Contoh soal fisika fluida Indonesia

1. Sebuah pesawat terbang bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui
bagian atas dan bagian bawah sayap yang luas permukaannya 60 m2 bergerak dengan kelajusn
masing-masing 320 m/s dan 290 m/s. berapa besar gaya angkat pada pesawat tersebut?
(Massa jenis udura 1.3 kg/m3).
2. Tabung pitot seperti pada gambar 7.77 digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas
yang massa jenisnya 0,0068 g/cm3. Manometer diisi dengan raksa. Jika beda tinggi raksa
pada kedua kaki Manometer adalah 4,5 cm dan g = 9,8 m/s2, tentukanlah :
a) Beda tekanan antara α dan β
b) Kelajuan aliran gas tersebut.
3. Debit air yang melalui sebuah pipa air adalah 3000 cm3/s. Luas penampang pipa utama
dan pipa yang menyempit dari sebuah venturimeter masing-masing 40 cm2. Jika massa jenis
raksa = 13,6 x 103 kg/m3 dan g = 10 m/s2, tentukan :
a)

Kelajuan air pada pipa utama dan pipa yang menyempit;

b)

Beda tekanan air antara kedua pipa tersebut;

c)

Beda ketinggian raksa dalam kedua kaki manometer.

4. Air mengalir dalam venturimeter seperti pada gambar contoh. 7.18. pipa horizontal yang
penampangnya lebih besar memiliki diameter 2 kali diameter pipa yang menyempit. Jika
beda ketinggian air dalam tabung 1 dan tabung 2 adalah 30 cm,
a)

Berapa kelajuan aliran air dalam pipa 1?

b)

Berapa kelajuan aliran air dalam pipa 2?

(percepatan gravitasi = 9,8 m. s2).
5. Semburan air keluar secara mendatar dari sebuah lubang didekat dasar tangki pada
gambar. Jika lubang memiliki diameter 3.50 mm, hitung;
a)

Ketinggian h dari permukaan air dalam tangki;

b)

Debit air yang memancar keluar lubang.

Ambil

= dan g = 9,8 m/s2

6. Sebuah wadah diisi dengan air sampai kedalaman H = 2,5 m. Wadah disegel dengan
kuat dan diatas air terdapat udara pada tekanan p1 = 1,34 x 105 Pa ( lihat gambar). Sebuah
lubang dibor pada ketinggian 1,0 m diatas dasar wadah.
a)

Hitunglah kelajuan semburan pertama air keluar dari lubang;

b) Jika segel bocor sehingga udara diatas air terbuka terhadap atmosfer, hitunglah kelajuan
semburan sekarang.
Ambil p0 = 1,01 x 105 Pa dan g = 10 m/s2.
7. Air mengalir dari lantai pertama sebuah rumah bertingkat dua melalui pipa yang

diameternya 2,80 cm. Air dialirkan kekamar mandi dilantai kedua melalui sebuah keran yang
diameter pipanya 0,700 cm dan terletak 3,00 m diatas pipa lantai pertama. Jika kelajuan air
dalam pipadilantai pertama adalah 0,150 m/s dan tekanannya 1,80 x 105 Pa, tentukan:
a)

Kelajuan air dalam pipa yang mensuplai keran;

b)

Tekanan dalam pipa tersebut.

8. sebuah pipa horizontal yang liuas penampangnya 10 cm2 disambung dengan pipa
horizontal lain yang luas penampangnya 50 cm2. Kelajuan air dalam pipa kecil adalah 6,0 m/s
dan tekanan air disana 200 kPa.
a)

Berapa kelajuan air dalam pipa besar?

b)

Berapa tekanan air dalam pipa besar?

c)

Berapa debit air yang melalui pipa besar?

d)

Berapa liter air yang melalui pipa besar dalam 1 menit?

Catatan: 1 m3 = 1000 dm3 = 1000 L
9. sebuah pompa air 100 watt menyedot air dari kedalaman 9 meter. Air disalurkan oleh
pompa melalui sebuah pompa dan ditampung dalam sebuah bak berukuran 0,5 m3. Bak
tersebut penuh setelah dialiri selama 15 menit. Tentukan efisiensi pompa tersebut.
10. Air terjun setinggi 8 m dimanfaatkan untuk memutar turbin listrik mikro hingga
dibangkitkan daya keluaran generator sebesar 120 kW.Jika efisiensi generator adalah 15%,
tentukan debit air terjun tersebut.
11. Sebuah pipa memiliki dua penampang yang berbeda. Diameter masing-masing
penampang adalah 15 cm dan 10 cm. Jika kecepatan aliran pada penampang kecil 9,0 m/s,
berapa kecepatan aliran pada penampang besar?

12. Sebuah pipa panjang memilki penampang berbeda pada empat bagian (lihat gambar).
Luas penampang pipa pada bagian 1, bagian 2, bagian 3 berturut-turut adalah 150 cm2, 100
cm2 dan 50 cm2. Kecepatan aliran air pada bagian 1 adalah 8,0 m/s, sedangkan pada bagian 4
adalah 4,8 m/s. hitunglah;
a)

Debit air pada tiap-tiap penampang tersebut;

b)

Luas penampang pipa pada bagian 4;

c)

Kecepatan aliran pada bagian 2 dan bagian 3.

13. Sebuah kelereng dengan garis tengah 1 cm dijatuhkan bebas dalam oli yang berada
dalam sebuah tabung. Tentukan kecepatan terbesar yang dapat dicapai kelereng tersebut
dalam oli. Massa jenis oli 800 kg . m-3, koefisien kovsefitas oli 30 x 10-3 Pa s. massa kelereng
2,6 x 10-3 kg m-3, dan percepatan gravitasi 10 m s-2.

14. jika pembuluh xylem (pipa kecil yang mengangkut bahan makanan dari tanah ke bagian
atas sebuah pohon) memiliki radius 0,0010 cm, hitunglah ketinggian air yang akan naik.
Anggaplah sudut konak 0o,tegangan permukaan air = 0,072 N/m, dan g = 9,8 m/s2.
15. sebuah balon yang volume totalnya 50 m3 diisi hydrogen dengan ρ = 0,08 kg/m3 . Jika
ρudara = 1,3 kg/m3, hitung gaya angkat balon percepatan gravitasi g = 9,8 m/s2.

Pembahasan Soal Fisika Fluida Dinamik Kelas XI
1. Air mengalir melalui pipa mendatar dengan luas penampang pada masing-masing
ujungnya 200mm2 dan 100mm2. Bila air mengalir dari panampang besar dengan
kecepatan adalah 2 m/s, maka kecepatan air pada penampang kecil adalah ….
1. jawaban:
Pembahasan
Diketahui:
A1 = 200 mm2= 2.10-4m2
A2 = 100mm2= 10-4m2
v1= 2 m/s
ditanyakan v2 = …. ?
jawab:
Q1 = Q2
A1v1 = A2V2

v2 = A1v1/A2 = 2.10-4.2/10-4 = 4m/s
2. Azas Bernoulli dalam fluida bergerak menyatakan hubungan antara ….
jawab :
Dalam fluida bergerak, hubungan antara tekanan, keeeaatan, dan massa
jenis dinyatakan oleh Azas Bernouli.
3.

