241734440-fluida

8/20/2019 241734440-fluida

1/72

Pada akhir pembelajaran bab ini anda dapat :

1. Menerapkan konsep fuida statis

2. Menerapkan konsep fuida dinamis

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1

STATIS &

DINAMIS

8/20/2019 241734440-fluida

2/72

Pengertian Fluida

Fluida merupakan zat alir, yaitu zat dalam keadaan bisa mengalir. Yang termasukfuida adalah zat air dan gas. Fluida dalam !sika dikelompokkan menjadi dua, yaitu

fuida statis dan dinamis.Yang kita maksud dengan fuida disini adalah suatu bentuk

materi yang mudah mengalir misalnya zat air dan gas. "i#at kemudahan mengalir dan

kemampuan untuk menyesuaikan dengan tempatnya berada merupakan aspek yang

membedakan fuida dengan zat benda tegar. Meskipun demikian hukum$hukum yang

berlaku pada dua sistem ini tidak berbeda. Pada bagian ini kita akan meninjau fuida

dalam keadaan tidak mengalir, ontohnya air di dalam suatu %adah atau air di

danau&%aduk.

1. Besaran pada fuida statis'spek pertama yang kita dapati ketika kita berada dalam suatu fuida (zat air) yaitu

tekanan. *ita merasakan ada tekanan pada tubuh kita yang berada di dalam zat air.

a. Tekanan

Pengertian tekanan akan mudah kita pahami setelah kita menja%ab pertanyaan$

pertanyaan di ba%ah ini. Mengapa pisau yang tajam lebih mudah memotong dari pada

pisau yang tumpul+ Mengapa paku yang runing lebih mudah menanap kedalam benda

dibandingkan paku yang kurang runing+ Pertanyaan diatas sangat berhubungan

dengan konsep tekanan.

*onsep tekanan identik dengan gaya, gaya selalu menyertai pengertian tekanan.

ekanan yang besar dihasilkan dari gaya yang besar pula, sebaliknya tekanan yang keil

dihasilkan dari gaya yang keil. -ari pernyataan di atas dapat dikatakan bah%a tekanan

sebanding dengan gaya. Mari kita lihat orang memukul paku sebagai ontoh. rang

menanapkan paku dengan gaya yang besar menghasilkan paku yang menanap lebih

dalam dibandingkan dengan gaya yang keil.


A. F!I"A STATIS

8/20/2019 241734440-fluida

3/72

Pengertian tekanan tidak ukup sampai disini. erdapat perbedaan hasil tanapan

paku bila paku runing dan paku tumpul. Paku runing menanap lebih dalam dari pada

paku yang tumpul %alaupun dipukul dengan gaya yang sama besar. -ari sini terlihat

bah%a luas permukaan yang terkena gaya berpengaruh terhadap tekanan. /uas

permukaan yang sempit&keil menghasilkan tekanan yang lebih besar daripada luas

permukaan yang lebar. 'rtinya tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan.

Penjelasan di atas memberikan bukti yang sangat nyata pada pengertian tekanan.

0adi, tekanan dinyatakan sebagai gaya per satuan luas.

Pengertian tekanan ini digunakan seara luas dan lebih khusus lagi untuk Fluida.

"atuan untuk tekanan dapat diperoleh dari rumus di atas yaitu 1 e%ton&m2 atau

disebut dengan pasal. 0adi 1 &m21 Pa (pasal). 3ila suatu airan diberi tekanan dari

luar, tekanan ini akan menekan ke seluruh bagian airan dengan sama prinsip ini

dikenal sebagai hukum Pasal.

P= F

A

b. Tekanan dalam Fluida


8/20/2019 241734440-fluida

4/72

8/20/2019 241734440-fluida

5/72

. Massa Jenis

Fluida memiliki bentuk dan ukuran yang berubah$ubah tergantung dengan %adahtempat fuida berada. amun ada satu besaran dari fuida yang dapat menirikan suatu

jenis fuida dan membedakannya dengan fuida yang lain. Misalnya apa perbedaan

airan air dan airan minyak tanah selain dari baunya. "i#at yang membedakan fuida

satu dengan yang lainnya dinamakan dengan massa jenis. Massa jenis tidak hanya

berlaku pada fuida saja, tapi berlaku juga pada semua benda tak terkeuali benda

tegar. amun, pengertian massa jenis akan sangat berguna untuk membedakan fuida

satu dengan yang lainnya karena bentuk fuida yang tidak tentu.

Massa jenis berhubungan dengan kerapatan benda tersebut. *ita ambil ontoh7

suatu ruangan yang diisi oleh orang. "epuluh orang menempati ruang keil dikatakan

lebih rapat dibandingkan dengan sepuluh orang yang menempati ruangan yang besar.8ontoh ini membuktikan bah%a kerapatan berbanding terbalik dengan 6olume (isi)

ruang. *erapatan yang besar dihasilkan dari ruang yang keil (sempit) dan kerapatan

keil didapat dari ruang yang besar. *emudian kerapatan juga sebanding dengan jumlah

materi yang ada di dalam ruang atau massa benda.

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan 6olume benda. "emakin

tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap 6olumenya.

Massa jenis rata$rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total

6olumenya. "ebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan

memiliki 6olume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki

massa jenis lebih rendah (misalnya air). "atuan "9 massa jenis adalah kilogram permeter kubik (kgm$;).

Massa jenis ber#ungsi untuk menentukan zat. "etiap zat memiliki massa jenis yang

berbeda. -an satu zat berapapun massanya berapapun 6olumenya akan memiliki

massa jenis yang sama.

8/20/2019 241734440-fluida

6/72

"atuan massa jenis dalam =8>" ?enti$gram$sekon@= adalah: gram per sentimeter

kubik (g&m;). 1 g&m;1AAA kg&m;

Massa jenis air murni adalah 1 g&m; atau sama dengan 1AAA kg&m;

"elain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untukmenghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke$2 menghitung

massa jenis, atau yang dinamakan =Massa 0enis

8/20/2019 241734440-fluida

7/72

$. %ukum& hukum dasar fuida statisa. %ukum 'tama %idrostatika

'pabila suatu %adah dilubangi di dua sisi yang berbeda dengan ketinggian yangsama dari dasar %adah, maka air akan memanar dari ke kedua lubang tersebut dengan

jarak yang sama. 5al ini menunjukkan bah%a pada kedalaman yang sama tekanan air

sama besar.

-isamping itu kita juga sudah mengetaahui bah%a tekanan hidrostatis di dalamsuatu zat air pada ke dalaman yang sama memiliki nilai yang sama.3erkaitan denganhal tersebut, dalam fuida statik terdapat sebuah hukum yang menyatakan tekananhidrostatis pada titik N titik di dalam zat air yang disebut dengan %ukum 'tama%idrostatis.

