mengalir seperti air atau udara. Hal ini dikarenakan zat pada t cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya sedangkan fluida tidak mempertahankan bentuknya
tetapi mengalir. Selain zat padat, zat cair dan zat gas, terdapat suatu jenis zat lagi yang dinamakan plasma. Plasma merupakan zat gas yang terionisasi dan sering
dinamakan sebagai “wujud keempat dari materi”.Plasma juga tidak dapat digolongkan ke dalam fluida.
Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Setiap hari kita menghirupnya, meminumnya dan bahkan terapung
atau teggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya, kapal laut mengapung di atasnya, demikian juga kapal selam dapat mengapung atau
melayang di dalamnya. Air yang kita minum dan udara yang kita hirup juga bersirkulasi di dalam tubuh kita setiap saat, hingga kadang tidak kita sadari. Jika
ingin menikmati bagaimana indahnya konsep mekanika fulida bekerja, pergilah ke pantai.
B.Fluida Statis dan Fluida Dinamis 1.Fluida statis
Fluida statis adalah ketika fluida yang sedang diam pada keadaan setimbang. Jadi kita meninjau fluida ketika tidak sedang bergerak. Pada Fluida
Dinamis, kita akan meninjau fluida ketika bergerak.
a.Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai gaya normal tegak lurus yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang tersebut.
P =
F A
2
Satuan SI untuk tekanan adalah Pascal disingkat Pa.Dalam bidang meteorologi digunakan satuan atmosfet atm,cmHg atau mmHg, dan milibar mb.
1Pa = 1 Nm²
1mb = 0,001 bar
1bar = 10
5
Pa 1atm = 76 cmHg = 1,01 x 10
5
Pa = 1,01 bar Tekanan pada zat cair fluida secara umum dibedakan menjadi dua jenis
tekanan, yakni tekanan pada zat cair yang tidak bergerak mengalir serta tekanan yang zat cair yang bergerak mengalir.
Pada pembahasan kali ini kita akan lebih memfokuskan tekanan pada zat cair yang tidak bergerak atau yang lebih dikenal dengan Tekanan Hidrostatis.
Secara konseptual tekanan hidrostatis adalah tekanan yang berlaku pada fluida atas dasar Hukum Pascal.
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh gaya berat zat cair itu sendiri pada suatu luas bidang tekan. Dengan asumsi bahwa zat cair dalam
bentuk lapisan-lapisan sesuai dengan tingkat kedalaman yang terukur dari permukaan zat cair. Maka tekanan hidrostatis zat cair adalah sama besar untuk
setiap bagian zat cair yang memiliki kedalaman yang sama.Tekanan hidrostatis zat cair P
h
dengan massa jenis ρ pada kedalaman h dirumuskan dengan :
P
h =
ρgh
3
Perhatikan gambar
Besarnya tekanan hidrostatis : p = F A ….. 1
karena gaya F yang bekerja adalah merupakan gaya berat zat cair w yang berada di atasnya, sedangkan w = m.g ,maka persamaan 1 menjadi ..
p = w A p = m.g A …. 2
massa m zat cair,apabila dihubungkan dengan massa jenis ρ dan volume V menjadi : m = ρ . V maka,
p = ρ . g . V A …. 3 karena V A merupakan pembagian antara volume dengan luas bidang yang akan
menghasilkan komponen tinggi kedalaman sehingga ,Tekanan hidrostatis dirumuskan sebagai,
p = ρ . g . d …. 4
4
dimana : p = tekanan hidrostatis Nm2
g = percepatan gravitasi bumi ms2 ρ = massa jenis zat cair kgm3
d = kedalaman zat cair m
Contoh soal tekanan hidrostatis
Soal No. 1
Gambar berikut sebuah teko berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar teko, anggap massa jenis sirup sama dengan massa
jenis air yaitu 1000 kgm
3
dan percepatan gravitasi bumi 10 ms
2
Pembahasan
Tekanan hidrostatis: P = ρ x g x h
P = 1000 x 10 x 0,15 = 1500 Pascal
5
Soal No. 2
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut
Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung
Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung P = Po − h
P = 76 cmHg − 3 cm Hg = 73 cm Hg
Soal No. 3
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut
6
Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung
Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung P = Po + h
P = 76 cmHg + 3 cmHg = 79 cm Hg
Soal No. 6
Untuk memperkirakan massa jenis suatu zat cair digunakan pipa berbentuk U yang telah berisi air. Setelah zat cair dimasukkan pada pipa
sebelah kanan, kondisi akhir seperti gambar berikut
Tentukan massa jenis zat cair pada pipa kanan
7
Pembahasan
ρ
1
h
1
= ρ
2
h
2
1000 x 5 = ρ2 x 8 h
2
= 5000 8 = 625 kgm
3
Soal No. 7
Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota A,
nyatakan dalam cmHg
Pembahasan
Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm Kota A 300 m dari muka laut, sehingga tekanan udaranya turun 3 cm,
P = 76 cm Hg − 3 cm Hg = 73 cm Hg
Soal No. 8
Perhatikan gambar di bawah
Luas penampang 1 adalah 5 cm
2
dan luas penampang 2 adalah 50 cm
2
. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan
untuk menaikkan beban W
Pembahasan
8
F
1
A
1
= F
2
A
2
F 5 = 1800 50 F = 180050 x 5 = 180 Newton
Tekanan gauge.Nilai tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan disebut tekanan gauge.Adapun tekanan disebut tekanan mutlak.
Tekanan mutlak = tekanan gauge + tekanan atmosfer p=p
gauge +
p
atm
Sebagai contoh,sebuah ban yang berisi udara dengan tekanan gauge 2 atm diukur oleh alat ukur memiliki tekanan mutlak kira – kira 3 atm sebab tekanan atmosfer
pada permukaan laut sekitar 1 atm.
Tekanan mutlak pada suatu kedalaman zat cair h.
Pada permukaan zat cair bekerja tekanan atmosfer P
o
.Sehingga tekanan mutlak pada kedalaman h adalah :
P = p
o
+ ρgh Tekanan atmosfer yang sering digunakan dalam soal adalah sebesar 1 atm = 76
cmHg = 1,01 x 10
5
Pa.
b.Hukum – Hukum Pokok Hidrostatika