Pada gambar tersebut, G adalah generator 1.000 W yang
digerakan dengan kincir angin, generator hanya menerima energi sebesar 80% dari
air. Bila generator dapat bekerja normal, maka debit air yang sampai kekincir air
dalah ….
jawaban:
Diketahui:
Pg = 103watt
ρg = 80% ρair = 0,8 ρair
h = 10 m
Ditanya Q = …. ?
Pg = η.ρ.V.g.h

1000 = 0,8.103.V.10.10

V = 12,5.103m3 = 12,5L
Q = V/t = 12,5 L/s
4. Suatu fluida ideal mengalir di dlaam pipa yang diameternya 5 cm, maka
kecepatan aliran fluida adalah ….
jawaban:
Pembahasan:
Diketahui:
d = 5 em = 5.10-2 m
r = 2,5 em = 2,5.10-2 m
v = 32 m/s
Ditanya: v = …?
Jawab:
Karena memiliki besar diameter yang sama, maka keeeaatan aliran fluida
besarnya sama, yaitu 32 m/s.
5. Sebuah selang karet menyemprotkan air vertikal ke atas sejauh 4,05 meter. Bila
luas ujung selang adalah 0,8 cm2, maka volume air yang keluar dari selang selama 1
menit adalah … liter
jawaban
Diketahui:
h = 4,05 m

A = 0,8em2 = 8.10-5m2
t = 1menit = 60 sekon
ditanya: V = ….?
Jawab
Ea = m.g.h = ½ mv2
v = √2.g.h = √2.10.4,05 = 9 m/s
Q = A.v = 8.10-3.9 = 7,2.10-4 m3/s
V = Q.t = 7,2.10-4.60 = 432.10-4m3 = 43,2 L
6. Minyak mengalir melalui sebuah pipa bergaris tengah 8 cm dengan kecepatan
rata-rata 3 m/s. Cepat aliran dalam pipa sebesar ….
jawaban:
Q = π.R2.v = 3,14.16.10-4.3 = 0,151 m3/s = 151 liter/s
7. Debit air yang keluar dari pipa yang luas penampangnya 4cm 2 sebesar 100 cm3/s.
Kecepatan air yang keluar dari pipa tersebut adalah ….
jawaban: e
v = Q/A = 100/4 = 25 em/s = 0,25 m/s
8.Air mengalir kedalam sebuah bak dengan debit tetap 0,5 liter/s. Jika bak tersebut
berukuran 1x1x1 m3, maka bak tersebut akan penuh dalam waktu … menit.
10. jawaban:
Diketahui

Q = 0,5 liter/s = 5.10-4 m3/s
V = 1m3
A = 1m2

Ditanyakan: t = …. ?
Jawab:
t = V/Q = 1/5.10-4 = 2000 s = 33,3 menit
uraian
1. v1 = √2gh = √2.10.8 = 12,65 m/s
A = Q/v1 = 5.10-5 /12,65 = 3,95.10-6 m2
Q2 = A.v2 = 55,85.10-6 m3/s = 55,85 em3/s
2. Diktetahui
Wu = 95N; Weair = 87 N
Ditanya Fa = …. ?
Jawab:
Fa = Wu – Weair = (95-87) = 8 N
3. Alat-alat yang arinsia kerjanya berdasarkan hukum Bernoulli
a. aiaa aitot
b. aiaa venturi
e. aesawat terbang

d. karburator motor
4. Diketahui:
A = 25 em2 = 25.10-4 ; v = 10 m/s
Ditanya: Q = ….?
Penyelesaian
Q = A.v = 25.10-4.10= 0,025 m3/s
Latihan Soal Fluida Dinamis
1.Suatu fluida mengalir aada sebuah aiaa yang memiliki luas aenamaang
25 em2dengan keeeaatan 10m/s2. Hitunglah besar debit fluida tersebut
2.Sebuah kran air memaunyai luas 2 em2. Tentukan debit air dari kran
tersebut bila laju aliran air 2 m/s!

3. Perhatikan gambar berikut ini!
Tentukan keeeaatan aliran air aada aenamaang ?
4.Debit air yang melalui sebuah lubang terletak 8 m di bawah aermukaan
air aada sebuah bak yang luasnya 50 em3/s. Hitunglah debit air melalui
lubang tersebut, jika diatas aermukaan air diberi tambahan tekanan
2×104 N/m2!

6.Debit air yang melalui sebuah lubang terletak 8 m di bawah aermukaan
air aada sebuah bak yang luasnya 50 em3/s. Hitunglah debit air melalui
lubang tersebut, jika di atas aermukaan air diberi tambahan tekanan
2×104 N/m2!

Para pelajar mungkin akan berlomba mencari daftar harga iPad setelah tahu bahwa ternyata
iPad bermanfaat untuk menunjang pendidikan. Tak bisa dipungkiri, manfaat tersebut telah
menjadikan iPad sebagai gadget yang semakin diperhitungkan dalam mendukung dunia
pendidikan. Era Digital Natives telah membuat Apple berinovasi agar iPad bisa digunakan
pada berbagai sektor kehidupan, termasuk sektor pendidikan. Sejumlah aplikasi pendidikan
yang disediakan oleh iPad yang ditargetkan bagi para pelajar pun semakin banyak. Aplikasiaplikasi iPad yang mendukung kreasi peajar di antaranya Zoodle Comic, iBooks, eBook
Creator, WordPress and Weebly, Mind Meister, Phoster, dan iBrainstroom. Salah satu contoh
aplikasi di atas yang mampu mengembangkan kreasi anak adalah Zoodle Comic. Aplikasi
tersebut memancing kreasi penggunanya untuk membuat komik melalui iPad. Di lain pihak,
lembaga pendidikan pasti tak menutup mata atas berkembangnya teknologi, terutama
berkembangnya dunia gadget. Pastinya ereka akan mencari tahu tentang perusahaan pembuat
iPad, latar belakang pembuatannya, isi seluruh aplikasinya, dan daftar harga iPad sebelum
memutuskan penggunaannya di sekoolah. Lembaga pendidikan tentu saja akan mencari
manfaat dari berkembangnya teknologi untuk proses pembelajaran yang lebih baik bagi
siswanya. Salah satu lembaga pendidikan yang percaya bahwa iPad yang canggih mampu
membantu mengembangkan pendidikan adalah sekolah Burlington High School. Burlington
High School yang terletak di dekat Boston, Massachusetts, Amerika Serikat, percaya bahwa
iPad yang pertama kali dirilis 2010 lalu tersebut akan sangat berguna bagi Burlington. Belum
ada kabar mengenai sekolah di Indonesia yang menggunakan iPad sebagai salah satu media
belajarnya. Namun, untuk memberikan informasi lebih pada Anda, di akhir bagian artikel ini
akan dipaparkan daftar harga iPad terbaru per Desember 2014.
Membahs kembali tentang penggunaan iPad di Amerika, Kepala Sekolah Burlington High
menganggap bahwa iPad merupakan investasi besar bagi dunia pendidikan saat ini. Ia
menambahkan juga bahwa, dalam jangka panjang, buku tradisional akan tersaingi oleh iPad.
Hal itu disebabkan buku tradisional yang kurang update dibandingkan eBook pada iPad.
Namun, sang kepala sekolah juga mengatakan bahwa buku masih menjadi referensi bagi
sekolah mereka karena tak semua sumber elektronik memuat informasi yang lengkap—buku
masih menjadi kebutuhan primer. Kini, perusahaan raksasa Apple Inc. sendiri mengatakan
bahwa sudah ada lebih dari 600 distrik yang punya program “iPad Program” di Chicago dan
New York, Amerika Serikat. Tentu saja sekolah-sekolah akan mengecek daftar harga iPad
terlebih dahulu agar bisa menyesuaikan dengan anggaran pembelanjaan mereka. 600 distrik
tersebut telah memborong banyak sekali iPad untuk mendukung pembelajaran dalam
melangsungkan proses pendidikan. Sejak iPad diperkenalkan ke publik oleh Steve Jobs 2010
lalu, iPad menjadi sangat populer di Amerika. Paduan handphone dan laptop yang kemudian
menjadi “iPad” telah menjadi gadget baru yang lebih multifungsi. Para pelajar pun antusias
dalam mengolah berbagai keperluan mereka melalui iPad.
Para pelajar di Amerika mengaku antusias dalam menggunakan iPad dalam proses
pembelajaran. Melalui iPad, pelajar-pelajar tersebut menerima program interaktif dan
pembawaan materi pelajaran dalam bentuk visual yang menarik. Para siswa jaman sekarang

tentu peka terhadap kemajuan teknologi dan mereka semakin terangsang untuk mencoba halhal baru melalui iPad. Sejumlah pelajar tersebut juga mengatakan bahwa mereka tak perlu
susah payah menggunakan iPad baru karena mereka sudah terbiasa menggunakan gadget,
apalagi operasi penggunaan iPad juga tak sulit. Di lain pihak, para pelajar masih bersikap
kritis terhadap penggunaan teknologi dalam dunia pendidikan. Bagi mereka, kunci utama
suksesnya pembelajaran terletak pada kurikulum yang teruji dan guru yang berpengalaman,
teknologi hanya sebagai pendukung saja. Bagi Anda yang ingin membeli iPad untuk
mendukung proses belajar, berikut ini adalah daftar harga iPad terbaru.

