Berdasar wujud zat, terdapat zat padat, zat cair, dan zat gas. Di antara ketiga wujud zat tersebut ternyata zat cair dan zat gas dapat mengalir.
Zat yang dapat mengalir disebut fluida. Dalam pembahasan ini, kita kelompokkan dalam dua kelompok yaitu fluida
diam fluida statis dan fluida bergerak fluida dinamis.
A. FLUIDA DIAM FLUIDA TIDAK MENGALIR
Fluida tidak mengalir berupa zat cair dalam wadah yang tidak bocor atau gas dalam wadah tertutup.
1. Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas. Jika gaya sebesar F bekerja secara merata dan tegak lurus pada suatu permukaan yang luasnya A,
maka tekanan P pada permukaaan itu:
Suatu tekanan dalam S.I adalah Nm
2
yang disebut pascal Pa.
2. Tekanan Hidrostatis
Tekanan di dalam fluida yang diakibatkan oleh gaya gravitasi disebut tekanan hidrostatis.
Gambar 7.1 melukiskan suatu zat cair setinggi h dengan massa jenis ρ berada dalam wadah berben-
tuk silinder dengan luas penampang A. Tekanan yang diterima oleh dasar wadah dise-
babkan gaya gravitasi yang bekerja pada tiap bagian zat cair, yaitu berupa berat zat cair yang berada di
atas dasar wadah.
Berdasar konsep tekanan maka tekanan hidro- statis Ph yang bekerja pada dasar wadah dinyatakan
dengan: menyatakan berat zat cair di atas
dasar wadah F = W = ρ . V . g
Ph = ρ . h . g Ph
A V
A h
= →
= ρ
. V . g Ph
F A
F =
→
Gambar 7.1 Tekanan hidrostatis
h
P F
A =
Fluida
150
Di unduh dari : Bukupaket.com
Ph = tekanan hidrostatis Nm
2
ρ = massa jenis zat cair Kgm
3
h = kedalaman zat cair m g = percepatan gravitasi ms
2
Dari persamaan Ph = ρ . g . h didapat bahwa besar tekanan hidrostatis itu bergantung pada kedalaman zat cair.
Berdasar hukum pokok hidrostatis menyatakan semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam suatu zat cair memiliki tekanan yang sama.
Gambar 7.2 Hukum pokok hidrostatis
Dari gambar 7.2, karena titik A dan titik B terletak pada dasar bejana yang berisi zat cair dengan massa jenis ρ dan ketinggian permukaan dari dasar
bejana = h
1
, maka tekanan di titik A sama dengan tekanan di titik B. P
A
= P
B
= ρ . g . h
1
→ h
1
= ketinggian permukaan zat cair dalam bejana
Contoh Soal 7.1
Sebuah tabung yang luas penampangnya 10 cm
2
, diisi raksa setinggi 10 cm dan air setinggi 50 cm dari permukaan raksa. Jika massa jenis raksa 13,6
grcm
3
, massa jenis air 1 grcm
3
dan g = 10 ms
2
, maka hitunglah: a tekanan hidrostatis pada dasar tabung
b gaya hidrostatis dalam tabung Penyelesaian
Diketahui : A = 10 cm
2
= 10
-3
m
2
h
1
= 10 cm = 10
-1
m h
2
= 50 cm = 5.10
-1
m ρ
1
= 13,6 grm
3
= 13,6.10
3
kgm
3
ρ
2
= 1 grcm
3
= 10
3
kgm
3
ρ
2
ρ
1
h
2
h
1 h
1
A B
h
2
Zat Cair
Fisika SMAMA Kelas XI
151
Di unduh dari : Bukupaket.com
Ditanya : a P
h
b F
h
Jawab: a P
h
= P
1
+ P
2
b F
h
= Ph . A P
h
= ρ
1
. h
1
. g + ρ
2
. h
2
. g F
h
= 18,6 . 10
3
. 10
-3
P
h
= 13,6 . 10
3
+ 5 . 10
3
F
h
= 18,6 N P
h
=18,6 . 10
3
Pa
Kegiatan 7.1
Diskusikan bersama teman-teman Anda permasalahan di bawah ini. 1. Bagi penyelam pemula, mencari mutiara dan kerang di laut dapat terjadi
pendarahan melalui hidung atau telinga. Mengapa demikian? Jelaskan
2. Jika kita berada dalam kedalaman yang sama di dalam air laut dan di dalam air tawar, mana yang lebih besar tekanan hidrostatis yang kita
alami? Jelaskan 3.
- Bejana A dengan tinggi h terisi penuh dengan air tawar dengan massa jenis ρ.
- Bejana B dengan tinggi h terisi penuh dengan air tawar dengan massa jenis ρ.
Bagaimanakah besar tekanan hidrostatis pada dasar bejana A dan dasar bejana B? Jelaskan
4. a. Tekanan udara di atas permukaan air laut = 76 cm Hg. Jika massa jenis raksa = 13,6 grcm
3
dan g = 10 ms
2
, maka tekanan 76 cm Hg = ... Nm
2
. b. Jika massa jenis air laut = 1,4 grm
3
, maka besar tekanan di dalam air laut tersebut pada kedalaman 10 meter di bawah permukaan air laut
saat itu = ... Nm
2
.
h A
2 liter air tawar h
B
1 liter air tawar a
b
Fluida
152
Di unduh dari : Bukupaket.com
5. Gambar di samping melukiskan sebuah pipa
U mula-mula diisi dengan zat cair dengan massa jenis ρ
1
, setelah kaki kiri pipa U diisi dengan zat cair dengan massa jenis ρ
2
se- tinggi h
2
, ternyata selisih tinggi permukaan zat cair pertama pada kaki kiri dan kaki
kanan setinggi h
1
. Berdasarkan hukum utama hidrostatis, buktikan bahwa:
ρ
1
. h
1
= ρ
2
. h
2
3. Hukum Pascal