5ukum 4tama hidrostatis menyatakan bah%a :

ekanan hidrostatis suatu zat air hanya bergatung pada tinggi kolom zat air (h),massa jenis zat air (r) dan perepatan gra!tasi (g), tidak bergantung pada bentuk danukuran bejana, perhatikan gambar berikut :

>ambar : tiga buah bejana berbeda bentuk berisi zat air yang sama denganketinggian yang sama memiliki tekanan hidrostatis yang sama besar pada tiapbejana.*elima bejana di atas di isi dengan air yang sama dengan ketinggian yang sama.

ekanan hidrostatis pada tiap dasar bejana sama besar, sedangkan berat zat air padatiap bejana berbeda.

"ebuah tabung berbentuk 4 berisi minyak dan dan air seperti tampak padagambar di ba%ah.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 &

8/20/2019 241734440-fluida

8/72

itik ' dan titik 3 berada pada satu bidang datar dan dalam satu jenis zat air.3erdasarkan hukum utama hidrostatis maka kedua titik tersebut memiliki tekanan yangsama, sehingga

8ontoh soal :

1. Perhatikanlah gambar bejana di samping 0ika diketahui massa jenis minyak A,Gg&m;, massa jenis raksa 1;, g&m;, dan massa jenis air 1 g&m;, tentukanlahperbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air.

Jaa

-iketahui: O m A,G g&m;, O r 1;,, dan O air 1 g&m;.

'ir dan minyak batas terendahnya sama sehingga diperoleh persamaan berikut

ρa ha Om hm

0adi, perbedaan tinggi permukaan minyak dan air 1B m N 12 m ; m.

1. "ebuah pipa berbentuk 4 salah satu kakinya diisi dengan raksa, sedangsalah satu kakinya diisi dengan alkohol. 'pabila lajur alkohol tingginya 2A mdan selisih tinggi permukaan raksa dengan permukaan alkohol adalah 1G,GHm, berapakah massa jenis alkohol , jika massa jenis raksa 1;, gr&m ;

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 '

8/20/2019 241734440-fluida

9/72

2. "ebuah pipa 4 diisi air dan minyak seperti terlihat pada gambar. inggi h' B m dan tinggi h3 ; m. 3ila massa jenis air 1A; kg&m; . 3erapakah massa jenisminyak.

. %ukum Pas#al

"aya yakin, di tempat penuian mobil anda pernah melihat mobil yang diangkatoleh alat tertentu. -engan memperhitungkan titik berat, mobil bisa ternagkat denganmudah dengan sedikit tenaga manusia. lho kok bisa ya..+ Pada dasarnya teknologisemaam ini merpukan konsep yang sederhana dan mudah dipahami. baik kita simakulasan berikut:

ekanan fuida statis zat air yang diberikan di dalam ruang tertutup diteruskansama besar ke segala arah. Pernyataan ini dikenal dengan nama 5ukumPasal.3erdasarkan hukum ini diperoleh prinsip bah%a dengan gaya yang keil dapatmenghasilkan suatu gaya yang lebih besar. Penerapan hukum Pasal dalam suatu alat,misalnya dongkrak hidrolik, dapat dijelaskan melalui analisis seperti terlihat pada

>ambar. 'pabila pengisap 1 ditekan dengan gaya F1, maka zat air menekan ke atas

dengan gaya p'1. ekanan ini akan diteruskan ke penghisap 2 yang besarnya p'2.*arena tekanannya sama ke segala arah, maka didapatkan persamaan sebagai berikut.8ara kerja pada pengangkat mobil dengan menggunakan fuida dirasa kurange!sien.3iasanya ui mobil menerapkan sisitem hyropneumati. yaitu tenaga anginyang dirubah menjadi tenaga dorongan pada piston hydroli.

Penerapan hukum pas#al dalam kehidupan sehari&hari

1). -ongkrak hidrolik

Prinsipkerja

Prinsipkerjadongkrakhidrolik adalah dengan meman#aatkan hukumPascal.-ongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang memiliki diameteryang berbeda ukurannya. Masing$masing ditutup dan diisi air. -engan menaik

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 (

http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/

8/20/2019 241734440-fluida

10/72

turunkan piston, maka tekanan pada tabung pertama akan dipindahkan ke tabungkedua sehingga dapat mengangkat beban yang berat. de!nisi dongkrak hidrolikadalah jenis pesa%at dengan prinsip hukum pasal yang berguna untukmemperingan kerja. -ongkrak ini merupakan system bejana berhubungan (2 tabung)yang berbeda luas penampangnya. -engan menaik turunkan piston, maka tekananpada tabung pertama akan dipindahkan ke tabung kedua sehingga dapat

mengangkat beban yang berat.


8/20/2019 241734440-fluida

11/72

2). ensimeter atau s!gmomanometer

Prinsip kerja*

8airan yang tekanannya akan diukur harus memiliki berat jenis yang lebihrendah dibanding airan manometrik, oleh karena itu pada alat pengukur tekanan

darah dipilih air raksa sebagai airan manometrik karena air raksa memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan berat jenis darah. 3erikut skemapengukuran tekanan menggunakan manometer. ekanan dalam fuida statis adalahsama pada setiap tingkat horisontal (ketinggian) yang sama sehingga: 4ntuk lengantangan kiri manometer 4ntuk lengan tangan kanan manometer *arena disini kitamengukur tekanan tolok (gauge pressure), kita dapat menghilangkan P'tmos#ersehingga -ari persamaan tersebut dapat diambil kesimpulan bah%a tekanan pada 'sama dengan tekanan airan manometrik pada ketinggian h2 dikurangi tekananairan yang diukur pada ketinggian h1. -alam kasus alat pengukur tekanan darahyang menggunakan air raksa, berarti tekanan darah dapat diukur denganmenghitung berat jenis air raksa dikali gra6itasi dan ketinggian air raksa kemudiandikurangi berat jenis darah dikalikan gra6itasi dan ketinggian darah.

;).

8/20/2019 241734440-fluida

12/72

Prinsip kerja*

Pompa hidrolik menggunakan kinetik energi dari airan yang dipompakanpada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba$tiba menjadienergi yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini ber#ungsi untuk mentrans#erenergi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik bekerja dengan ara

menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya kedalam sistem hidrolik dalambentuk aliran (fow). 'liran ini yang diman#aatkan dengan ara merubahnya menjaditekanan. ekanan dihasilkan dengan ara menghambat aliran oli dalam sistemhidrolik.