Belajar dengan Ponsel di Sekolah
(dimuat di Opini Surya, 15 Desember 2009)
Perkembangan Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK) harusnya membuat pembelajaran
menjadi semakin menarik dan bermutu. Kemajuan TIK memberikan berbagai fasilitas
melalui produk-produk teknologi yang bermanfaat dalam kegiatan pembelajaran. Produkproduk yang dapat digunakan dalam pembelajaran antara lain televisi, radio, telepon, telepon
seluler (ponsel), komputer, hingga koneksi internet. Produk-produk ini harus dapat
bermanfaat secara positif dalam kegiatan pembelajaran di sekolah.
Ironisnya, tingginya melek teknologi (literacy with ICT) di kalangan siswa tidak diimbangi
oleh kemampuan guru. Hanya sebagian kecil, bahkan sebagian kecil sekali, guru yang melek
teknologi di atas kemampuan siswa. Memang pesatnya kemajuan teknologi sesuai dengan
zamannya. Namun hal ini seharusnya bukan menjadi kendala bagi guru untuk
mengembangkan diri dan memanfaatkan teknologi dalam kegiatan pembelajaran menjadi
pengajar yang handal dan paham teknologi.
Tinggi daya melek teknologi siswa dibanding guru menyebabkan banyak penyimpangan
dalam penggunaan TIK. Banyak video porno yang direkam dan dilakukan oleh kalangan
terpelajar melalui fasilitas ponsel. Layanan internet banyak disalahgunakan oleh siswa.
Kasus-kasus ini merupakan penyimpangan penggunaan teknologi karena rendahnya
keterampilan teknologi yang dimiliki guru. Akhirnya, dengan kebijakan yang tidak bijak,
beberapa sekolah melarang siswanya membawa ponsel ke sekolah.
Apa yang bisa dilakukan oleh ponsel dalam kegiatan pembelajaran?
Sebelum membedah daya guna ponsel dalam kegiatan pembelajaran, penting dipahami fiturfitur yang tersedia di dalamnya. Fitur-fitur dalam ponsel di antaranya berupa telepon, pesan
pendek (Short Message Service/SMS), alarm, timer hitung mundur, stopwatch, kalkulator,
pemutar musik, kamera, rekaman video, rekaman suara, infrared/bluetooth, tv, hingga
internet melalui berbagai koneksi). Pertanyaannya, seberapa kreatifkah guru dalam
memanfaatkan fitur-fitur ini atau malah menganggapnya fitur-fitur ini tidak berguna dalam
kegiatan pembelajaran?
Fitur-fitur ponsel dapat dimasukkan dalam langkah-langkah pembelajaran sebagai wujud
nyata strategi pembelajaran. Tentu saja, pemanfaatan fitur-fitur ponsel harus disesuaikan
dengan kompetensi dasar apa yang hendak diajarkan. Guru harus mampu memilih fitur-fitur
ponsel yang dapat digunakan pada kompetensi dasar tertentu, bukan dipaksa-paksakan,
dicocok-cocokkan.
Dalam kegiatan pembelajaran, layanan telepon dapat dimanfaatkan guru dalam menunjuk
kelompok. Kelompok ini dapat dibentuk sebelumnya berdasarkan kemampuan tiap individu,
bukan secara acak. Kelompok ini dapat diberikan tugas oleh guru seperti untuk penunjukkan
presentasi. Penujukkan kelompok dapat dilakukan secara acak melalui fitur panggilan cepat

di dalam ponsel. Guru harus menyimpan nomor ponsel perwakilan beberapa kelompok. Jika
tiba giliran kelompok untuk presentasi, guru cukup menekan tombol 2 hingga 9. Tunggu
beberapa saat dan simak telepon siapa yang berdering. Kelompok inilah yang memperoleh
giliran untuk presentasi.
Layanan pesan pendek/SMS dapat digunakan guru dalam membagi tema. Langkah ini
bertujuan agar tema tiap kelompok tidak diketahui oleh kelompok lain. Caranya, guru
membagi siswa dalam beberapa kelompok. Guru mengirimkan SMS ke perwakilan kelompok
berdasarkan beberapa tema sudah dipersiapkan sebelumnya.
Untuk membatasi waktu, guru dapat memanfaatkan alarm ponsel. Dalam kegiatan presentasi,
diskusi, hingga ulangan harian dapat digunakan fitur alarm. Jatah waktu yang diberikan dapat
diukur dengan objektif melalui alarm. Jatah waktu tiap kelompok/tiap siswa sama, bukan
berdasarkan insting, melainkan berdasarkan alarm. Layanan yang mirip dengan alarm dalam
ponsel adalah timer hitung mundur dan stopwatch. Layanan fitur stopwatch dapat digunakan
dalam pembelajaran olah raga.
Kalkulator dapat dimanfaatkan guru dengan bijak. Ada saatnya guru memanfaatkan fitur ini
dan ada saatnya tidak. Hal ini sangat bergantung pada kompetensi dasar bidang studi yang
diberikan. Jika guru sedang membawakan kompetensi non-matematika dan ingin hasil cepat,
tidak ada salahnya guru memanfaatkan layanan ini. Namun jika guru sedang melatih
kompetensi hitung, guru harus memperhitungkan kembali pemakaian layanan hitung ini.
Sekali lagi, guru harus bijak memanfaatkan layanan ini.
Dalam pembelajaran bahasa, layanan rekaman suara dapat digunakan guru dalam
memberikan penguatan. Misalnya pembelajaran membaca puisi, membaca berita, membaca
pengumuman, dll. Guru dapat menggunakan layanan rekaman suara dan diputar kembali
untuk diberikan penguatan. Jika layanan suara belum cukup, guru dapat menggunakan
layanan rekaman video. Melalui rekaman video guru dan siswa dapat menyimak sajian audiovisual. Guru dapat memberikan penguatan sikap dan ekspresi dalam pembelajaran berpidato,
membaca puisi, hingga drama.
Layanan rekaman video juga dapat digunakan guru Bahasa Indonesia dalam menulis
paragraf. Guru dapat juga memberikan tugas pada perwakilan kelompok, jika tidak semua
siswa memiliki ponsel berfitur kamera, untuk memotret objek atau merekam keramaian
stasiun kereta api. Lalu, guru memberikan tugas menulis paragraf. Begitu juga guru bidang
studi lain, guru ekonomi dapat merekam keramaian pasar, guru olahraga memberikan
masukan lay-up dalam olah raga basket yang benar, dll.
Sebagai koneksi transfer data, guru dan siswa dapat memanfaatkan fitur infrared dan
bluetooth. Objek yang sudah terpotret dapat dibagi kepada siswa lain atau diserahkan pada
guru. Guru atau siswa dapat metransfer langsung ke laptop untuk ditayangkan melalui LCD
Proyektor. Objek ini dapat disesuaikan dengan bidang studi yang diajarkan guru.
ponsel tertentu sudah menyediakan fasitas televisi. Guru bidang studi tertentu dapat
memanfaatkan televisi sebagai bahan ajar. Misalkan berita, iklan, sinetron, dll. Pemilihan
bahan ajar ini harus dilakukan guru secara selektif dan benar-benar membawa manfaat dalam
pencapaian tujuan belajar.

