Fluida Statis – Pengertian, Sifat, Jenis, Konsep, hukum

Posted on

Fluida Statis – Apa yang dimaksud dengan Fluida Statis?, pada kesempatan ini kita akan mengulas & memahami tentang pengertian, sifat, rumus, jenis, peta konsep, mind map, hukum dan juga contoh soal, dari Fluida Statis.

Pengertian Fluida Statis

Fluida Statis (Hidrostatika) adalah suatu cabang dari Ilmu Sains membahas karakteristik fluida saat tidak bergerak (diam).

Fluida statis membahas suatu tekanan pada fluida atau yang diberikan oleh fluida (gas atau cair) pada suatu objek yang berada didalamnya.

Sifat – Sifat Fluida Statis

Sifat Fluida Statis dapat ditentukan & dipahami disaat fluida berada dalam keadaan diam (statis). Yang diantaranya adalah : massa jenis, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas.

Jenis – Jenis Fluida Statis

Massa Jenis

Massa Jenis pada suatu benda didefinisikan sebagai massa suatu zat yang merupakan ukuran kepadatan (densitas) & dirumuskan sebagai perbandingan antara massa zat dan volume zat tersebut.
Keterangan : ρ = massa jenis zat (kg/m3) m = massa zat (kg) v = volume zat (m3).

Tekanan Hidrostatis

Tekanan didefinisikan sebagai Gaya Normal (tegak lurus), yang bekerja pada suatu bidang & dibagi dengan luas pada bidang tersebut.

Rumus Tekanan

Keterangan :
P = Tekanan, satuan (pascal/Pa)
F = Gaya, satuan (newton/N)
A = Luas Penampang, satuan (m2)

Hubungan Satuan Tekanan yaitu :

1 N/m2 = 1 Pa

1 bar = 1 x 105 Pa

1 atm = 101.325 Pa

1 atm = 760 mmHg.

Tekanan Hidrostatis disebabkan karena fluida tak bergerak.

Tekanan hidrostatis pada suatu objek didalam fluida diterjadi karena oleh gaya berat fluida berada diatas objek tersebut.

Dan dirumuskan sebagai berikut : ( ph = ρgh )

Keterangan:

ph = tekanan hidrostatis (N/m2)

ρ = massa jenis (kg/m3)

g = kecepatan gravitasi (m/s2)

h = kedalaman titik permukaan fluida (m).

Tekanan Mutlak

Tekanan mutlak adalah tekanan total hasil penjumlahan, pada sebuah tekanan hidrostatik dan tekanan atmosfer (udara).
Dan dirumuskan sebagai berikut :
Rumus Tekanan Mutlak
Bukan zat cair saja, tetapi udara pun memiliki suatu tekanan yang disebut sebagai tekanan atmosfer (udara).
Jika dihitung secara total, tekanan udara yang menekan zat cair dalam sebuah wadah, tentu akan semakin besar tekanan udara tersebut.
Perhatikan skema pada gambar dibawah ini : P air (air = udara).

tekanan mutlak

Perlu diketahui dalam keadaan normal : 1 atm (satu atmosfer) = 10*5 Pascal (*= pangkat).

Contoh dalam Kehidupan

Kapal selam sebagai contoh penerapan tekanan hidrostatik. Manusia tidak mampu menyelam terlalu dalam disebuah lautan.

Maka dibuatlah sebuah kapal selam, terbuat dari bahan yang sangat kokoh & kuat, serta mempunyai bentuk yang hampir bulat.

Hal ini diterapkan agar mampu mengatasi besarnya suatu tekanan hidrostatik yang berada di kapal selam.

Lihatlah pada skema gambar dibawah ini :

contoh tekanan hidrostatis

Peta Konsep Fluida Dinamis & Statis

peta konsep fluida

Hukum – Hukum Fluida Dinamis & Statis

Hukum Pokok Hidrostatis

bejana hidrostatis

Pada gambar diatas memperlihatkan sebuah alat hidrostatis berkaitan diisi dengan fluida & air.

Dan terlihat bahwa tinggi permukaan air pada setiap tabung memiliki tinggi permukaan air yang sama, meskipun bentuk & ukuran setiap tabung berbeda.

Pertanyaannya adalah :

Bagaimana tekanan yang di miliki oleh suatu titik di setiap tabung, memiliki tekanan total yang sama di titik A, B, C & D yang segaris?

Hukum pokok hidrostatika berbunyi:

Semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama.

Jadi, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titik A, B, C, dan D adalah sama.

Persamaan dalam hukum pokok hidrostatika dapat diturunkan seperti pada gambar berikut ini :

perasamaan hukum pokok hidrostatis

Apabila suatu bejana berhubungan dimasukan 2 jenis fluida massa jenisnya berbeda, yaitu r1 & r2.

