gauge + tekanan atmosfer

Image:ri.jpg

A.4. Hukum Pascal
Tekanan yang bekerja pada fluida statis dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata, hal ini dikenal sebagai prinsip PASCAL.

Tinjau sistem kerja penekan hidrolik seperti pada Gambar 8.2. apabila dikerjakan tekanan p1 pada penampang A1 maka tekanan yang sama besar akan diteruskan ke penampang A2 sehingga memenuhi p1 = p2 dan diperoleh perumusan sebagai berikut :

Image:goo.jpg

Alat-alat teknik yang menggunakan sistem prinsip Pascal adalah rem hidrolik dan pengangkat mobil dalam bengkel.


Contoh soal 8.2
Seorang pekerja bengkel memberikan gaya tekan pada pompa hidrolik dengan gaya 200 N. apabila perbandingan penampang silinder kecil dan besar 1 : 10, berapa berat beban yang dapat diangkat oleh pekerja tersebut.


Penyelesaian:
Dengan menggunakan persamaan (8.4) diperoleh :

Image:yaa.jpg


Kegiatan 2.
1. Amati pompa hidrolik sebarang di bengkel pencucian mobil.
2. Tentukan perbandingan penampang kecil dongkrak dan penampang pengangkat beban.
3. Tempatkan sebuah mobil pada penampang pengangkat beban.
4. Catat berat mobil yang tertera di bodi mobil.
5. Hitung berapa besar beban yang harus diberikan agar mobil dapat terangkat

Tugas 2.
Jika diperoleh perbandingan radius penampang kecil dan besar dari sebuah pompa hidrolik 1:20, berapa besar gaya yang harus diberikan pada penampang kecil pompa agar dapat mengakat beban sebesar 3000 N?


A.5. Hukum Archimedes
Prinsip Archimedes
Di dalam fluida yang diam, suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruh volumenya akan mengalami gaya tekan ke atas (gaya apung) sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut, yang lazim disebut gaya Archimedes. Perhatikan elemen fluida yang dibatasi oleh permukaan s (Gambar 8.3)

Image:man.jpg

Pada elemen ini bekerja gaya-gaya :
- gaya berat benda W
- gaya-gaya oleh bagian fluida yang bersifat menekan
permukaan s, yaitu gaya angkat ke atas Fa.

Kedua gaya saling meniadakan, karena elemen berada dalam keadaan setimbang dengan kata lain gaya-gaya keatas = gaya-gaya kebawah.
Artinya resultante seluruh gaya pada permukaan s arahnya akan keatas, dan besarnya sama dengan berat elemen fluida tersebut dan titik tangkapnya adalah pada titik berat elemen. Dari sini diperoleh prinsip Archimedes yaitu bahwa suatu benda yang seluruhnya atau sebagian tercelup didalam satu fluida akan mendapat gaya apung sebesar dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Image:ujk.jpg

Perhatikan:
- Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida termasuk gas
dan zat cair.
- Jika benda tercelup semua maka Vbf = volume benda.
Benda yang dimasukkan ke dalam zat cair, akan terjadi tiga kemungkinan keadaan yaitu terapung, melayang dan tenggelam. Ketiga kemungkinan keadaan tersebut terjadi ditentukan oleh perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida, syaratnya adalah:

Image:aik.jpg

0 komentar:

Automatic Created Playlist by www.autoplaylist.com
Make Your Own Mp3 & Video Playlist at www.autoplaylist.com