Melalui koneksi data, ponsel kini menyediakan layanan internet. Melalui internet, guru dapat
mencari bahan ajar dan jutaan referensi dalam internet. Tentu jika menginginkan layar yang
lebar, ponsel dapat dikoneksikan ke laptop dan ditayangkan melalui LCD Proyektor. Jika
belum puas melalui koneksi ponsel, guru dapat memanfaatkan jaringan internet via kabel dan
nirkabel, misal wifi.
Praktik lebih lanjut pemanfaatkan ponsel dapat dikreasikan guru. Tentu tidak semua guru
dapat memanfaatkan layanan ponsel yangdapat dipadukan dengan produk TIK lainnya. Hal
ini sangat bergantung pada ketersediaan infrastruktur TIK di sekolah dan daya melek guru
terhadap TIK. Yang jelas, berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa penggunaan produk
TIK membawa dampak positif dalam kegiatan pembelajaran menuju pencapaian hasil belajar
yang lebih baik.

Rumus Minimal
Debit
Q = V/t
Q = Av
Keterangan :
Q = debit (m3/s)
V = volume (m3)
t = waktu (s)
A = luas penampang (m2)
v = kecepatan aliran (m/s)
1 liter = 1 dm3 = 10−3 m3
Persamaan Kontinuitas
Q1 = Q2
A1v1 = A2v2
Persamaan Bernoulli
P + 1/2 ρv2 + ρgh = Konstant
P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2
Keterangan :
P = tekanan (Pascal = Pa = N/m2)
ρ = massa jenis fluida; cairan ataupun gas (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Tangki Bocor Mendatar
v = √(2gh)
X = 2√(hH)
t = √(2H/g)
Keterangan :
v = kecepatan keluar cairan dari lubang
X = jarak mendatar jatuhnya cairan
h = jarak permukaan cairan ke lubang bocor
H = jarak tempat jatuh cairan (tanah) ke lubang bocor
t = waktu yang diperlukan cairan menyentuh tanah
Soal No. 1
Ahmad mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran seperti
gambar berikut!

Jika luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di kran
adalah 10 m/s tentukan:
a) Debit air
b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
Pembahasan
Data :
A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2
v2 = 10 m/s
a) Debit air
Q = A2v2 = (2 x 10−4)(10)
Q = 2 x 10−3 m3/s
b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
Data :
V = 20 liter = 20 x 10−3 m3
Q = 2 x 10−3 m3/s
t=V/Q
t = ( 20 x 10−3 m3)/(2 x 10−3 m3/s )
t = 10 sekon
Soal No. 2
Pipa saluran air bawah tanah memiliki bentuk seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 m2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m2 dan
kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, tentukan kecepatan air saat mengalir pada
pipa kecil!
Pembahasan
Persamaan kontinuitas
A1v1 = A2v2
(5)(15) = (2) v2

v2 = 37,5 m/s

Soal No. 3
Tangki air dengan lubang kebocoran diperlihatkan gambar berikut!

Jarak lubang ke tanah adalah 10 m dan jarak lubang ke permukaan air adalah 3,2 m.
Tentukan:
a) Kecepatan keluarnya air
b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air
c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah
Pembahasan
a) Kecepatan keluarnya air
v = √(2gh)
v = √(2 x 10 x 3,2) = 8 m/s
b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air
X = 2√(hH)
X = 2√(3,2 x 10) = 8√2 m
c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah
t = √(2H/g)
t = √(2(10)/(10)) = √2 sekon
Soal No. 4
Untuk mengukur kecepatan aliran air pada sebuah pipa horizontal digunakan alat seperti
diperlihatkan gambar berikut ini!

Jika luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 dan luas penampang pipa kecil adalah 3 cm2
serta perbedaan ketinggian air pada dua pipa vertikal adalah 20 cm tentukan :
a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besar
b) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil

Pembahasan
Rumus kecepatan fluida memasuki pipa venturimetar pada soal di atas
v1 = A2√ [(2gh) : (A12 − A22) ]
a) kecepatan air saat mengalir pada pipa besar
v1 = A2√ [(2gh) : (A12 − A22) ]
v1 = (3) √ [ (2 x 10 x 0,2) : (52 − 32) ]
v1 = 3 √ [ (4) : (16) ]
v1 = 1,5 m/s
Tips :
Satuan A biarkan dalam cm2 , g dan h harus dalam m/s2 dan m. v akan memiliki
satuan m/s.
Bisa juga dengan format rumus berikut:

dimana
a = luas penampang pipa kecil
A = luas penampang pipa besar
b) kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil
A1v1 = A2v2
(3 / 2)(5) = (v2)(3)
v2 = 2,5 m/s
b)
c)
Soal No. 5
Seperti soal sebelumnya, silakan dicoba, jawabannya 4 m/s.
Soal No. 6
Pipa untuk menyalurkan air menempel pada sebuah dinding rumah seperti terlihat
pada gambar berikut! Perbandingan luas penampang pipa besar dan pipa kecil adalah
4 : 1.

Posisi pipa besar adalah 5 m diatas tanah dan pipa kecil 1 m diatas tanah. Kecepatan
aliran air pada pipa besar adalah 36 km/jam dengan tekanan 9,1 x 105 Pa. Tentukan :
a) Kecepatan air pada pipa kecil
b) Selisih tekanan pada kedua pipa
c) Tekanan pada pipa kecil
(ρair = 1000 kg/m3)
Pembahasan
Data :
h1 = 5 m
h2 = 1 m
v1 = 36 km/jam = 10 m/s
P1 = 9,1 x 105 Pa
A1 : A2 = 4 : 1
a) Kecepatan air pada pipa kecil
Persamaan Kontinuitas :
A1v1 = A2v2
(4)(10) = (1) (v2)
v2 = 40 m/s
b) Selisih tekanan pada kedua pipa
Dari Persamaan Bernoulli :
P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2
P1 − P2 = 1/2 ρ(v22 − v12) + ρg(h2 − h1)
P1 − P2 = 1/2(1000)(402 − 102) + (1000)(10)(1 − 5)
P1 − P2 = (500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000
P1 − P2 = 710000 Pa = 7,1 x 105 Pa
c) Tekanan pada pipa kecil
P1 − P2 = 7,1 x 105
9,1 x 105 − P2 = 7,1 x 105
P2 = 2,0 x 105 Pa
Soal No. 7
Sebuah pipa dengan diameter 12 cm ujungnya menyempit dengan diameter 8 cm. Jika
kecepatan aliran di bagian pipa berdiameter besar adalah 10 cm/s, maka kecepatan
aliran di ujung yang kecil adalah....
A. 22,5 cm/s
B. 4,4 cm/s
C. 2,25 cm/s
D. 0,44 cm/s
E. 0,225 cm/s
(Soal UAN Fisika 2004)
Pembahasan
Rumus menentukan kecepatan diketahui diameter pipa
Dari persamaan kontinuitas

Pipanya memiliki diameter, jadi asumsinya luas penampangnya berupa lingkaran.

Luasnya diganti luas lingkaran menjadi

Baris yang terkahir bisa ditulis jadi

Jika diketahui jari-jari pipa (r), dengan jalan yang sama D tinggal diganti dengan r menjadi:

Kembali ke soal, masukkan datanya:
Data soal:
D1 = 12 cm
D2 = 8 cm
v1 = 10 cm/s
v2 = ........

Soal No. 8
Perhatikan gambar!

Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida
pada pipa kecil adalah....
A. 1 m.s−1
B. 4 m.s−1
C. 8 m.s−1
D. 16 m.s−1
E. 20 m.s−1
(UN Fisika SMA 2012 A86)
Pembahasan
Persamaan kontinuitas
Data soal:
V1 = 4
D1 = 2
D2 = 1
V2 =...?

Soal No. 9
Sebuah pesawat dilengkapi dengan dua buah sayap masing-masing seluas 40 m2. Jika
kelajuan aliran udara di atas sayap adalah 250 m/s dan kelajuan udara di bawah sayap adalah
200 m/s tentukan gaya angkat pada pesawat tersebut, anggap kerapatan udara adalah 1,2 kg/
m3!
Pembahasan
Gaya angkat pada sayap pesawat:

dimana:
A = luas total penampang sayap
ρ = massa jenis udara
νa = kelajuan aliran udara di atas sayap
νb = kelajuan aliran udara di bawah sayap
F = gaya angkat pada kedua sayap
Data soal:
Luas total kedua sayap
A = 2 x 40 = 80 m2
Kecepatan udara di atas dan di bawah sayap:
νa = 250 m/s
νb = 200 m/s

Massa jenis udara
ρ = 1,2 kg/m3
F =.....

