Fluida Statis -

Fluida statis atau hidrostatika merupakan salah satu cabang ilmu sains yg membahas karakteristik fluida saat membisu, lazimnya membicarakan tentang tekanan pada fluida ataupun yg diberikan oleh fluida (gas atau cair) pada objek yg tenggelam didalamnya.

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Fluida Dinamis

Lensa Cembung & Cekung

Fluida statis dipakai untuk menerangkan fenomena-fenomena mirip peningkatan besar tekanan air terhadap kedalamannya & perubahan besar tekanan atmosfer kepada ketinggian pengukuran dr permukaan bahari.

Daftar Isi

Massa Jenis

Massa jenis merupakan sebuah ukuran kerapatan sebuah benda & didefinisikan sebagai berat sebuah benda dibagi dgn dengan volumenya. Semakin besar massa jenisnya, maka benda tersebut mempunyai kerapatan yg besar.

$\rho = \frac m V$

Dimana:

ρ (dibaca rho) merupakan massa jenis sebuah benda (kg/m³)

m merupakan massa benda (kg)

V merupakan volume benda (m^3)

Secara kasar, massa jenis dapat dipakai untuk mengetahui apakah benda mampu mengapung di permukaan air. Benda/objek yg mempunyai massa jenis lebih kecil akan senantiasa berada di atas massa jenis yg lebih besar. Contohnya, minyak akan selalu mengapung diatas permukaan air sebab massa jenis minyak lebih kecil dr massa jenis air.

fluida statis & massa jenis

Semua benda/objek yg mempunyai massa jenis lebih besar dr massa jenis air akan selalu karam. Prinsip inilah yg digunakan oleh insinyur kapal dlm mendesain kapal. Perhatikan gambar dibawah ini, prinsip inilah yg dipakai sehingga kapal selam dapat menyelam & mengapung kembali ke permukaan bahari.

perbandingan massa jenis

Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis (sewaktu fluida dlm keadaan membisu) pada titik kedalaman berapapun tak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air, akan menurut luasan objek yg menerimanya atau kedalaman ukur. Tekanan hidrostatis menekan ke segala arah & didefinisikan selaku gaya yg diberikan pada luasan yg diukur atau mampu dihitung berdasarkan kedalamaan objeknya dgn persamaan

Gaya Lorentz

$P_h = \rho g h$

dimana:

ρ yaitu berat jenis air (untuk air tawar, ρ = 1.000 kg/m³)

g yaitu besar percepatan gravitasi (percepatan gravitasi di permukaan bumi sebesar g=9,8 m/s²)

h yakni titik kedalaman yg diukur dr permukaan air

Satuan tekanan adalah Newton per meter kuadrat (N/m²) atau Pascal (Pa). Contoh tekanan hidrostatik yakni pada pada pemikiran darah atau yg umumkita sebut sebagai tekanan darah, merupakan tekanan yg diberikan oleh darah (sebagai fluida) kepada dinding.

tekanan hidrostatis

Tekanan mutlak merupakan tekanan total yg di alami benda atau objek yg berada didalam air & dinyatakan dengan

$P=P_h+P_ atm$

Dimana P_atm merupakan tekanan atmosfer. Tekanan mutlak merupakan tekanan bahu-membahu, sehingga jikalau kita melakukan eksperimen & mendapat data tentang tekanan, maka perlu ditambah dgn tekanan atmosfer.

Hukum Pascal

Tekanan didefinisikan sebagai gaya yg diberikan dibagi luasan yg mendapatkan gaya tersebut.

$P = \frac F A$

Dimana F merupakan besarnya gaya (Newton)

A merupakan luasan penampang (m²)

Dibawah ini merupakan satuan-satuan tekanan & konversinya. Pascal merupakan satuan internasional untuk tekanan, & atm (atmosfer) merupakan satuan yg memperlihatkan tekanan atmosfer (tekanan atmosfer di atas permukaan bahari sebesar 1 atm).

satuan tekanan & konversinya

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yg diberikan pada fluida dlm ruang yg tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah. Formula hukum Pascal dlm tata cara tertutup dapat ditarik kesimpulan dengan:

$P_ masuk = P_ keluar$

$P_1=P_2$

Seperti yg sudah kita tahu bahwa tekanan ialah gaya dibagi besar luasan penampangnya, maka persamaan diatas dapat ditulis kembali selaku berikut:

$\frac F_1 A_1 = \frac F_2 A_2$

Sehingga:

$F_1=(\frac d_1 d_2 )F_2$

Dimana d₁ merupakan diameter permukaan 1 & d₂ merupakan diameter permukaan 2.

hukum pascal

Perhatikan bagan mekanisme hidrolik diatas. Karena cairan tak mampu disertakan ataupun keluar dr metode tertutup, maka volume cairan yg terdorong di sebelah kiri akan mendorong piston (silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Piston di sebelah kiri bergerak ke bawah sejauh h1 & piston sebelah kanan bergerak ke atas sejauh h₂. Sesuai hukum Pascal, maka:

Metode Ilmiah

$A_2 h_2=A_1 h_1$

Sehingga:

$\frac d_2 d_1 = \frac h_2 h_1$

Contoh Soal Fluida Statis & Pembahasan

Contoh Soal Fluida Statis 1

Sebuah bola besi yg bermassa 220 kg & volume 0,2 m³ masuk ke dlm bak. Apakah bola tersebut akan karam atau mengapung ke permukaan air?

Pembahasan:

$\rho_ bola = \frac m_ bola V_ bola$

$\rho_ bola = \frac 220 kg 0,2 m^3 = 1100 kg/m^3$

Diketahui bahwa $\rho_ air = 1000 kg/m^3$

Oleh alasannya adalah $\rho_ bola > \rho_ air ” class=”latex” /> maka bola akan tenggelam. <h3><span class=$ Contoh Soal Fluida Statis 2

Berapa besar balon yg diisi dgn gas mulia helium yg diharapkan untuk mengangkat seorang lelaki yg bermassa 100 kg? Massa jenis helium sebesar $\rho_ he = 0,164 kg/m^3$ & massa jenis udara sebesar $\rho_u = 1,29 kg/m^3$ . Massa balon diabaikan.

Pembahasan:

Agar balon dapat mengangkat orang tersebut, maka massa (balon+orang) mesti lebih rendah dr massa udara.

$m_ lk + m_ he = m_u$

Diketahui bahwa $m = \rho V$

$m_ lk + \rho_ he V < \rho_u V$

$\rho _ he - \rho_u V < - m_ lk$

$\rho_u V - \rho_ he V > m_ lk ” class=”latex” /> m_ lk ” class=”latex” /> \frac m_ lk (\rho_u – \rho_ he ) ” class=”latex” /> \frac 100 kg (1,29 – 0,164)kg/m^3 ” class=”latex” /> 88,8 m^3″ class=”latex” /> Sehingga dapat dimengerti besar volume balon yg mesti diisi dgn helium yakni harus lebih besar dr 88,8 m^3 agar pria tersebut mampu terangkat (massa jenisnya menjadi lebih ringan dr massa jenis udara). Artikel: Fluida Statis Kontributor: Ibadurrahman, S.T. Mahasiswa S2 Teknik Mesin FT UI Materi Sosiologiku.com lainnya: <ol> <li><a href=$ Hukum Kepler

Energi Potensial & Energi Kinetik

Gerak Parabola