Matakuliah Tahun : K0614 / FISIKA : 2006 Pertemuan 9 1 Pada pertemuan ini akan dibahas hidrostatika (fluida yang diam), meliputi : 1. Variasi tekanan dalam fluida 2. Hukum pascal dan Archimedes 3. Pengukuran tekanan 4. Tegangan permukaan 2 HIDROSTATIKA Mempelajari fluida dalam keadaan diam. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir , seprti zat cair dan gas .Perbedaan zat cair dan gas adalah pada kompressibilitas, dimana zat cair mempunyai kompressibilitas yang tinggi dibandingkan dengan gas BERAT JENIS Adalah perbandingan rapat massa suatu zat dengan rapat massa zat baku ( zat baku untuk cairan adalah air pada suhu 40C , untuk gas adalah udara : BJ = / baku 3 1. VARIASI TEKANAN DALAM FLUIDA Tekanan hidrostatika pada suatu titik adalah : Perbandingan gaya normal dF yang bekerja pada suatu luas permukaan dA di titik tersebut berada : P dF dA atau : dF = P dA Satuan tekanan : atm atau Pascal ( Pa) 1 atm = 1,013x105 Pa 1 Bar = 105 Pa 1 Psi = 1 lb/inci2 dP = - g Variasi tekanan dalam fluida : dy 4 * Untuk benda cairan, dimana = konstan Jika : P1= P tekanan pada elevasi y1 dan P2 = Pa tekanan pada elevasi y2 Maka : atau : P - Pa = - g(Y2-Y1) = g h P = Pa + g h * Untuk gas atau udara , dimana rapat massa berubah dengan ketinggian , yaitu : = ( P / P0) 0 maka tekanan pada ketinggian Y dari permukaan : P = P0 e- g( /P ) y P0 = tekanan pada permukaan 5 2. Hukun Pascal dan Archimedes a. Hukum Pascal Bila tekanan pada fluida yang berada dalam suatu ruang tertutup diubah , maka tekanan pada semua bagian fluida akan berubah dengan besar yang sama. b. Hukum Archimedes Benda yang berada dalam suatu fluida ( sebagian atau seluruhnya tenggelam ) akan mendapat gaya ke atas , yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Macam-macam kesetimbangan : Benda terapung : benda < fluida Benda melayang: benda = fluida Benda tenggelam: benda > fluida 6 3. PENGUKURAN TEKANAN a. Barometer Adalah untuk mengukur tekanan udara luar P2=0 h=Y2-Y1 Y2 P1 = Pa ρ Pa = ρ g h Y1 ρ = massa jenis fluida dalam bak dan pipa 7 b. Manometer Alat untuk mengukur tekanan gas dalam tabung tertutup/ tangki. Tangki dihubungkan ke pipa U yang berisi fluida dengan rapat massa ρ. Ujung pipa U yang satu lagi berhungan dengan udara luar. P2=Pa h P1=P gas (tangki) fluida massa jenis ρ 8 c. POMPA HIDROLIK Tekanan di bawah penghisap besar = tekanan di bawah pengisap kecil F1 / A1 = F2 / A2 atau : F2 = ( A2 / A1) F1 F1 A1 F2 A2 Fluida tak termampatkan 9 4. TEGANGAN PERMUKAAN Perbandingan gaya permukaan terhadap panjang permukaan yang tegak lurus gaya tersebut. = F / 2L ( selaput mempunyai dua permukaan ) Gaya Kohesi : Gaya tarik antara molekul zat sejenis Gaya adhesi : Gaya tarik antara molekul zat yang tidak sejenis 10 Contoh. 1. Tentukan tekanan total di dalam air laut pada kedalaman 40 m dari permukaan Jawab. Dari persamaan P = Pa + ρ g h Pa = 1,013x105 Pa , ρ = 1,03x103 kg/m3 g = 10 m/s2 dan h = 40 m P = 1,013x105 + (1,03x103)(10)(40) = 6,213x105 Pa = 6,13 atm 2. Sebuah balok, massa 3,7 kg dan rapat massa 600 kg/m3 dimasukan ke dalam danau.Tentukan : a. Volume balok yang terbenam dalam air b. Pemberat yang harus diletakan di atas balok agar 0,9 volume nya terbenam dalam air. 11 Jawab. a. Volume balok adalah : v = m/ρ = 3,6 / 600 = 6x10-3 m3 Karena balok dalam kesetimbangan, maka gaya berat balok= berat air yang dipisahkan, yaitu = 3,6 x10 = 36 N. Volume air yang dipisahkan balok = volume balok yang terendam dalam air = massa air yang dipisah / rapat massa air, atau vair = 3,6/103 = 3,6x10-3 m3 . Maka volume balok yang terbenam dalam air = 3,6x10-3 m3 , atau 3,6x10-3 /6x10-3 = 0,6 bagian volume balok. b. 0,9 volumenya terbenam, berarti volume air yang dipisahkan : 0,9x6x10-3 m3 = 5,4x10-3 m3 dan massa air tersebut adalah 5,4 kg. Maka massa pemmberat haruslah = 5,4 -3,6 =1,8 kg 12
© Copyright 2024 Paperzz