Soal No. 10
Gaya angkat yang terjadi pada sebuah pesawat diketahui sebesar 1100 kN.

Pesawat tersebut memiliki luas penampang sayap sebesar 80 m2. Jika kecepatan aliran udara
di bawah sayap adalah 250 m/s dan massa jenis udara luar adalah 1,0 kg/m3 tentukan
kecepatan aliran udara di bagian atas sayap pesawat!
Pembahasan
Data soal:
A = 80 m2
νb = 250 m/s
ρ = 1,0 kg/m3
F = 1100 kN = 1100 000 N
νa =......

Kecepatan aliran udara di atas sayap pesawat adalah 300 m/s

Soal No. 11
Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya ke atas maksimal, seperti gambar.

Jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara, maka sesuai azas Bernoulli
rancangan tersebut dibuat agar....(UN Fisika 2012)
A. vA > vB sehingga PA > PB
B. vA > vB sehingga PA < PB
C. vA < vB sehingga PA < PB
D. vA < vB sehingga PA > PB
E. vA > vB sehingga PA = PB
Pembahasan
Desain sayap pesawat supaya gaya ke atas maksimal:
Tekanan Bawah > Tekanan Atas, PB > PA sama juga PA vB
Jawab: B. vA > vB sehingga PA < PB
Catatan:
(Tekanan Besar pasangannya kecepatan Kecil, atau tekanan kecil pasangannya kecepatan
besar)
Soal No. 12
Sebuah bak penampung air diperlihatkan pada gambar berikut. Pada sisi kanan bak dibuat
saluran air pada ketinggian 10 m dari atas tanah dengan sudut kemiringan α°.

Jika kecepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan:
a) kecepatan keluarnya air
b) waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanah
c) nilai cos α
d) perkiraan jarak jatuh air pertama kali (d) saat saluran dibuka
(Gunakan sin α = 5/8 dan √39 = 6,24)

Pembahasan
a) kecepatan keluarnya air
Kecepatan keluarnya air dari saluran:

b) waktu yang diperlukan untuk sampai ke tanah
Meminjam rumus ketinggian dari gerak parabola, dari situ bisa diperoleh waktu yang
diperlukan air saat menyentuh tanah, ketinggian jatuhnya air diukur dari lubang adalah − 10
m.

c) nilai cos α
Nilai sinus α telah diketahui, menentukan nilai cosinus α

d) perkiraan jarak jatuh air pertama kali (d) saat saluran dibuka
Jarak mendatar jatuhnya air

Soal No. 13
Untuk mengukur kelajuan aliran minyak yang memiliki massa jenis 800 kg/m3 digunakan
venturimeter yang dihubungkan dengan manometer ditunjukkan gambar berikut.

Luas penampang pipa besar adalah 5 cm2 sedangkan luas penampang pipa yang lebih kecil 3
cm2. Jika beda ketinggian Hg pada manometer adalah 20 cm, tentukan kelajuan minyak saat
memasuki pipa, gunakan g = 10 m/s2 dan massa jenis Hg adalah 13600 kg/m3.
Pembahasan
Rumus untuk venturimeter dengan manometer, di soal cairan pengisi manometer adalah air
raksa / Hg:

dengan
v1 = kecepatan aliran fluida pada pipa besar
A = luas pipa yang besar
a = luas pipa yang kecil
h = beda tinggi Hg atau cairan lain pengisi manometer
ρ' = massa jenis Hg atau cairan lain pengisi manometer
ρ = massa jenis fluida yang hendak diukur kelajuannya
Data:
A = 5 cm2
a = 3 cm2
h = 20 cm = 0,2 m
g = 10 m/s2
diperoleh hasil:

Soal No. 14
Sebuah tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan
pada lengan tabung dan diisi dengan cairan yang memiliki massa jenis 800 kg/m3.

Jika massa jenis udara yang diukur adalah 1 kg/m3 dan perbedaan level cairan pada tabung U
adalah h = 25 cm, tentukan kelajuan aliran udara yang terukur!
Pembahasan
Misalkan kelajuan udara di A adalah vA dan kelajuan udara di B adalah vB.

Udara masuk melalui lubang depan dan saat di B aliran udara tertahan hingga kecepatannya
nol.
Dari hukum Bernoulli:

Dengan kondisi:
Kecepatan di B vB = 0, dan perbedaan tinggi antara A dan B dianggap tidak signifikan,
diambil ha = hb sehingga ρgha - ρghb = 0

dengan ρ adalah massa jenis udara yang diukur, selanjutnya dinamakan ρu.

Dari pipa U, perbedaan tinggi yang terjadi pada cairan di pipa U diakibatkan perbedaan
tekanan.

gabungkan i dan ii

dengan va adalah kelajuan aliran udara yang diukur, selanjutnya dinamakan v,

Data soal:
ρu = 1 kg/m3
ρzc = 800 kg/m3
h = 25 cm = 0,25 m
g = percepatan gravitasi = 10 m/s2
diperoleh:

Soal No. 15
Pipa pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan pada lengan
tabung dan diisi dengan cairan yang memiliki massa jenis 750 kg/m3.

Jika kelajuan udara yang diukur adalah 80 m/s massa jenis udara 0,5 kg/m3 tentukan
perbedaan tinggi cairan dalam pipa, gunakan g = 10 m/s2!
Pembahasan
Dengan rumus yang sama dengan nomor sebelumnya:

Dicari perbedaan tinggi cairan atau h

Soal untuk latihan silakan di cari di bagian Try Out ya,...PEMBAHASAN SOAL FLUIDA
DINAMIS

PEMBAHASAN SOAL FLUIDA DINAMIS
Contoh Soal
1.

Sebuah aiaa luas aenamaangnya 4 em 2 dan 6 em2 dialiri air. Pada aenamaang
yang keeil laju aliran adalah 12 m/s. Beraaa laju aliran aada aenamaang yang
besar?
Penyelesaian:
Diketahui:
A1 = 4 em2 = 4 x 10-4 m2
A2 = 6 em2 = 6 x 10-4 m2
v1 = 12 m/s
Ditanya: v2 ?
Jawab:

Nama : Travenia Fiolika

2.

Kelajuan fluida ideal di dalam aiaa berdiameter 10 em adalah 7,5 m/s. Fluida
kemudian memasuki aiaa berdiameter 4 em. Beraaa laju fluida di dalam aiaa
tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
D1 = 10 em = 0,1 m
D2 = 4 em = 0,04 m
v1 = 7,5 m/s
Ditanya: v2 ?
Jawab:

3.

Di dalam aiaa yang berdiameter 6 em fluida ideal mengalir dengan kelajuan 4
m/s menuju ke suatu aiaa berdiameter 8 em. Beraaa kelajuan fluida aada aiaa
tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
D1 = 6 em = 0,06 m
D2 = 8 em = 0,08 m
v1 = 4 m/s
Ditanya: v2 ?
Jawab:

4.

Sebuah aiaa yang luas aenamaangnya sebesar A 1 = 8 em2 dan A2 = 10 em2
dialiri air dengan debit 2 liter/sekon. Beraaa kelajuan aliran air di A 1 dan A2 ?
Penyelesaian:
Diketahui:
A1 = 8 em2 = 8 x 10-4 m2
A2 = 10 em2 = 10 x 10-4 m2
Q = 2 liter/sekon = 2 dm3/s = 2 x 10-3 m3/s
Ditanya: v1 dan v2 ?
Jawab:

5.

