P a g e | 33
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
C. Tekanan Hidrostatis
Tekanan yang dilakukan oleh zat cair dinamakan tekanan hidrostatis. Secara umum, besarnya tekanan hidrostatis dirumuskan oleh:
… 6.2
dan tekanan total adalah … 6.3
Dari persamaan 2 dapat diketahui bahwa besarnya tekanan hidrostatis hanya ditentukan oleh tingginya titik tekanan terhadap bidang horizontal lantai.
D. Hukum Pascal Hukum ini menyatakan bahwa tekanan yang
diberikan pada suatu sistem akan diteruskan ke segala arah yang besarnya sama dengan gaya tekan tersebut.
Sebagai ilustrasi, perhatikan sketsa gambar disamping. Gambar ini merupakan prinsip kerja dari dongkrat
hidrolik. Persamaan yang sesuai untuk ini: … 6.4
E. Hukum Archimedes
Salah satu hukum yang sangat popular dalam materi fluida adalah “hukum Archimedes”. Hukum ini menjelaskan tentang konsep “gaya apung atau gaya Archimedes”.
Gaya apung adalah gaya yang tekan fluida terhadap benda yang tercelup didalamnya dan arahnya ke atas. Hukum ini menyatakan pula bahwa “besarnya gaya apung dari setiap benda
yang tercelup dalam fluida adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan”. Sebagai
ilustrasi, perhatikan sketsa berikut ini.
h ρ
p
o
F
1
F
2
A
1
A
2
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 34
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
Jadi berdasarkan hukum Archimedes, maka formulasi gaya apung dapat dirumuskan sebagai berikut.
… 6.5 Dan
… 6.6
Dimana
m
a
dan
V
a
, masing-masing adalah massa dan volume yang dipindahkan volume yang dipindahkan yaitu pertambahan volume air setelah benda dicelupkan ke dalam zat cair,
sedangkan ρ adalah massa jenis zat cair. Dengan demikian persamaan 5 menjadi:
… 6.7
Contoh Soal-6.1
Sebuah tabung U berisi dengan air raksa. Pada ujung kiri tabung dimasukkan air setinggi 20cm. tentukan tinggi permukkan air raksa pada ujung kanan tabung diukur dari batas
permukkan air raksa pada ujung kiri tabung. Diketahui massa jenis air raksa adalah 13,6 grcm
3
dan air 1 grcm
3
.
Solusi-6.1
Prosedur penyelesaian soal ini adalah: a. Merancang sketsa pengetahuan
gaya apung F
a
Berat zat cair yang dipindahkan
F
a
Gambar-6.1 gaya apung
20cm h
Garis batas
A B
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 35
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
b. Merumuskan Berdasarkan gambar sketsa pengetahuan di atas, maka prinsip tekanan hidrostatis
menyatakan bahwa titik dalam zat cair yang berada pada kedudukan yang sama segaris memiliki tekanan yang sama. Jadi:
dan Karena
maka diperoleh
Contoh Soal-6.2
Sebuah benda ditimbang diudara, ternyata beratnya adalah 40 N, setelah dicelupkan ke dalam zat cair ternyata beratnya menjadi 30 N. Tentukan massa besarnya gaya apung yang dialami
benda tersebut.
Solusi-6.2
a. Merancang sketsa pengetahuan
b. Merumuskan dan Eksekusi Terlihat dari sketsa di atas, bahwa W = 40 N, dan T = 30 N, dengan demikian,
besarnya gaya apung adalah:
40N 30N
W T
F
a
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 36
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
Contoh Soal-6.3
Berapa bagian dari volume seluruhnya sebuah gunung es yang tenggelam didalam air? Jika massa jenis es
0,92 grcm
3
dan massa jenis air laut 1,03 grcm
3
.
Solusi-6.3
Prosedur untuk menyelesaikan soal ini adalah: a. Membuat sketsa pengetahuan
Keterangan : V
c
adalah volume gunung yang tercelup kedalam air, V adalah volume keseluruhan gunung es.
b. Merumuskan dan eksekusi Berdasarkan gambar sketsa di atas, maka penggunaan prinsip Archimedes untuk gaya
apung
F
a
dirumuskan: … a
Sedangkan berat keseluruhan gunug es adalah:
… b Karena berlaku prinsip kesetimbangan yaitu
W = F
a
, maka diperoleh:
Jadi bagian volume gunung es yang tercelup di air adalah 89 dari volume total gunung es.
Gunung Es Permukaan air laut
Gunung Es Permukaan air laut
V
c
V F
a
mg
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 37
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
Soal Latihan-6.1
Perhatikan gambar pipa U di bawah. Dalam pipa tersebut, terdapat tiga buah
zat cair, yaitu masing-masing air raksa 13,6 grcm
3
, air 1 grcm
3
dan zat cair x. Tentukan, massa jenis zat cair x tersebut.
Soal Latihan-6.2
Dua kotak padat terbuat dari bahan yang berbeda. Kedua benda ditimbang di udara ternyata beratnya sama. Jika keduanya dimasukkan ke dalam air, ternyata berat kotak A adalah 0,8 kali
berat kotak B. Jika diketahui volume kotak-B adalah 75 cm
3
, maka tentukan perbandingan gaya apung kotak A dan kotak B. g = 10 ms
2
Soal Latihan-6.3
Sebuah balok mempunyai massa jenis 800 kgm
3
dicelupkan ke dalam air. Berapa bagiankah dari balok tersebut yang muncul dipermukaan air?
20cm
10cm 6cm
air
raksa x
PSG Rayon 1 24 Univ. Negeri Makassar
P a g e | 38
Modul Pendidikan Latihan Profesi Guru PSG Rayon 1 24 Universitas Negeri Makassar
UNIT-7 BANDUL MATEMATIS
A. Tujuan Pelatihan Contoh yang paling baik digunakan untuk memahami konsep getaran harmonis
sederhana adalah “bandul matematis”. Oleh karena itu, pada bagian ini anda diharapkan dapat:
a. Menyelesaikan soal-soal tentang penggunaan konsep mekanika dalam bandul
matematis b.
Menggunakan prosedur dalam menyelesaian soal-soal bandul matematis.
B. Getaran Harmonis Sederhana
Kategori