5ambatan ini dapat disebabkan oleh ori!e, silinder, motor hidrolik, danaktuator. Pompa hidrolik yang biasa digunakan ada dua maam yaitu positive dannonpositive displacement pump ('ziz, 2AAD). 'da dua maam peralatan yangbiasanya digunakan dalam merubah energi hidrolik menjadi energi mekanik yaitumotor hidrolik dan aktuator. Motor hidrolik mentrans#er energi hidrolik menjadi energimekanik dengan ara meman#aatkan aliran oli dalam sistem merubahnya menjadienergi putaran yang diman#aatkan untuk menggerakan roda, transmisi, pompa danlain$lain

B). 'lat press hidrolik

Prinsip kerja:

Press hidrolik tergantung pada prinsip Pasal : yang tekanan seluruh sistemtertutup adalah konstan. "alah satu bagian dari sistem adalah piston bertindaksebagai pompa, dengan kekuatan mekanik sederhana yang bekerja pada luaspenampang keil, bagian lain adalah piston dengan luas yang lebih besar yangmenghasilkan kekuatan mekanis "ejalan besar. 5anya berdiameter keil pipa (yanglebih mudah menolak tekanan) diperlukan jika pompa dipisahkan dari silinder tekan.

5ukum Pasal: ekanan pada fuida terbatas ditransmisikan berkurang danbertindak dengan kekuatan yang sama pada bidang yang sama dan pada DA derajatke dinding kontainer.

"ebuah airan, seperti minyak , dipindahkan ketika piston baik didorong kedalam. Piston keil, untuk jarak tertentu gerakan, memindahkan jumlah yang lebihkeil dari 6olume yang dari piston besar, yang sebanding dengan rasio area kepalapiston. leh karena itu, piston keil harus dipindahkan jarak besar untukmendapatkan piston besar untuk bergerak seara signi!kan. 0arak piston besar akanbergerak adalah jarak yang piston keil akan dipindahkan dibagi dengan rasio bidangkepala piston. 9ni adalah bagaimana energi, dalam bentuk kerja dalam hal ini, adalahkekal dan 5ukum *onser6asi Inergi puas. Pekerjaan kali kekuatan jarak, dan karenakekuatan meningkat pada piston lebih besar, jarak kekuatan diterapkan atas harus

berkurang.

8airan bertekanan digunakan, jika tidak dihasilkan seara lokal oleh tanganatau pompa mekanis bertenaga, dapat diperoleh dengan membuka katup yangterhubung ke akumulator hidrolik atau pompa terus berjalan tekanan yang diaturoleh katup buang. 3ila diinginkan untuk menghasilkan kekuatan yang lebih daritekanan yang tersedia akan memungkinkan, atau menggunakan lebih keil, lebihtinggi tekanan silinder untuk menghemat ukuran dan berat, sebuah intensi!erhidrolik dapat digunakan untuk meningkatkan tekanan yang bekerja pada silindertekan.


8/20/2019 241734440-fluida

13/72

*etika tekanan pada silinder tekan dilepaskan (airan kembali ke reser6oir),gaya dibuat dalam pers dikurangi menjadi nilai yang rendah (yang tergantung padagesekan segel silinder itu. Piston utama tidak menarik kembali ke aslinya posisikeuali sebuah mekanisme tambahan digunakan.


8/20/2019 241734440-fluida

14/72

#. %ukum +r#himedes

Sebuah benda yang sebagian atau seluruhnya tercelup di dalam suatu zat cair / fuida ditekan ke atas dengan suatu gaya yang besarnya setara dengan berat zat cair

/ fuida yang dipindahkan oleh benda tersebut .>aya tersebut disebut Gaya tekan ke atas ( Fa )

,a-a Tekan ke +tas

'danya gaya tekan ke atas menyebabkan adanya berat semu benda di dalam air,berat benda di dalam air ( Qa ) berat benda di udara ( Qu ) $ Fa.

'danya gaya tekan ke atas juga menyebabkan suatu benda dapat mengalami ;kondisi yang berbeda : Mengapung mela-ang dan tenggelam

bila diketahui massa jenis benda dan zat airnya kondisi benda di dalam air jugadapat ditentukan :

• mengapung : massa jenis benda R massa jenis zat air

• melayang : massa jenis benda massa jenis zat air

• tenggelam : massa jenis benda S massa jenis zat air

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1#

8/20/2019 241734440-fluida

15/72

ontoh *"uatu logam berbentuk balok diukur beratnya dengan neraa pegas menunjukkanberat 2AA . *emudian ketika dimasukkan ke dalam bejana yang berisi minyak dandiukur kembali beratnya menunjukkan berat 1GA . 0ika Massa jenis minyak GAAkg.m$; dan perepatan gra!tasinya 1A m.s$2. 5itunglah massa jenis logam

tersebut..T

-iketahui :3erat di udara Qu 2AA 3erat di airan Qa 1GA Massa jenis minyak GAA kg.m$;

perepatan gra!tasi g 1A m.s$2.

mula2 kita ari dahulu massa logam tersebut :

kemudian diari besar gaya tekan ( Fa ) ke atas saat balok logam dimasukkan kedalam minyak :

dengan diketahui nilai Fa kita ari 6olume logam tersebut dengan rumus :

dengan diketahui massa dan 6olume logam maka massa jenis logam tersebut dapatdiari :

Benda Terapung di atas air

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1$

8/20/2019 241734440-fluida

16/72

Penerapan hukum pasal dalam kehidupan sehari$hari

1) 5idrometer5idrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jeniszat air. 0ikahidrometer dielupkan ke dalam zat air, sebagian alat tersebut akan tenggelam.Makin besar massa jenis zat air, Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam.5idrometer banyak digunakan untuk mengetahui besar kandungan air pada bir ataususu.

5idrometer terbuat dari tabung kaa. "upaya tabung kaa terapungtegak dalam zatair bagian ba%ah tabung dibebani dengan butiran timbal. -iameter bagian ba%ahtabung kaa dibuat lebih besar supaya 6olume zatair yang dipindahkan hydrometerlebih besar. -engan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar danhidrometer dapat mengapung di dalamzat air. angkai tabung kaa hidrometerdidesain supaya perubahan keil dalamberat benda yang dipindahkan (sama artinyadengan perubahan keil dalam massa jenis zat air) menghasilkan perubahan besarpada kedalaman tangki yang terelup di dalam zat air. 'rtinya perbedaan baaanpada skala untukberbagai jenis zat air menjadi lebih jelas.