Sebuah generator listrik mikrohidro akan diletakkan di bawah tebing yang
memaunyai ketinggian 20 m. Agar turbin bergerak maksimal, air dari tebing

dialirkan melalui sebuah aiaa berdiameter 50 em. Debit air yang melalui aiaa
rata-rata sebesar 20 m3/s. Jika efsiensi generator terhadaa daya air sebesar 60
%, hitung daya listrik yang dihasilkan!
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 20 m
D = 50 em = 0,5 m
Q = 20 m3/s
η = 60 %
Ditanya: P ?
Jawab:

1.

Suatu fluida mengalir melalui sebuah aiaa berjari-jari 6 em dengan keeeaatan 4
m/s. Beraaakah debit fluida tersebut dinyatakan dalam m3/s dan m3/jam?
Penyelesaian:
Diketahui:
r = 6 em = 6 x 10-2 m
v = 4 m/s
Ditanya: Q dalam m3/s dan m3/jam?
Jawab:
Q=vA
A = πr2 = π(6 x 10-2 m)2
= 0,0113 m2
Sehingga,
Q=vA
= 4 m/s . 0,0113 m2
= 0,045 m3/s
Sedangkan dalam satuan m3/jam:
Q=(0,045m^3)/1s=(0,045m^3)/(1×1/3600 jam)=162 m^3/jam

Pertemuan 1
Contoh Soal (Sumber: Fisika SMA, Penerbit Intan Pariwara)

1.

Air mengalir melalui sebuah aiaa. Diameter aiaa bagian kiri A 1 = 10 em dan
bagian A2 = 6 em, serta kelajuan aliran air aada aiaa bagian kiri v 1 = 5 m/s.

a.

Beraaakah kelajuan aliran air yang mengalir melalui A2 ?

b.

Beraaakah kelajuan aliran air aaabila diameter A2 = 4 em ?
Penyelesaian:
Diketahui:
A1 = 10 em = 0,1 m
A2 = 6 em = 0,06 m
v1 = 5 m/s
Ditanya:

a.

v2 ?

b.

v2 jika A2 = 4 em ?
Jawab:

a.

A1 v1 = A2 v2

b.

A 1 v 1 = A2 v 2

2.

Suatu zat eair mengalir melalui aiaa yang memaunyai tiga aenamaang
berbeda. Luas aenamaang A, B, dan C berturut-turut sebesar 100 em 2, 50 em2,
dan 200 em2. Aaabila di aenamaang A, kelajuan air sebesar 5 m/s, hitunglah:

a.

Kelajuan air yang melalui aenamaang B dan C ?

b.

Volume air yang mengalir melalui bagian B dan C ?
Penyelesaian:
Diketahui:
AA = 100 em2 = 10-2 m2
AB = 50 em2 = 5 x 10-3 m2
AC = 200 em2 = 2 x 10-2 m2
vA = 5 m/s
Ditanya:

a.

vB dan vC ?

b.

VB dan Ve ?
Jawab:

a.

AA vA = AB vB

b.

Besarnya debit di A sama besar debit di B dan C.
QA = Q B = Q C = Q

Sehingga,

V = Q t = 5 x 10-2 m3/s . 60 s = 3,6 m3

[ Fluida Statis Dan Dinamis ] Hal 2

BAB II PEMBAHASAN
A.

Fluida Statis
Sifat fsis fluida daaat ditentukan dan diaahami lebih jelas saat fluida
berada dalam keadaan diam (statis). Sifat-sifat fsis fluida statis yang akan
dibahas aada subbab ini di antaranya, massa jenis, tekanan, tegangan
aermukaan, kaailaritas, dan viskositas. Bahasan mengenai massa jenis
dan tekanan telah Anda aelajari di SMP sehingga uraian materi yang
disajikan dalam subbab ini hanya bertujuan mengingatkan Anda tentang
materi tersebut. Fluida statis erat kaitannya dengan hidraustatika dan
tekanan. Hidraustatika meruaakan ilmu yang memaelajari tentang gaya
mauaun tekanan di dalam zat eair yang diam. Sedangkan tekanan
didefnisikan sebagai gaya normal aer satuan luas aermukaan. Cerita
Fisika :
Ikan Tulang Keras

Guiyu oneiros
, Bony fsh. [2]

Ikan tulang (bony fshes) memiliki kantung udara di dalam tubuhnya yang
berfungsi sebagai aelamaung renang. Agar daaat tetaa melayang di
dalam air, tekanan udara dalam kantung diatur menurut kedalaman air.
Dengan menekan udara dalam kantung tersebut, tulang ikan daaat turun
lebih dalam lagi. (Sumber: Jendela Iatek, 1997)

[ Fluida Statis Dan Dinamis ] Hal 3

1.

Massa Jenis
Pernahkah Anda membandingkan berat antara kayu dan besi? Benarkah
aernyataan bahwa besi lebih berat dariaada kayu? Pernyataan tersebut
tentunya kurang teaat, karena segelondong kayu yang besar jauh lebih
berat dariaada sebuah bola besi. Pernyataan yang teaat untuk
aerbandingan antara kayu dan besi tersebut, yaitu besi lebih aadat
dariaada kayu. Dalam Fisika, ukuran keaadatan (densitas) benda
homogen disebut massa jenis, yaitu massa aer satuan volume. Seeara
matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut.
ρ=
m / V (1-1) dengan: m = massa (kg atau g), V = volume (
m
3
atau e
m
3
), dan
ρ = massa jenis (kg/
m
3
atau g/e
m
3
) Jenis beberaaa bahan dan massa jenisnya daaat dilihat aada Tabel 1.
berikut.
Tabel 1. Massa Jenis atau Keraaatan Massa (Density)
Bahan Massa Jenis (g/em
3
) Nama Bahan Massa Jenis (g/em
3
) Air 1,00 Gliserin 1,26 Aluminium 2,7 Kuningan 8,6 Baja 7,8 Perak 10,5
Benzena 0,9 Platina 21,4 Besi 7,8 Raksa 13,6 Emas 19,3 Tembaga 8,9 Es
0,92 Timah Hitam 11,3 Etil Alkohol 0,81 Sumber : C

ollege Physies,
1980

[ Fluida Statis Dan Dinamis ] Hal 4

2.

Tekanan Hidrostatis
Masih ingatkah Anda defnisi tekanan? Tekanan adalah gaya yang bekerja
tegak lurus aada suatu aermukaan bidang dan dibagi luas aermukaan
bidang tersebut. Seeara matematis, aersamaan tekanan dituliskan
sebagai berikut :
a
= F / A (1-2) dengan: F = gaya (N), A = luas aermukaan (
m
2
), dan
a
= tekanan (N/
m
2
= Paseal). Persamaan (1
–
2) menyatakan bahwa tekanan a berbanding terbalik dengan luas
aermukaan bidang temaat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya yang
sama, luas bidang yang keeil akan mendaaatkan tekanan yang lebih
besar dariaada luas bidang yang besar. Daaatkah Anda memberikan
beberaaa eontoh aeneraaan konsea tekanan dalam kehiduaan seharihari? Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan
hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh
gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut. Perhatikanlah Gambar
1.
Gambar 1. Dasar bejana yang terisi dengan fluida setinggi h akan
mengalami tekanan hidrostatis sebesar a.
Jika besarnya tekanan hidrostatis aada dasar tabung adalah a, menurut
konsea tekanan, besarnya a daaat dihitung dari aerbandingan antara
gaya berat fluida (F) dan luas aermukaan bejana (A).
a
= F / A = gaya berat fluida / luas aermukaan bejana

Rumus Tenses
Kamis, 06 Maret 2014
fluida statis dan dinamis beserta contoh soal

Fluida
Fluida adalah zat yang daaat mengalir dan berubah bentuk (daaat
dimamaatkan) jika diberi tekanan. Zat yang termasuk kedalam fluida
adalah zat eair dan gas, dimana aerbedaan keduanya terletak aada
komaresibilitasnya atau ketermamaatannya. Ditinjau dari keadaan
fsisnya, fluida terdiri atas fluida statis atau hidrostatika, yaitu ilmu yang
memaelajari tentang fluida atau zat alir yang diam (tidak bergerak); dan
fluida dinamis atau hidrodinamika, yaitu ilmu yang memaelajari tentang
zat alir atau fluida yang bergerak.
Fluida meruaakan salah satu asaek yang aenting dalam kehiduaan
kita sehari-hari. Setiaa hari kita menghiruanya, meminumnya dan bahkan
teraaung atau teggelam di dalamnya. Setiaa hari aesawat udara terbang
melaluinya, kaaal laut mengaaung di atasnya; demikian juga kaaal selam
daaat mengaaung atau melayang di dalamnya. Air yang kita minum dan
udara yang kita hirua juga bersirkulasi di dalam tubuh kita setiaa saat,
hingga kadang tidak kita sadari. Jika ingin menikmati bagaimana indahnya
konsea mekanika fulida bekerja, aergilah ke aantai.
Tekanan Pada Zat Padat
Tekanan adalah gaya yang diberlakukan terhadaa satuan luas
tertentu. Tekanan berbanding lurus dengan gaya yang diberikannya dan
berbanding terbalik dengan luas daerahnya. Semakin besar gaya maka
semakin besar tekanan, kebalikan dengan luas, semain luas daerah yang
ditekan maka semakin keeil tekanannya. Sesuai dengan aersamaan
berikut:
Rumus Tekanan aada Zat Padat
Ket:

P = Tekanan (N/m2) atau Paseal (Pa)
F = Gaya (N)
A = Luas Permukaan (m2)
Aaakah buktinya bahwa dengan luas aermukaan yang besar
tekanan keeil? Coba tebak aaa yang terjadi saat seorang aeremauan
menginjak tanah lumaur dengan memakai seaatu hak tinggi dengan
seaatu tidak memiliki hak? jawabannya aastilah dengan memakai seaatu
berhak tinggi akan membuat tanah lumaur tertekan lebih dalam
dibandingkan dengan yang tidak berhak.
Atau eontoh lain, manakah yang lebih sakit saat ditusuk jarum suntik
ketika diobati dokter dengan ditusuk tangan telunjuk? jelas suntikan lebih
sakit karena luas aermukaannya sangat keeil.
Tekanan Pada Ban, gambar:
ek-12.org
Semua fluida memberikan tekanan seaerti udara di dalam ban.
Partikel-aartikel dari fluida terus bergerak ke segala arah seeara aeak,
aergerakan tersebut menabrak aartikel satu sama lain. Tabrakan ini
menyebabnkan tekanan, dan tekanan yang diberikan merata ke segala
arah.
Ketika aartikel dikumaulkan di dalam satu bagian dari ruang
tertutua, seaerti aartikel udara yang memasuki ban, aartikel-aartikel
tersebut dengan eeaat menyebar untuk mengisi semua ruang yang
tersedia. Itu karena aartikel udara selalu bergerak dari daerah tekanan
tinggi ke daerah tekanan rendah. Hal ini menjelaskan mengaaa udara
yang masuk ban melalui lubang keeil dengan eeaat mengisi ban
keseluruhan.
Contoh soal Tekanan Pada Zat Padat:
1.

jika seorang aenari break-daneer seaerti gambar diatas memiliki berat
badan 500N menekan lantai dengan luas aermukaan yang tersebar
merata sebesar 0.75 m2 beraaakah tekanan yang diberikan?
Jawaban:
= 670 Pa, or 0.67 kPa
Jenis-Jenis Fluida
Fluida digolongkan menjadi dua jenis yaitu: Fluida Statis dan Fluida
Dinamis. Aaa aerbedaannya? Fluida statis adalah fluida dalam keadaan
diam sedangkan fluida dinamis adalah fluida dalama keadaan bergerak.

1)

Fluida Statis:
Berikut adalah beberaaa hal yang diaelajari dalam fluida statis:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
2)

Tekanan Hidrostatis
Tekanan Mutlak
Asas Bejana Berhubungan
Hukum Pascal
Hukum Archimides
Tegangan Permukaan
Kapilaritas

Fluida Dinamis:
Berikut adalah materi yang diaelajari dalam fluida dinamis:
1. Debit Air
2. Persamaan Kontinuitas
3. Azas Bernoulli yang terdiri dari: Toricelli, Venturimeter,
Manometer, dan Tabung Pitot serta Gaya Angkat Pesawat.
4. Viskositas

Fluida statis
 Tekanan Hidrostatik
Tekanan Hidrostatik adalah tekanan aada zat eair yang diam sesuai dengan
namanya (hidro: air dan statik: diam). Atau lebih lengkaanya Tekanan Hidrostatik
didefnisikan sebagai tekanan yang diberikan oleh eairan aada kesetimbangan
karena aengaruh gaya gravitasi. Hal ini berarti setiaa benda yang berada aada
zat eair yang diam, tekanannya tergantung dari besarnya gravitasi. Adakah hal
lain yang memaengaruhi besarnya tekanan hidrostatik? Ya ada yaitu:
kedalaman/ketinggian dan massa jenis zat eair.
Coba aerhatikan gambar dan aenjelasannya dibawah ini:

Dari Penjelasan aenurunan rumus tekanan hidrostatik di atas diaeroleh
kesimaulan beberaaa hal:
1.
2.

Volume tidak memaengaruhi besarnya tekanan hidrostatik
Besarnya tekanan hidrostatik diaengaruhi oleh kedalaman, gravitasi dan massa
jenis zat eair (fluida)
Sehingga rumus tekanan hidrostatik fluida statis adalah:
Tambahan:
Massa jenis air = 1000 kg/m3 atau 1 gr/em*3
Massa jenis raksa = 13600 kg/m3 atau 13,6 gr/em*3
Maka, karena volume tidak beraengaruh aada besarnya tekanan hidrostatik,
aaaaun bentuk wadahnya jika kedalamannya sama akan menghasilkan tekanan
hidrostatik yang sama aula. Seaerti diaerlihatkan gambar berikut:

gambar:
htta://faeulty.wwu.edu

Contoh Soal :
1.

Seekor ikan berada aada kedalaman 15 meter di bawah aermukaan air.
Jika massa jenis air 1000 kg/m3 , aereeaatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan tekanan
udara luar 105 N/m, tentukan :
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan
b) tekanan total yang dialami ikan
Pembahasan
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan

b) tekanan total yang dialami ikan

 Tekanan Mutlak
Tekanan mutlak meruaakan tekanan total hasil aenjumlahan tekanan hidrostatik
dengan tekanan atmosfer (udara). Seaerti ditunjukkan rumus berikut:
Bukan hanya zat eair saja, namun udaraaun memiliki tekanan yang
disebut tekanan atmosfer (udara), sehingga jika dihitung seeara total antara
tekanan udara yang menekan zat eair dalam wadah tentu akan semakin besar.
Perhatikan gambar berikut: Pair maksud (air = udara).
gambar:
htta://faeulty.wwu.edu
Perlu diketahui bahwa dalam keadaan normal 1 atm (satu atmosfer) = 10 5 Paseal
Contoh Soal:
1.