Bila diukur dari bidang garis terendah antara fluida r1 & fluida r2, yaitu titik B & titik A, fluida 2 memiliki ketinggian bidang garis h2 & fluida 1 memiliki ketinggian h1.

Jadi tekanan total di garis titik A & titik B yaitu sama.

Persamaan hukum pokok hidrostatis, besarnya tekanan di titik A & titik B bergantung pada suatu massa jenis fluida & ketinggian fluida yang berada di sebuah tabung.

Secara Sistematis, persamaan antara fluida r1 & fluida r2 dapat di tulis sebagai berikut :

sistematis hukum pokok hidrostatis

Keterangan : h1 = jarak titik A dengan permukaan fluida 1

h2 = jarak titik B dengan permukaan fluida 2

p1 = massa jenis fluida r1

p2 = massa jenis fluida r2

Hukum Pascal

Hukum Pascal adalah suatu hukum yang menyatakan bahwa tekanan yang mengenai pada zat cair, pada sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke berbagai arah dengan tekanan yang sama besar & sama rata.

Hasil dari percobaan inilah diamati oleh Blaise Pascal, dan kemudian menyimpulkannya dalam hukum Pascal yang berbunyi:

” Sebuah tekanan yang diberikan oleh zat cair pada ruang tertutup dan diteruskan        menghasilkan  sama besar ke segala arah “.

Contoh terapan sederhana prinsip yang menggunakan hukum Pascal adalah Dongkrak Hidrolik.

dongkrak hidrolik

Skema dari prinsip kerja dongkrak hidrolik dapat dilihat dari gambar berikut ini :

hukum hidrostatis

Dongkrak Hidrolik memiliki bejana dengan 2 kaki (kaki 1 & kaki 2), dan masing-masing diberi penghisap.

Pada penghisap 1 mempunyai luas penompang A1 (lebih besar) & penghisap 2 mempunyai luas penompang A2 (lebih kecil), dan setiap bejana diisi dengan sebuah cairan (misalnya oli).

Bila penghisap 2 ditekan dengan gaya F2, kemudian penghisap 2 akan ditekan oleh zat cairan lalu akan naik ke atas dengan gaya pA2, sehingga terjadilah keseimbangan pada penghisap 2 & berfungsi.

Penghisap 2 dongkrak hidrolik

Sesuai dengan hukum pascal, tekanan yang ada pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar keberbagai arah, maka penghisap 1 bekerja dengan gaya ke atas pA1.

Gaya seimbang ini yaitu F1 yang bekerja pada penghisap 1 akan mengarah ke bawah.

penghisap 1 dongkrak hidrolik

Dengan menyamakan antara ruas kanan (**) & (*) dapat memperoleh :

Ruas Dongkrak Hidrolik

Persamaan ini menyatakan perbandingan gaya sama dari perbandingan luas penghisap.

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes

Bila sebuah batu dicelupkan ke dalam bejana berisi air,maka permukaan air pada bejana tersebut akan naik.

hal itu disebabkan karena batu menggantikan volume air.

Sebaliknya bila sebuah batu dicelupkan ke dalam bejana yang penuh berisi air, maka sebagian air akan keluar dari bejana.

Hal itu disebabkan karena, volume air tumpah sama seperti volume batu yang menggantikan air.

Kesimpulannya yaitu jika suatu benda dicelupkan seluruhnya kedalam zat cair, maka volume dari benda tersebut akan menggantikan volume zat cair itu sendiri.

Dari pemahaman tersebut, disertai terkaitnya antara gaya apung dirasakan dari volume zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Dari sinilah Archimedes menemukan suatu hukumnya sendiri, yaitu Hukum Archimedes berbunyi:

Gaya apung yang bekerja dengan suatu benda, baik dicelupkan sebagian maupun seluruhnya kedalam suatu fluida, maka sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Demikianlah penjelasan mengenai tentang Fluida Statis Pengertian, Sifat, Jenis, Konsep Peta Fluida Dinamis & Fluida Statis, Hukum Pokok Hidrostatis, Hukum Pascal, & Hukum Archimedes.

Semoga dapat bermanfaat dan menjadi suatu pengetahuan yang berguna untuk kita semua.

Artikel Terkait Lainnya :

Fluida Dinamis – Pengertian, Jenis, Rumus,Kontinuitas, Bernoulli, Soal.

Perubahan Fisika : Ciri-Ciri, Pengertian, dan Contoh Lengkap.

Tekanan Gas – Pengertian, Hukum, Rumus, Alat Ukur Dan Contohnya.

Hukum Pascal Adalah – Pengertian, Rumus, Bunyi, Contoh Soal.

Fluida Statis – Pengertian, Sifat, Jenis, Konsep, hukum Rating: 5 Diposkan Oleh: Pengunjung