Penjelasan Lengkap Tentang Fluida Statis, Pengertian, Sifat dan Beberapa Contoh Soalnya

Posted on

Penjelasan Lengkap Tentang Fluida Statis, Pengertian, Sifat dan Beberapa Contoh Soalnya – Tahukah apa itu fluida statis? bagaimana sifat-sifatnya? dan bagaimana contohnya. Pada pembahasan kali ini, kami akan mengajak sahabat untuk mengupas tuntas materi ini lengkap dengan contoh soalnya.

Untuk itu, mari kita langsung saja simak uraiannya dibawah berikut ini …

Pengertian Fluida Statis

Apakah itu fluida? fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir. Lalu apa itu statis? menurut kamus besar bahasa Indonesia, statis adalah keadaan diam (tidak bergerak, tidak aktif, tidak berubah keadaannya).

Maka dapat disimpulkan bahwa pengertian Fluida Statis adalah zat alir yang berada dalam keadaan atau kondisi yang diam dan tidak bergerak.

Fluida mencakup berbagai macam zat yakni: zat cair, air dan gas sebab zat-zat ini dapat mengalir, dan sebaliknya batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena tidak bisa mengalir.

Contoh yang termasuk zat fluida adalah: susu, minyak pelumas, dan air serta seluruh zat cair karena semua zat cair itu masuk kedalam kelompok  fluida.

Selain zat cair juga ada zat gas yang  mana juga termasuk fluida.  Mengapa demikian? sebab zat gas juga dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain. Gas ini dapat mengalir karena sebab hembusan angin yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain.

Lalu bagaimana dengan contoh fluida statis? Contoh Fluida statis yang paling simple adalah air yang diletakan di dalam gelas.air tersebut akan memenuhi ruang didalam gelas dengan sendirinya tanpa memerlukan perubahan kondisi atau keadaan gelas.

Fluida statis merupakan sebuah ladang ilmu pengetahuan. Sebab melalui fluida statis kita bisa menemukan banyak sekali berbagai hukum-hukum dasar ilmu fisika yang kemudian dalam penerapannya sangat bermanfaat bagi kesejahteraan umat manusia.

Baca Juga :   Suhu - Pengertian, Jenis, Rumus, Alat Pengukur

Misal hukum dasar ilmu fisika yang berasal dari fluida statis ialah teori hidrostatika, hukum pascal, hukum Archimedes, hukum Boyle, dll.

Hukum dasar ilmu fisika yang tidak dapat dipisahkan dengan keberadaan fluida statis ialah hukum tentang tekanan hidrostatif. Sebagaimana disebutkan dalam artikel terdahulu tentang tekanan hidrostatik, bahwa dalam suatu fluida statis yang diletakan dalam wadah tertentu dengan kedalaman tertentu bekerja suatu gaya tekan yang sangat hebat. Gaya tekan itulah yang kemudian disebut tekanan hidrostatik.

Seberapa besar tekanan hidrostatik tergantung pada ketinggian zar cair, massa jenis dan percepatan grafitasinya. Dari teori tentang tekanan tersebut kemudian Pacal dan Archimedes menemukan hukum-hukum yang terkenal, yaitu seperti Hukum Pascal dan Hukum Archimedes.

Sifat- Sifat Fluida Statis

Sifat fisik fluida statis dapat ditentukan lebih jelas saat fluida berada dalam keadaan diam (statis). Sifat-sifat fisik fluida statis ini di antaranya yaitu: Massa jenis, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas.