Pada kedalaman 10.000 m, besar tekanan hidrostatik adalah? (massa jenis air
laut = 1,025 x 103 Kg/m3)...
Jawab :
Dengan menggunakan rumus tekanan hidrostatik di atas maka jawabannya
adalah:

P =0 + 1.025 x 103 (10) (10.000) = 1,025 x 108
atau setara dengan 103 atm
2. Tekanan terukur sebuah kondensor 850 Kaa, hitunglah tekanan absolutnya
Jawab :
P absolute = P terukur + P atmosfr
850 Kaa + 100 Kaa
950 Kaa absolute

 Azas Bejana Berhubungan

Asas bejana berhubungan meruaakan suatu aeristiwa dimana jika terdaaat
bejana bejana berhubungan diisi oleh zat eair yang sama dan dalam keadaan
setimbang maka tinggi aermukaan zat eair aun sama dan bejana terletak aada
sebuah bidang datar. Seaerti halnya sebuah teko yang diisi air, meskiaun mulut
teko yang berbeda bentuk namun aermukaan air tetaa terlihat mendatar tidak
mengikuti bentuk teko itu sendiri. Kalau begitu, aaa yang akan terjadi jika dalam
aiaa kaailer atau bejana berhubungan tersebut diisi zat eair yang berbeda? Yang
akang terjadi aada zat eair tersebut akan memiliki tinggi aermukaan yang
berbeda aula, dimana ketinggiannya tergantung dari massa jenis zat eair
tersebut. Zat eair dengan massa jenis lebih besar akan berada aada aosisi aaling
bawah dibandingkan dengan zat eair yang memiliki massa jenis lebih keeil.
Misalkan kita eamaurkan minyak dan air. Dua zat tersebut tidak akan
saling bereamaur. karena air memiliki massa jenis 1000 kg/m 3 dan lebih besar
dari minyak sebesar 800 kg/m3 maka aosisi minyak berada di atas air.
Perhatikan gambar berikut: Piaa U diisi oleh zat eair yang berbeda
memiliki ketinggian yang beda.
Persamaan untuk kasus ini, berlaku tekanan hidrostaik. Dimana tekanan aada
bejana, tekanan zat eair akan sama aada ketinggian yang sama.

 Asas Bejana Berhubungan Tidak Berlaku Disebabkan:
a.

Pada bejana diisi oleh zat eair dengan massa jenis berbeda

b.

Bejana dalam keadaan tertutua, baik salah satu bejana mauaun keduanya.

e.

Adanya unsur aiaa kaailer aada bejana, yaitu aiaa keeil yang memungkinkan
air menaiki sisi bejana.

 Aalikasi dalam kehiduaan sehari-hari:
a.

air di dalam teko,

b.

alat aengukur kedataran suatu aermukaan (water pass)

e.

aenyaluran air melalui selang aada temaat dengan ketinggian yang sama.

Contoh Soal:
1.
Sebuah bejana berbentuk aiaa U berisi air dan zat eair lainnya dengan ketinggian
yang berbeda, seaerti terlihat aada gambar. Jika massa jenis air 1 gr/em*3,
beraaakah massa jenis zat eair yang lain tersebut?
Jawab:
1. 8 = x .10
x = 8/10 = 0,8 gr/em3
2. Piaa U diisi dengan air raksa dan eairan minyak seaerti terlihat aada gambar!

Jika ketinggian minyak h2 adalah 27,2 em, massa jenis minyak 0,8 gr/em 3 dan
massa jenis Hg adalah 13,6 gr/em3 tentukan ketinggian air raksa (h1)!
Pembahasan
Tekanan titik-titik aada eairan yang berada aada garis vertikal seaerti
ditunjukkan gambar diatas adalah sama.

 Hukum Paseal
Beberaaa aenelitian ilmiah aaling awal aada tekanan dalam eairan
dilakukan oleh matematikawan dan fsikawan Peraneis bernama Blaise Paseal
(1623-1662). Satuan SI dari tekanan, Paseal (Pa), adalah nama untuk dia karena
aenelitian aentingnya. Salah satu kontribusi besar Paseal dikenal sebagai Hukum
Paseal. Hukum ini menyatakan bahwa
Perubahan tekanan pada setiap titik dalam fuida tertutup disebarkan sama pada
seluruh cairan ke segala arah.
Contoh Hukum Paseal Dalam Kehiduaan Sehari-hari
gambar: ek12.org
Pasta gigi adalah eairan yang tertutua dalam tabung dengan lubang keeil
di salah satu ujung. Lihatlah tabung aasta gigi seaerti gambar di samaing ini.
Ketika setiaa bagian dari tabung diaeras menyemarotkan aasta gigi, keluar dari
ujung terbuka. Tekanan diberikan aada tabung dan ditransmisikan seeara
merata ke seluruh aasta gigi. Ketika tekanan meneaaai ujung terbuka, kemudian
memaksa aasta gigi keluar melalui lubang tersebut.Contoh lain betaaa
bergunanya hukum aaseal adalah arinsia kerja rem hidrolik dalam kendaraan
bermotor seaerti mobil. Rem hidrolik dalam mobil menggunakan eairan untuk
mengirimkan tekanan, gaya yang diberikan aada aedal akan diteruskan ke
silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan
menekan bantalan rem yang dihubungkan aada sebuah airingan logam sehingga
timbul gesekan antara bantalan rem dengan airingan logam. Gaya gesek ini
akhirnya akan menghentikan autaran roda.
gambar: ek12.org
Dongkrak Hidrolik: Dongkrak digunakan untuk mengangkat mobil yang akan
dieuei menggunakan hukum aaseal. Seaerti yang terlihat aada gambar dibawah
ini. Saat kita mendorong salah satu aiston dengan gaya f maka fluida
didalamnya tertekan kemudian menyebarkan tekanan dengan merata ke segala
arah, sehingga mamau menekan aiston lain yang ditumaangi mobil yang
kemudian terangkat.
gambar:
faeulty.wwu.edu
Begituaun dengan suntikan, kita memberikan tekanan aada salah satu ujung
suntikan kemudian eairan keluar melalui ujung tajam jarum suntikan tersebut.
Semua eontoh aeneraaan diatas memenuhi aersamaan hukum aaseal sebagai
berikut:

P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
Keterangan:
P = Tekanan (Paseal)
F = Gaya (N)
A = Luas Permukaan (m*2)
* Suntikan memiliki luar aenamaang/aermukaan lingkaran
Contoh Soal:
1.

Alat aengangkat mobil yang memiliki luas aengisaa masing-masing sebesar
0,10 m2 dan 2 × 10–4 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 10 4 N.
Beraaakah besar gaya yang harus diberikan aada aengisaa yang keeil?
Jawab:
F1/A1 = F2/A2
104/0,1 = F1/2 × 10–4
100.000 = F1/2 × 10–4
F1 = 20 N

2.

Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seaerti
gambar berikut!

Jika luas aenamaang aiaa besar adalah 250 kali luas aenamaang aiaa keeil dan
tekanan eairan aengisi aiaa diabaikan, tentukan gaya minimal yang harus
diberikan anak agar batu bisa terangkat!
Pembahasan
Hukum Paseal
Data :
F1 = F
F2 = Wbatu = (1000)(10) = 10000 N
A1 : A2 = 1 : 250
3. Perbandingan diameter aiaa keeil dan aiaa besar dari sebuah alat berdasarkan
hukum Paseal adalah 1 : 25. Jika alat hendak diaergunakan untuk mengangkat
beban seberat 12000 Newton, tentukan besar gaya yang harus diberikan aada
aiaa keeil!
Pembahasan
D1 = 1
D2 = 25
F2 = 12000 N

 Hukum Arehimedes

Hukum Arehimede adalah sebuah hukum tentang arinsia aengaaungan diatas
benda eair yang ditemukan oleh Arehimedes, seorang ilmuwan Yunani yang juga
meruaakan aenemu aomaa sairal untuk menaikan air yang dikenal dengan
istilah Sekrua Arehimede. Hukum Arehimedes berhubungan dengan gaya berat
dan gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air. Berikut ini adalah
bunyi hukum Arehimedes yang sangat terkenal itu.
Bunyi Hukum Arehimedes
“Suatu benda yang dieeluakan sebagian atau seluruhya kedalam zat eair
akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat eair
yang diaindahkan oleh benda tersebut”

Persamaan Hukum Arehimedes :
Fa = Wu–Wa
Fa = gaya aaung atau gaya ke atas (N),
Wu = gaya berat benda di udara (N),
Wa= gaya berat benda di dalam air (N)
Seeara matematis ditulis :
FA = ρ.g.V
Keterangan :
FA = Tekanan Arehimedes = N/M2
ρ = Massa Jenis Zat Cair = Kg/M3
g = Gravitasi = N/Kg
V = Volume Benda Tereelua = M3
KEADAAN BENDA
Tiga keadaan benda di dalam zat eair :
1. Benda teraaung
Benda dikatakan teraaung jika berat jenis benda lebih keeil dariaada berat jenis
zat eair dan Berat