Kegiatan Pembelajaran 1
2 A. Tujuan
Setelah guru mempelajari modul ini dengan kerja keras, disiplin, jujur, kreatif, kerjasama dan tanggungjawab, diharapkan dapat menerapkan hukum-hukum
pada fluida statik dalam kehidupan sehari-hari, menerapkan prinsip fluida statik dalam teknologi dan memecahkan masalah yang memanfaatkan sifat-sifat fluida
untuk mempermudah suatu pekerjaan.
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
1. Menjelaskan pengertian tekanan 2. Menerapkan konsep tekanan hidrostatis dalam pemecahan
permasalahan kehidupan sehari-hari. 3. Menerapkan prinsip hukum Pascall dalam pemecahan permasalahan
kehidupan sehari-hari. 4. Menerapkan prinsip hukum Archimedes dalam pemecahan permasalahan
kehidupan sehari-hari. 5. Memecahkan masalah terkait penerapan konsep fluida statik dalam
kehidupan sehari-hari. 6. Menganalisis keterkaitan konsep fluida statis pada aplikasi teknologi
masa kini. 7. Memecahkan masalah pada kehidupan sehari-hari dengan
memanfaatkan sifat-sifat fluida
C. Uraian Materi
1. Tekanan
Koki kesulitan memotong daging. Namun, dengan pisau yang tajam, Koki dapat memotong daging dengan mudah. Ujung tombak dan anak panah
dibuat runcing agar mudah menembus sasaran. Semua alat pemotong memiliki ujung yang runcing. Semua alat penusuk memiliki ujung yang
lancip dan runcing gambar 4. Kita bertanya, mengapa ujung yang runcing dan lancip mudah menembus benda?
IPA SMP KK F
3
Gambar 4. Benda Tajam dan Runcing
a pisau cfbmatrix.com, dan b anak panah
Fisika Dasar, ITB, Mikrajuddin Abdullah
Mengapa ujung yang tumpul sulit menembus benda? Untuk menjawab pertanyaan ini maka kita perlu mendefinisikan sebuah besaran fisika yang
kita namakan tekanan. Tekanan inilah yang menentukan seberapa mudah sebuah benda menembus benda lain. Gaya sentuh maupun gaya berat
yang bekerja pada permukaan suatu benda, akan memberikan tekanan pada benda tersebut. Besar tekanan yang dialami benda ditentukan oleh
luas bidang yang ditekan dan besar gaya yang menekan. Dalam fisika, tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu bidang per
satuan luas bidang itu. Bidang atau permukaan benda yang dikenai gaya disebut bidang tekan. Gaya yang bekerja pada bidang tekan disebut gaya
tekan. Jika ditulis secara matematis, tekanan dapat dirumuskan:
P = 1.1
Dimana: P = Tekanan Nm
2
= Pascal F = Gaya tekan N
A = Luas bidang tekan m
2
. Benda cair tidak mempertahankan bentuk yang tetap, melainkan
mengambil bentuk tempat yang ditempatinya. Perubahan volume yang cukup signifikan akan dapat terjadi manakala diberikan gaya yang besar.
Gas tidak memiliki volume dan bentuk yang konstan, gas akan menyebar
Kegiatan Pembelajaran 1
4
untuk memenuhi tempatnya. Ketika udara dipompakan ke dalam sebuah perahu karetsekoci, udara tidak hanya mengalir kebagian bawah perahu,
melainkan menyebar untuk memenuhi seluruh volume perahu karet. Disebabkan zat cair dan gas mempunyai kemampuan untuk mengalir
maka kedua zat tersebut tidak dapat mempertahankan bentuk yang tetap. Kemampuan mengalir dua zat tersebut sering disebut sebagai Fluida.
Berkaca dari sifat yang unik inilah bahan ajar ini dibuat untuk menggali sifat unik lainnya dari fluida dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-
hari.
2. Tekanan Pada Fluida Statis
Pernahkah anda merasa tertekan, sesak dadanya saat menyelam dalam kolam renang? Atau pernah mendengar berita jebolnya tanggul Situ
Gintung di Tangerang? Semua hal tersebut sangat erat kaitannya dengan fluida. Apakah fluida itu? Fluida adalah suatu zat yang mempunyai
kemampuan berubah–ubah secara kontinyu apabila mengalami geseran, atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun. Fluida
dalam keadaan diam atau dalam keadaan keseimbangan tidak mampu menahan gaya geser yang bekerja padanya. Karena itu fluida mudah
berubah bentuk tanpa pemisahan massa.
Fluida dalam keadaan gas mempunyai sifat tidak mempunyai permukaan bebas, dan massanya selalu berkembang mengisi seluruh volume
ruangan, serta dapat dimampatkan. Fluida dalam keadaan cair mempunyai sifat mempunyai permukaan bebas, dan massanya akan
mengisi ruangan sesuai dengan volumenya, serta tidak termampatkan.
Fluida yang akan dibahas dalam bahan ajar ini adalah fluida dalam bentuk cair. Perhatikan
gambar 5.
IPA SMP KK F
5
Gambar 5. Fluida Statis Pada gambar tersebut suatu fluida dalam keadaan diam tidak mengalir
ditempatkan dalam suatu wadah, diketahui
A adalah luas penampang
wadah, h adalah ketinggian fluida dalam wadah dan w adalah berat fluida
yang menekan dasar wadah. Semakin berat fluida semakin besar pula dasar wadah tertekan. Ini
disebabkan tekanan P berbanding lurus terhadap gaya berat w dan berbanding terbalik terhadap luas permukaan A. Secara matematis
dituliskan
P = Dimana:
P = Tekanan Nm
2
= Pascal w = F = BeratGaya tekan N
A = Luas bidang tekan m2.
Tekanan yang terjadi pada suatu wadah atau pada fluida yang sedang diam dinamakan
tekanan hidrostatis. Bagaimanakah hubungan antara
tekanan hidrostatis dengan ketinggian fluida dalam tabung? Semakin tinggi permukaan zat cairfluida semakin besar tekanan yang dihasilkan
pada dasar tabung. Secara matematis hubungan antara besar tekanan yang dihasilkan dan ketinggian zat cair dapat dituliskan sebagai berikut.
Kegiatan Pembelajaran 1
6
Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa persamaan tekanan hidrostatik adalah:
Dimana: P
= tekanan hidrostatik Nm
2
atau Pa = massa jenis fluida kgm
3
h = kedalaman fluida dari permukaan m
g = percepatan grativasi ms
2
Berdasarkan persamaan di atas kita dapat menjawab pertanyaan, mengapa air yang diam di waduk dapat menjebol tanggulnya?
Perhatikan Gambar 6. Kasus yang terjadi adalah pada zat cair yang
satu jenis sama, tekanan
fluida tidak tergantung pada luas penampang dan bentuk bejana
melainkan bergantung pada kedalaman
zat cairfluida.
Tekanan hidrostatik pada titik A, B, C, dan D adalah sama besar.
Jika dalam bejana berhubungan terdapat dua jenis cairan yang berbeda, tinggi permukaan kedua zat tersebut dalam bejana berhubungan tidak
akan sama. Hal ini disebabkan oleh massa jenis kedua zat cair tersebut berbeda seperti pada gambar 7.
P
A
= P
B
= P
C
= P
D
Gambar 6. Fluida pada Bejana