2) Jematan Ponton

0embatan ponton adalah kumpulan drum$drum kosong yang berjajar sehinggamenyerupai jembatan. 0embatan ponton merupakan jembatan yang dibuatberdasarkan prinsip benda terapung. -rumdrum tersebut harus tertutup rapatsehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. 0embatan ponton digunakan untukkeperluan darurat. 'pabila air pasang, jembatan naik. 0ika air surut, makajembatanturun. 0adi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air

;) apal 0aut

Pada saat kalian meletakkan sepotong besi pada bejana berisi air, besi akantenggelam. amun, mengapa kapal laut yang massanya sangat besartidaktenggelam+ 3agaimana konsep !sika dapat menjelaskannya+ 'garkapal laut tidaktenggelam badan kapal harus dibuat berongga. hal ini bertujuan agar 6olume air lautyang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. 3erdasarkan persamaanbesarnya gaya apung sebanding dengan 6olume zat air yang dipindahkan, sehingggaya apungnya menjadi sangat besar. >aya apung inilah yang mampu mela%anberat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1%

8/20/2019 241734440-fluida

17/72

H) apal elam dan ,alangan apal

Pada dasarnya prinsip kerja kapal selam dan galangan kapal sama. 0ika kapal akanmenyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang adangan sehingga berat kapalbertambah. Pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan, menyebabkankapal selam dapat menyelam pada kedalaman yang dikehendaki. 0ika akan

mengapung, maka air laut dikeluarkan dari ruang adangan. 3erdasarkan konseptekanan hidrostastis, kapal selam mempunyai batasan tertentu dalam menyelam. 0ikakapal menyelam terlalu dalam, maka kapal bisa hanur karena tekananhidrostatisnya terlalu besar. 4ntuk memperbaiki kerusakan kapal bagian ba%ah,digunakan galangan kapal. 0ika kapal akan diperbaiki, galangan kapalditenggelamkan dan kapal dimasukkan. "etelah itu galangan diapungkan. >alanganditenggelamkan dan diapungkan dengan ara memasukkan dan mengeluarkan airlaut pada ruang adangan.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1&

8/20/2019 241734440-fluida

18/72

d. Tegangan Permukaan

egangan permukaan memungkinkan nyamuk berdiri di atas air

Pernahkah kamu melihat sebuah jarum terapung diatas air+ 'tau kamu pastipernah melihat ada nyamuk atau serangga lain dapat berdiri diatas air. Fenomena inierat kaitannya dengan penjelasan tentang tegangan permukaan yang akan dibahaspada bagian ini. -i lain pihak, kita juga mungkin pernah menemui kejadian berupa air

dari tanah yang merembes naik ke atas tembok sehingga tembok menjadi basah.*ejadian ini dalam !sika dikenal dengan peristi%a kapilaritas yang akan dijelaskan jugapada bagian ini.

Mari kita amati sebatang jarum yang kita buat terapung di permukaan airsebagai benda yang mengalami tegangan permukaan. egangan permukaandisebabkan oleh interaksi molekul$molekul zat air dipermukaan zat air. -i bagiandalam airan sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain disekitarnya, tetapi dipermukaan airan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul airan itu. 5al inimenyebabkan timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itudinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di bagian ba%ah permukaanairan. "ebaliknya jika molekul di permukaan airan ditekan, dalam hal ini diberi

jarum, molekul bagian ba%ah permukaan akan memberikan gaya pemulih yangarahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang jarum tetap dipermukaan air tanpa tenggelam.

egangan permukaan dilihat dari interaksi molekul benda dan zat air

>aya ke atas untuk menopang jarum agar tidak tenggelam merupakan perkaliankoe!sien tegangan permukaan dengan dua kali panjang jarum. Panjang jarum disiniadalah permukaan yang bersentuhan dengan zat air.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1'

8/20/2019 241734440-fluida

19/72

>aya yang diperlukan untuk mengangkat jarum adalah gaya ke atas dijumlahgaya berat jarum (mg).

egangan permukaan (y) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan zatair persatuan panjang(l)

y F & 2l

Penerapan tegangan permukaan dalam kehidupan sehari&hari*

$menui dengan air panas jauh lebih bersih dibandingkan dengan air yang bersuhunormal$antiseptik yang dipakai untuk mengobati luka,selain dapat mengobati luka juga dapatmembasahi seluruh luka.

e. apilaritas

Meniskus air menyebabkan peristi%a kapilaritas

*apilaritas disebabkan oleh interaksi molekul$molekul di dalam zat air. -i dalamzat air molekul$molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. >aya kohesiadalah tarik$menarik antara molekul$molekul di dalam suatu zat air sedangkan gaya

adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis,yaitu bahan %adah di mana zat air berada. 'pabila adhesi lebih besar dari kohesiseperti pada air dengan permukaan gelas, air akan berinteraksi kuat denganpermukaan gelas sehingga air membasahi kaa dan juga permukaan atas airan akanmelengkung (ekung). *eadaan ini dapat menyebabkan airan dapat naik ke atas olehtegangan permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya ke atasdengan gaya berat airan terapai. 0adi air dapat naik keatas dalam suatu pipa keilyang biasa disebut pipa kapiler. 9nilah yang terjadi pada saat air naik dari tanah ke atasmelalui tembok.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 1(

8/20/2019 241734440-fluida

20/72

'ir dapat merembes ke atas melalui retakan tembok sehingga membasahi tembok. "atuontoh kapilaritas

>ejala alam kapilaritas ini memungkinkan kita menghitung tinggi kenaikan air

dalam suatu pipa kapiler berbentuk silinder&tabung dengan jari$jari r.


8/20/2019 241734440-fluida

21/72

2. iskositas

Jiskositas (kekentalan) fuida menyatakan besarnya gesekan yang dialami oleh

suatu fuida saat mengalir. Pada pembahasan sebelumnya, 'nda telah mengetahuibah%a fuida ideal tidak memiliki 6iskositas. -alam kenyataannya, fuida yang adadalam kehidupan sehari$hari adalah fuida sejati. leh karena itu, bahasan mengenai6iskositas hanya akan 'nda temukan pada fuida sejati, yaitu fuida yang memilikisi#at$si#at sebagai berikut.

a. -apat dimampatkan (kompresibel)7

b. Mengalami gesekan saat mengalir (memiliki 6iskositas)7

. 'lirannya turbulen.