1. Massa Jenis

Berat manakah antara kayu dan besi? Benarkah pernyataan bahwa besi lebih berat daripada kayu? ternyata pernyataan tersebut kurang tepat, karna segelondong kayu yang besar jauh lebih berat daripada sebuah bola besi.
Namun pernyataan yang tepat untuk membandingkan antara kayu dan besi tersebut adalah bahwa besi itu lebih padat daripada kayu.
Tentu kita masih ingat, bahwa setiap benda memiliki kerapatan massa yang berbeda-beda serta itu merupakan sifat alami dari benda tersebut. Dalam ilmu Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda homogen disebut dengan sebutan massa jenis, yaitu massa per satuan volume.
Oleh karena itu massa jenis adalah hasil pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda tersebut, maka semakin besar pula massa setiap volume-volumenya.
Massa jenis rata-rata setiap benda adalah termasuk total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang mempunyai sebuah massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis ialah kilogram per meter kubik (kg·m-3).
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Maka satu zat yang berapapun massanya, berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

2. Tekanan Fluida

Baca Juga :   Rumus Kekuatan Lensa - Lensa Cembung Dan Cekung Beserta Contoh Soalnya

Fluida akan memberikan sebuah tekanan pada setiap bidang permukaan yang bersinggungan dengannya. Tekanan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada sebuah bidang persatuan luas. Apabila penjelasan tersebut dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut yaitu meliputi:


Keterangan :
P = tekanan (N/m2)
F = Gaya (N)
A = luas bidang tekan (m)

Dalam SI, tekanan mempunyai satuan N/m2. Selain itu satuan N/m2 dapat dikatakan juga sebagai Pascal (Pa). Apabila satuan tekanan dituliskan dalam suatu hubungan dengan satuan tekanan lainnya maka rumusnya dapat dilihat lagi sebagai berikut yaitu:

1. 1 N/m2 = 1 Pa
2. 1 bar = 1,0 x 105 Pa
3. 1 atm = 101.325 Pa
4. 1 atm = 760 mmHg

3. Tekanan Hidrostatis

Hukum hidrostatis menyatakan bahwa setiap titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama. Tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman, percepatan gravitasi, dan massa jenis. Tekanan hidrostatis dirumuskan sebagai berikut, yaitu :

P = ρ.g.h

Keterangan :
P = tekanan (N/m2)
ρ = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman dari permukaan fluida cair (m)

4. Tekanan Atmosfer

Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelimuti bumi. Makin ke bawah maka makin berat pula lapisan udara yang ada diatasnya. Oleh karena itu, makin rendah suatu tempat maka makin tinggi tekanan atmosfernya. Tekanan pada kedalaman tertentu juga dipengaruhi oleh tekanan atmosfer yang menekan permukaan atas lapisan zat cair sehingga dapat digunakan untuk mengetahui tekanan-tekanan total pada kedalaman tertentu didalam zat cair yang dirumuskan sebagai berikut :

P = Po + ρ.g.h

Keterangan :
P = tekanan total (N/m2)
Po = tekanan atmosfer (N/m2)
ρ = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman dari permukaan fluida cair (m)

Contoh Soal Dan Pembahasannya

Soal 1:
Suatu alat pengangkat mobil atau dongkrak hidrolik terdiri atas 2 tabung yang berhubungan. Kedua tabung yang memiliki diameter berbeda ini ditutup masing-masing dengan sebuah pengisap. Tabung diisi penuh minyak. Pada tabung besar diletakkan mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada tabung kecil diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika berat mobil 3 ton, diameter pengisap tabung besar 25 cm dan tabung kecil 5 cm, serta g = 10 m/s2, maka hitunglah gaya yang harus diberikan agar mobil terangkat naik!

Baca Juga :   Pengertian Transformator Serta Fungsi, Jenis, Simbol, dan Prinsip Kerja

Pembahasan:

Diketahui :
mb= 3 ton = 3.000 kg
d1 = 25 cm
d2 = 5 cm
g = 10 m/s2

Ditanyakan:
F1 = …?

Pembahasan:
Gaya kedua pada sistem ini adalah gaya berat mobil bukan motor. Oleh karna itu, besarnya F2adalah: F2 = m × g = 3.000 × 10 = 30.000 N

 

 

 

 

Soal 2:
Sebuah  Besi yang volumenya yaitu: 0,02 m3 tercelup seluruhnya di dalam air. Apabila massa jenis air 103 kg/m3, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi terebut:

Pembahasan:

 

 

 

 

Demikianlah pembahasan mengenai Fluida Statistik. Semoga dapat bermanfaat dalam berbagi ilmu ya …

Baca Juga: