Gambar 2.2. Perbedaan Tekanan pada Kedalaman Zat Cair
adalah berat jenis dari fluida. Jika adalah tekanan pada
dan tekanan
pada pada permukaan, maka
∫ ∫
∫
dengan mengambil dan sebagai konstanta,
adalah kedalaman h dibawah permukaan. Jika tekanan udara luar diperhitungkan, maka besar tekanan pada suatu titik di dalam zat cair merupakan
tekanan mutlak di titik tersebut. Secara matematis, persamaan tekanan mutlak dituliskan sebagai berikut:
dengan: P = tekanan mutlak Nm
2
P
o
= tekanan udara luar Nm
2
P = tekanan hidrostatis Nm
2
2.6.2.1 Hukum Pascal
Suatu tabung berisi zat cair yang sekelilingnya diberi lubang dengan kedalaman yang sama, maka zat cair akan memancar dan diteruskan ke segala
arah yang besarnya sama. Alat sederhana yang dapat digunakan untuk membuktikan hukum Pascal ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Karim, 2008: 215 Gambar 2.3. Alat Percobaan Hukum Pascal
Apabila bola berisi air dan diberi tekanan, maka air akan memancar keluar melewati lubang-lubang kecil yang ada di sekeliling bola. Kekuatan pancaran
akan sama ke segala arah. Hal ini yang disebut dengan hukum Pascal, yaitu tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruangan tertutup diteruskan ke segala
arah dengan besar yang sama.
2.6.2.2 Hukum Archimedes
Pengamatan yang dilakukan Archimedes memunculkan sebuah hukum bahwa jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan
mendapat gaya yang disebut gaya apung, sebesar berat zat cair yang dipindahkannya. Pernyataan inilah yang dikenal dengan hukum Archimedes.
Gaya apung sama dengan berat benda di udara dikurangi dengan berat benda di dalam air. Persamaan matematisnya adalah
F
A
= w
u
- w
a
dengan, F
A
= gaya apung atau gaya ke atas N w
u
= gaya berat benda di udara N w
a
= gaya berat benda di dalam air N
Berdasarkan pengertian gaya apung, maka peristiwa tenggelam, melayang dan terapung dapat dijelaskan sebagai berikut:
1 tenggelam
Benda akan tenggelam jika berat benda lebih besar dari gaya ke atas maksimum. Suatu benda yang tenggelam dalam zat cair karena mempunyai massa
jenis yang berbeda ditujukkan pada Gambar 2.4.
Puspita, 2008: 180 Gambar 2.4. Benda Tenggelam
Benda yang tenggelam dapat dijelaskan dengan persamaan matematis sebagai berikut:
Dari persamaan di atas, benda tenggelam jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair.
2 melayang
Benda akan melayang jika berat benda sama dengan gaya ke atas maksimum. Suatu benda yang melayang dalam zat cair karena keduanya
mempunyai massa jenis yang sama ditujukkan pada Gambar 2.5.
Puspita, 2008: 180 Gambar 2.5. Benda Melayang
Benda yang melayang dapat dijelaskan dengan persamaan matematis sebagai berikut:
Dari persamaan di atas, benda melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.
3 terapung
Benda akan terapung jika berat benda lebih kecil dari gaya ke atas maksimum. Suatu benda yang terapung dalam zat cair karena adanya perbedaan
massa jenis ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Puspita, 2008: 180 Gambar 2.6. Benda Terapung
Benda yang mengapung dapat dijelaskan dengan persamaan matematis sebagai berikut:
Dari persamaan di atas, benda terapung jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair.
2.7 Kerangka Berpikir