Uat air dan gas memiliki 6iskositas, hanya saja zat air lebih kental (viscous)daripada gas. -alam penggunaan sehari$hari, 6iskositas dikenal sebagai ukuranketahanan oli untuk mengalir dalam mesin kendaraan. Jiskositas oli dide!nisikandengan nomor "'IV" (Society o Automotive ngineer!s). 8ontoh pada sebuah pelumastertulis

*lasi!kasi service minyak pelumas ini dikembangkan oleh 'P9 ( AmericanPetroleum "nstitute) yang menunjukkan karakteristik service minyak pelumas dari

skala terendah ("') sampai skala tertinggi ("0) untuk mesin$mesin berbahan bakarbensin.

*oe#isien 6iskositas #luida W , dide#inisikan sebagai perbandingan antara

tegangan lunur (#/A$ dengan keepatan perubahan regangan lunur ( v /l). "earamatematis, persamaannya ditulis sebagai berikut.


http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/sifat-sifat-fisis-fluida-statis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/sifat-sifat-fisis-fluida-statis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/hukum-utama-hidrostatis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-paskal/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-archimedes/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-archimedes/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/fluida-dinamis-dan-persamaan-kontinuitas/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-bernoulli/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/sifat-sifat-fisis-fluida-statis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/hukum-utama-hidrostatis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-paskal/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-archimedes/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/fluida-dinamis-dan-persamaan-kontinuitas/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-bernoulli/

8/20/2019 241734440-fluida

22/72

ilai 6iskositas setiap fuida berbeda menurut jenis material tempat fuidatersebut mengalir. ilai 6iskositas beberapa fuida tertentu dapat 'nda pelajari padaTael 4.$.

Tael 4.$ 5arga iskositas 3erdasarkan Iksperimen

Fluida iskositas

4ap 'ir 1AAX8 A,12B P

'ir DDX8 A,2GHG P

%ight &achine 'il 2AX8 1A2 P

Motor il "'I 1A BAN1AA P, B P

Motor il "'I 2A 12B P

Motor il "'I ;A 1BAN2AA P

"irop 8okelat pada 2AX8 2B.AAA P

*eap pada 2AX8 BA.AAA P

*eterangan: Poiseuille dan Poise adalah satuan 6iskositas dinamis, juga disebut6iskositas absolut. 1 Poiseulle (P9) 1A Poise (P) 1.AAA P

3enda yang bergerak dalam fuida kental mengalami gaya gesek yang besarnyadinyatakan dengan persamaan

4ntuk benda berbentuk bola, k r (perhitungan laboratorium) sehingga,

-iperoleh

Persamaan (45$4) dikenal sebagai 5ukum "tokes.

0ika sebuah benda berbentuk bola (kelereng) jatuh bebas dalam suatu fuidakental, keepatannya akan bertambah karena pengaruh gra6itasi 3umi hingga

menapai suatu keepatan terbesar yang tetap. *eepatan terbesar yang tetaptersebut dinamakan kecepatan terminal. Pada saat keepatan terminal terapai,berlaku keadaan


8/20/2019 241734440-fluida

23/72


8/20/2019 241734440-fluida

24/72

Pada benda berbentuk bola, 6olumenya v b H&; r; sehingga diperoleh persamaan

dengan: v t keepatan terminal (m&s),

# # gaya gesek (),

# ' gaya ke atas (),

Ob ( massa jenis bola (kg&m2), dan

O# ( massa jenis fuida (kg&m;).

8ontoh soal 1:1. 'pa yang di maksud dengan tenggelam, mengapung dan melayang+2. "ebutkan persamaan dan perbedaan antara mengapung dan tenggelam+;. "alah satu penerapan dari 5ukum 'rhimedes dalam kehidupan sehari$hari

adalah 5idrometer. 'pa #ungsi dan 5idrometer dan bagaimana ara kerjanya+H. 'pakah yang disebut tekanan permukaan zat air+B. 'pa yang di maksud gejala kapiler+. 'pa yang di maksud Jiskositas Fluida dan bagaimana rumusnya+. 'pa saja penerapan tegangan permukaan dalam kehidupan sehari$hari+G. 'pa yang di maksud dengan gaya kohesi dan gaya adhesi+D. 'pa yang di rumus dari tekanan permukaan+1A. 3agaiman ara kerja 3alon 4dara+

0a%aban :

1. enggelam : 'pabila massa jenis rata$rata benda lebih besar dari massa jeniszat

8air.Mengapung : 'pabila massa jenis rata$rata benda sama dengan massa jenis

zat8air.

Melayang : 'pabila massa jenis rata$rata benda lebih kecil dari massa jenis zat

8air.

2. Persamaan antara mengapung dan melayang : "yarat mengapung sama dengan syarat melayang, yaitu berat benda samagaya apung.

Perbedaan antara mengapung dan melayang : Perbedaannya terletak pada 6olum benda yang terelup dalam zat air. Pada

peristi%a mela-ang seluruh benda tercelup dalam zat air. "edang kan dalamperisti%a mengapung hanya sebagian benda yang terelup dalam zat air.

;. 5idrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis airan. ilaiMassa jenis airan dapat diketahui dengan membaa skala pada hidrometer

yang di tempatkan mengapung pada zat air. 5idrometer terbuat dari tabung


8/20/2019 241734440-fluida

25/72

kaa dan desainnya memiliki ; bagian. Persamaan 5idrometer : )uku paket hal **+,

H. Tekanan Permukaan 6at #air adalah *eenderungan permukaan zat airuntuk

Menegang, sehingga permukaannya sseperti di tutupi oleh suatu lapisanelastis.

B. ,ejala apiler adalah gejala naik atau turunnya suatu zat air pada sebuahpipa kapiler yang disebabkan oleh gaya kohesi dari tegangan permukaan gayaadhesi antara zat air dan tabung kaa.

. iskositas Fluida adalah kekentalan dari suatu fuida atau zat air. 4ntukfuida yang Jiskositasnya besar maka di butuhkan gaya yang ukup besarpula. 4ntuk suhu yang lebih rendah umumnya 6iskositas zat airnya akansemakin besar.

8/20/2019 241734440-fluida

26/72

1. "eekor ikan berada pada kedalaman 1B meter di ba%ah permukaan air. 0ika massa jenis air 1AAA kg&m; , perepatan gra6itasi bumi 1A m&s2 dantekanan udara luar 1AB &m, tentukan : a) tekanan hidrostatis yang dialamiikanb) tekanan total yang dialami ikan

Pemahasan

a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan


8/20/2019 241734440-fluida

27/72

b) tekanan total yang dialami ikan

$. "eorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat sepertigambar berikutT

0ika luas penampang pipa besar adalah 2BA kali luas penampang pipa keil

dan tekanan airan pengisi pipa diabaikan, tentukan gaya minimal yangharus diberikan anak agar batu bisa terangkatT

Pemahasan5ukum Pasal -ata :

F1 FF2 Qbatu (1AAA)(1A) 1AAAA

'1 : '2 1 : 2BA

3. Pipa 4 diisi dengan air raksa dan airan minyak seperti terlihat pada gambarT

0ika ketinggian minyak h2 adalah 2,2 m, massa jenis minyak A,G gr&m; danmassa jenis 5g adalah 1;, gr&m; tentukan ketinggian air raksa (h1)T

Pemahasan ekanan titik$titik pada airan yang berada pada garis 6ertikal seperti


8/20/2019 241734440-fluida

28/72

ditunjukkan gambar diatas adalah sama.

