35
6. Fluida Statis
Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan berubah bentuk dapat dimampatkan jika diberi tekanan. Zat cair dan gas termasuk ke dalam
fluida. Ditinjau dari keadaan fisisnya, fluida terdiri dari dua jenis, yaitu fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis atau hidrostatika, yaitu ilmu
yang mempelajari tentang fluida atau zat alir yang diam tidak bergerak. Fluida statis tidak mengalami perpindahan bagian- bagiannya. Fluida
meliputi cairan, yang mengalir di bawah pengaruh gravitasi sampai menempati daerah terendah yang mungkin dari penampungnya, dan gas,
yang mengembang mengisi penampungnya tanpa peduli bentuknya Tipler, 1998: 383.
a. Tekanan Hidrostatis
`Gambar 3. Balok Kayu yang Ditekan Dengan Gaya
Besar tekanan didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Gambar 3 balok kayu dengan luas alas A yang ditekan oleh gaya
sebesar F. Gaya sebesar F yang bekerja dalam arah tegak lurus pada permukaan bidang balok seluas A, maka tekanan pada permukaan
tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.
F
A
36
�
1
Keterangan P = tekanan Nm
2
= Pascal F = gaya N
A = luas permukaan m
2
Persamaan 1 menyatakan bahwa tekanan P berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar
gaya yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih besar daripada luas bidang yang besar. Tekanan hidrostatis
adalah tekanan yang disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tiap titik di dalam fluida tidak memiliki tekanan yang sama besar, tetapi berbeda-
beda sesuai dengan kedalaman titik tersebut dari suatu titik acuan. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida
diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut.
Gambar 4. Benda Dalam Zat Cair Akan Mendapatkan Tekanan
dari Segala Arah
http:www.guruipa.com Gambar 4 menunjukkan hubungan tekanan dan kedalaman fluida
dimana benda dalam zat cair akan mendapatkan tekanan dari segala
37 arah. Jika air dalam posisi diam kesetimbangan statis maka disemua
titik pada kedalaman yang sama mempunyai tekanan yang sama pula. Sebaliknya jika ada perbedaan tekanan pada fluida, maka akan
menimbulkan pergerakan fluida. Gambar 4 juga memperlihatkan bagian zat yang terkandung dalam volume yang berbentuk balok yang
tingginya sebesar h. Karena dalam keadaan setimbang statis, maka jumlah semua gaya pada suatu titik adalah nol.
Tekanan yang disebabkan zat cair pada kedalaman h ini disebabkan oleh berat kolom zat cair di atasnya. Dengan demikian, gaya
yang bekerja pada luas daerah adalah F=w=mg. Bila ρ adalah massa
jenis fluida dan luas permukaan benda sebesar A, maka berat fluida dapat diperoleh dengan cara berikut.
Berat fluida = mg = ρ Vg = ρ Ahg
2 Kemudian mensubtitusikan persamaan 2 kedalam persaman 1,
sehingga mendapatkan persamaan 3 sebagai berikut.
� � � �
3
Keterangan P
h
= tekanan hidrostatis Nm
2
= Pascal = massa jenis zat cair kgm
3
g = percepatan gravitasi ms
2
h = kedalaman zat cair m
38 Gambar 5. Tekanan Hidrostatis
Di atas permukaan zat cair terdapat udara luar atau tekanan atmosfer P
seperti yang terlihat pada Gambar 5, maka tekanan total yang dialami benda A pada ketinggian h dapat dicari dengan
menjumlahkan tekanan udara luar dengan tekanan hidrostastis seperti pada persamaan 4 berikut.
�
4
Keterangan P
total
= tekanan total yang dialami zat cair Nm
2
= Pascal P
= tekanan atmosfer Nm
2
= Pascal P
h
= tekanan hidrostatis Nm
2
= Pascal
= massa jenis zat cair kgm
3
g = percepatan gravitasi ms
2
h = kedalaman zat cair m
39 Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa semua titik yang
terletak pada satu bidang datar yang sama di dalam zat cair yang diam sejenis memiliki tekanan mutlak yang sama Marthen kanginan, 2006:
233. Pada lapisan atas zat cair bekerja tekanan atmosfer. Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Pada tiap bagian atmosfer
bekerja gaya tarik gravitasi. Sehingga makin ke bawah lapisan udara semakin berat. Oleh karena itu, semakin rendah suatu tempat, maka
semakin tinggi tekanan atmosfernya. Di permukaan laut, tekanan atmosfer bernilai 1 atm atau 1,01 x 10
5
Pa.
b. Hukum Pascal
Kategori