8. "ebuah benda terelup sebagian dalam airan yang memiliki massa jenisA,B gr&m; seperti ditunjukkan oleh gambar berikutT

0ika 6olume benda yang terelup adalah A,G dari 6olume totalnya, tentukanmassa jenis benda tersebutT

Pemahasan>aya$gaya yang bekerja pada benda diatas adalah gaya berat yang berarahke ba%ah dan gaya apung & gaya 'rhimides dengan arah ke atas. *eduagaya dalam kondisi seimbang.

9. "eorang anak memasukkan benda M bermassa BAA gram ke dalam sebuahgelas berpanuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuahgelas ukur seperti terlihat pada gambar berikut:

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 2'

8/20/2019 241734440-fluida

29/72

0ika perepatan gra6itasi bumi adalah 1A m&s2 tentukan berat semu benda didalam airT

Pemahasan-ata :

mb BAA g A,B kgm# 2AA g A,2 kg3erat benda di fuida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangigaya apung ('rhimides) yang diterima benda. 3esarnya gaya apung samabesar dengan berat fuida yang dipindahkan yaitu berat dari 2AA ml air berat dari 2AA gram air (ingat massa jenis air 1 gr&m; 1AAA kg&m;).


8/20/2019 241734440-fluida

30/72

-alam modul ini, yang dimaksud dengan fuida seara umum adalah fuida ideal,yaitu fuida yang mempunyai si#at$si#at sebagai berikut:1). Massa jenis fuida tidak bergantung pada tekanan (tidak kompresibel). Pada

umumnya terutama gas bersi#at kompresibel, jika 6olume gasdipersempit atautekanan diperbesar, maka massa jenis berubah.

2). 'liran fuida tidak turbulen. atau dengan kata lain aliran fuida dianggaplaminer(streamline).

;). 'liran fuida terjadi seara stasioner, artinya keepatan pada setiap titikdalamfuida adalah konstan.

H). Fluida tidak kental, sehingga semua gesekan yang munul akibat6iskositas fuidadiabaikan. -engan asumsi, fuida tidak termampatkan, tidak kental, dan memiliki

alirantunak inilah kemudian diturunkan semua persamaan yang berkaitandenganfuida dinamis.

Pada saat 'nda akan menyemprotkan air dengan menggunakan selang, obalahujung selang dipenet, maka air yang keluar akan menempuh lintasan yang ukup

jauh. "ebaliknya ketika selang dikembalikan seperti semula maka jarak panaran airakan berkurang. -ari Fenomena !sika tersebut, kita peroleh bah%a luas penampangpipa mempengaruhi laju aliran fuida.

Pernahkan kalian berarung jeram, atau naik perahu di sungai+ *alau kitaperhatikan ketika orang berperahu disebuah sungai akan merasakan arus bertambahderas ketika sungai menyempit.

-ari dua #enomena alam tersebut kita amati bah%a keepatan fuida berkurangketika mele%ati pipa lebar dan bertambah ketika mele%ati pipa sempit. "ekarang kitaakan oba menjelaskan lebih eksak hubungan keepatan fuida di suatu tempatdengan tempat lain.

'matilah gambar di samping ini. 'matilah garis aliran airnya. >aris$garis padaaliran ini sama sekali tidak berpotongan satu sama lainnya. >aris alir semaam inidinamakan 0aris alir (stream line) yang dide!nisikan sebagai lintasan aliran fuidaideal (aliran lunak). Pada pipa alir, fuida masuk dan keluar melalui mulut$mulut pipa. 'ir masuk dari ujung kiri dengan ke epatan v 1 dan keluar di ujung kanan dengankeepatan v 2. 0ika keepatan fuida konstan, maka dalam inter6al %aktu (t$ fuidatelah menempuh jarak s( v,t .


). F!I"A "I*AMIS

http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/

8/20/2019 241734440-fluida

31/72

*arena alirannya lunak (steady ) dan massa konstan, maka massa yang masukpenampang A1 harus sama dengan massa yang masuk penampang A2. leh karenaitu persamannya menjadi

/aju aliran air dalam luas penampang dinamakan dengan istilah debit air (Z).1 jumlah 6olume fuida yang mengalir le%at suatu penampang tiap detik). "eara

matematis dapat ditulis

*ita sering mendengar istilah deit air. Misalnya debit air P'M menurun dimusim kemarau. 'pakah yang dimaksud dengan debit+ 7eit adalah besaran yangmenyatakan banyaknya air yang mengalir selama 1 detik yang mele%ati suatupenampang luas. 'mbillah sebuah selang dan nyalakan kran, air akan mengalirmelalui penampang ujung selang itu. 0ika selama B detik air yang mengalir adalahle%at ujung selang adalah 1A m;, maka kita katakan debit air adalah (1A&B) m;&detik 2 m;&det.

Mari kita tinjau aliran fuida yang melalui pipa yang panjangnya / dengankeepatan 6. /uas penampang pipa adalah '. "elama t detik 6olume fuida yangmengalir adalah J '/, sedang jarak / ditempuh selama t /&6 detik maka debit airadalah:

dengan:V 6olume fuida yang mengalir (m;),

t %aktu (s),

A luas penampang (m2),

v keepatan aliran (m&s), dan

1 debit aliran fuida (m;&s).


http://fisika79.wordpress.com/http://fisika79.wordpress.com/

8/20/2019 241734440-fluida

32/72

-ebit merupakan laju aliran 6olume. "ebuah pipa dialiri air. Perhatikankeepatan air yang mengalir. utuplah sebagian permukaan selang dengan jari.3agaimana keepatan air+ Mana yang lebih deras saat permukaan selang tidakditutup atau saat ditutup+ *ita akan melihat mengapa demikian.

>ambar .21 Pipa panjang luas penampang pipa ', panjang pipa /. Fluida mengalir dengankeepatan 6.

"elama %aktu t maka 6olume fuida mengalir le%at pipa sebanyak J. -ebitfuida adalah Z ' .6. injau fuida yang mengalir di dalam pipa dengan luaspenampang ujung$ujung pipa berbeda. Fluida mengalir dari kiri masuk ke pipa dankeluar melalui penampang di sebelah kanan seperti ditunjukkan >ambar

'ir memasuki pipa dengan keepatan 61. Jolume air yang masuk dalam

selang %aktu [t adalah:

Fluida tak termampatkan, dengan demikian bila ada J1 6olume air yang masukpipa, sejumlah 6olume yang sama akan keluar dari pipa. /uas penampang ujung pipayang lain adalah '2.

-engan demikian:


8/20/2019 241734440-fluida

33/72

Persamaan ini disebut persamaan kontinuitas. -ebit yang masuk padasuatu penampang luasan sama dengan debit yang keluar pada luasan yang lainmeskipun luas penampangnya berbeda.

>ambar .2; 'liran air dalam fuida

'liran air dalam pipa yang berbeda penampangnya dapat kita gambarkansebagai berikut (>ambar .2;). -i tempat yang penampangnya luas, maka aliran airkurang rapat dibanding bila mele%ati penampang yang lebih keil.

8ontoh soal menghitung debit air

1. 'ir mengalir dalam pipa yang jari$jari B m dengan laju 1A m&det. 3erapa lajualiran 6olumenya+

Penyelesaian :

-iketahui :

r A,AB m, 6 1A m&det

0a%ab :

;. Fluida mengalir dalam pipa yang diameternya berbeda$beda, kelajuan air di titik 'yang jari$jarinya ; m adalah G m&det, berapakah kelajuan air di titik 3, dan 8 bila

jari jari masing$masing 1 m dan B m.


http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-x/soal-dan-jawaban-fluida/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-x/soal-dan-jawaban-fluida/

8/20/2019 241734440-fluida

34/72

Penyelesaian :

-iketahui :

'8 (A,A; m)2, '3 (A,A1 m)2, '8 (A,AB m)2

0a%ab :

-ebit air di ketiga titik tersebut sama maka:

;. "uatu air terjun dengan ketinggian 1A m mengalirkan air dengan debit 2Am;&det. 3erapa daya yang dapat dibangkitkan oleh air terjun itu. O air 1.AAAkg&det.

Penyelesaian :

-iketahui :

*ita tinjau di punak air terjun massa air memiliki tenaga potensial yangbesarnya:

Ip mgh

Massa air adalah OJ

-aya yang dibangkitkan merupakan perubahan tenaga potensial air menjaditenaga untuk penggerak turbin di ba%ahnya.

-engan demikian kita dapat menghitung daya yang ditimbulkan oleh air terjun.

P 2A \ 1.AAA \ 1A \ 1A

P 2 \ 1A Qatt


8/20/2019 241734440-fluida

35/72

H. "ebuah pipa lurus memiliki dua maam penampang, masing$masing dengan luaspenampang 2AA mm2 dan 1AA mm2. Pipa tersebut diletakkan seara horisontal,sedangkan air di dalamnya mengalir dari penampang besar ke penampang keil.

0ika keepatan arus di penampang besar adalah 2 m&s, tentukanlah:

a. keepatan arus air di penampang keil, dan

b. 6olume air yang mengalir setiap menit.

Jaa

-iketahui: A1 2AA mm2, A2 1AA mm2, dan v 1 2 m&s.

a. A1v 1 A2v 2

(2AA mm2) (2 m&s) (1AA mm2)v 2

v 2 H m&s

b.

Z (2AA L 1AN m2) (2 m&s) (A s) 2H L 1AN; m; 2,H L 1ANH m;.

1. %ukum Bernoulli

5ukum ini diterapkan pada zat air yang mengalir dengan keepatan berbedadalam suatu pipa.

Prinsip Bernoulli

Prinsip 3ernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fuida yangmenyatakan bah%a pada suatu aliran fuida, peningkatan pada keepatan fuida akanmenimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnyamerupakan penyederhanaan dari Persamaan 3ernoulli yang menyatakan bah%a

jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari namailmu%an 3elanda&"%iss yang bernama -aniel 3ernoulli.

-alam bentuknya yang sudah disederhanakan, seara umum terdapat duabentuk persamaan 3ernoulli7 yang pertama berlaku untuk aliran tak$termampatkan(inompressible fo%), dan yang lain adalah untuk fuida termampatkan (ompressiblefo%).

+liran Tak&termampatkan

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 3$

8/20/2019 241734440-fluida

36/72

'liran tak$termampatkan adalah aliran fuida yang diirikan dengan tidakberubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fuida di sepanjang alirantersebut. 8ontoh fuida tak$termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi,dll. 3entuk Persamaan 3ernoulli untuk aliran tak$termampatkan adalah sebagaiberikut:

di mana:

6 keepatan fuida

g perepatan gra6itasi bumi

h ketinggian relati# terhadapa suatu re#erensi

p tekanan fuida

O densitas #luida

Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak$termampatkan dengan asumsi$asumsisebagai berikut:

] 'liran bersi#at tunak (steady state)

] idak terdapat gesekan

+liran Termampatkan

'liran termampatkan adalah aliran fuida yang diirikan dengan berubahnyabesaran kerapatan massa (densitas) dari fuida di sepanjang aliran tersebut. 8ontoh

fuida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan 3ernoulli untuk alirantermampatkan adalah sebagai berikut:

5ukum 3ernoulli menyatakan bah%a jumlah dari tekanan ( p ), energi kinetik persatuan 6olum (1&2 PJ^2 ), dan energi potensial per satuan 6olume (Ogh) memiliki nilaiyang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.

-alam bagian ini kita hanya akan mendiskusikan bagaimana ara ber!kir3ernoulli sampai menemukan persamaannya, kemudian menuliskan persamaan ini.'kan tetapi kita tidak akan menurunkan persamaan 3ernoulli seara matematis.

*ita disini dapat melihat sebuah pipa yang pada kedua ujungnya berbedadimanaujung pipa 1 lebih besar dari pada ujung pipa 2.

Penerapan %ukum Bernoulli& Perhatikanlah ,amar 4.$4. "uatu fuida

bergerak dari titik ' yang ketinggiannya h1 dari permukaan tanah ke titik 3 yang

ketinggiannya h2dari permukaan tanah. Pada pelajaran sebelumnya, 'nda telah


8/20/2019 241734440-fluida

37/72

mempelajari 5ukum *ekekalan Inergi Mekanik pada suatu benda. Misalnya, pada

benda yang jatuh dari ketinggian tertentu dan pada anak panah yang lepas dari

busurnya. 5ukum *ekekalan Inergi Mekanik juga berlaku pada fuida yang bergerak,

seperti pada ,amar 4.$4.

,amar 4.$4 Fluida bergerak dalam pipa yang ketinggian dan luas penampangnya yangberbeda. Fluida naik dari ketinggian h1 ke h2 dan keepatannya berubah dari v 1 ke v 2.

-i ujung pipa satu, mengalir air dengan 6olume [J, bila kerapatan air adalah Omaka massa pada 6olume tersebut adalah [m [JO. enaga potensial yang dimilikimassa adalah 4 [mgh. Fluida tak termampatkan maka pada ujung yang lainnyakeluar air dengan 6olume yang sama dan massa yang sama. 4jung kedua memilikiketinggian yang berbeda dengan ujung pertama. -engan demikian, tenagapotensialnya berbeda meskipun massanya sama. 0ika massa [m bergerak dari ujung1 ke ujung 2 maka massa mengalami perubahan tenaga potensial sebesar,

Perubahan tenaga kinetik massa:

"aat fuida di ujung kiri fuida mendapat tekanan P1dari fuida di sebelah kirinya,

gaya yang diberikan oleh fuida di sebelah kirinya adalah F1 P1'1. *erja yangdilakukan oleh gaya ini adalah:


http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/fluida-dinamis-dan-persamaan-kontinuitas/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/pengertian-kapilaritas/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/contoh-tegangan-permukaan/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-paskal/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/hukum-utama-hidrostatis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/hukum-utama-hidrostatis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/sifat-sifat-fisis-fluida-statis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/fluida-dinamis-dan-persamaan-kontinuitas/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/pengertian-kapilaritas/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/contoh-tegangan-permukaan/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/penerapan-hukum-paskal/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/hukum-utama-hidrostatis/http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/sifat-sifat-fisis-fluida-statis/

8/20/2019 241734440-fluida

38/72

Pada saat yang sama fuida di bagian kanan memberi tekanan kepada fuida kearah kiri. 3esarnya gaya karena tekanan ini adalah F2 $P2'2. *erja yang dilakukangaya ini.

*erja total yang dilakukan gaya di sebelah kiri dan sebelah kanan ini adalah:

Masih ingatkah dengan teorema kerja dan energi:

"etelah dimasukan akan diperleh:

kita bagi kedua ruas dengan [J kita memperoleh:

kita bisa mengubah persamaan tersebut menjadi:

"eara lengkap, 5ukum 3ernoulli menyatakan bah%a jumlah tekanan, energikinetik per satuan 6olume, dan energi potensial per satuan 6olume memiliki nilaiyang sama di setiap titik sepanjang aliran fuida ideal. Persamaan matematisnya,dituliskan sebagai berikut.

p : ;

8/20/2019 241734440-fluida

39/72

v keepatan aliran fuida (m&s),

g perepatan gra6itasi (m&s2),

h ketinggian pipa dari tanah (m), dan

O massa jenis #luida.


8/20/2019 241734440-fluida

40/72

Penerapan %ukum Bernoulli dapat kita lihat pada*

a. Teorema Torri#eli

"alah satu penggunaan persamaan 3ernoulli adalah menghitung keepatan zatair yang keluar dari dasar sebuah %adah (lihat gambar di ba%ah)

*ita terapkan persamaan 3ernoulli pada titik 1 (permukaan %adah) dan titik 2(permukaan lubang). *arena diameter kran&lubang pada dasar %adah jauh lebih keil

dari diameter %adah, maka keepatan zat air di permukaan %adah dianggap nol (61 A). Permukaan %adah dan permukaan lubang&kran terbuka sehingga tekanannyasama dengan tekanan atmos!r (P1 P2). -engan demikian, persamaan 3ernoulli

untuk kasus ini adalah :

0ika kita ingin menghitung keepatan aliran zat air pada lubang di dasar %adah,maka persamaan ini kita oprek lagi menjadi

3erdasarkan persamaan ini, tampak bah%a laju aliran air pada lubang yangberjarak h dari permukaan %adah sama dengan laju aliran air yang jatuh bebassejauh h (bandingkan >erak jatuh 3ebas)

9ni dikenal dengan eorema orrieli. eorema ini ditemukan oleh Iyang orrielli, murid eyang butut >allileo, satu abad sebelum om 3ernoulli menemukanpersamaannya.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 #0

8/20/2019 241734440-fluida

41/72

. ?2ek enturi

"elain teorema orrielli, persamaan 3ernoulli juga bisa diterapkan pada kasuskhusus lain yakni ketika fuida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannyahampir sama (perbedaan ketinggian keil). 4ntuk memahami penjelasan ini, amatigambar di ba%ah:

Pada gambar di atas tampak bah%a ketinggian pipa, baik bagian pipa yangpenampangnya besar maupun bagian pipa yang penampangnya keil, hampir samasehingga diangap ketinggian alias h sama. 0ika diterapkan pada kasus ini, makapersamaan 3ernoulli berubah menjadi

*etika fuida mele%ati bagian pipa yang penampangnya keil ('2), maka lajufuida bertambah (ingat persamaan kontinuitas). Menurut prinsip 3ernoulli, jikakelajuan fuida bertambah, maka tekanan fuida tersebut menjadi keil. 0adi tekananfuida di bagian pipa yang sempit lebih keil tetapi laju aliran fuida lebih besar.

9ni dikenal dengan julukan e#ek Jenturi dan menujukkan seara kuantitati# bah%a

jika laju aliran fuida tinggi, maka tekanan fuida menjadi keil. -emikian pulasebaliknya, jika laju aliran fuida rendah maka tekanan fuida menjadi besar.

#. arurator


8/20/2019 241734440-fluida

42/72

*arburator ber#ungsi untuk menghasilkan ampuran bahan bakar dengan udara,kemudian ampuran ini dimasukkan ke dalam silinder$silinder mesin untuk tujuanpembakaran.

d. enturimeter

Penerapan menarik dari e#ek 6enturi adalah Jenturi Meter. 'lat ini dipakai untukmengukur laju aliran fuida, misalnya menghitung laju aliran air atau minyak yangmengalir melalui pipa. erdapat 2 jenis 6enturi meter, yakni 6enturi meter tanpamanometer dan 6enturi meter yang menggunakan manometer yang berisi airanlain, seperti air raksa. Prinsip kerjanya sama saja_.

1). enturi meter tanpa manometer

>ambar di ba%ah menunjukkan sebuah 6enturi meter yang digunakan untukmengukur laju aliran zat air dalam pipa.

'mati gambar di atas. *etika zat air mele%ati bagian pipa yang penampangnya

keil ('2), laju airan meningkat. Menurut prinsipnya om 3ernoulli, jika laju airanmeningkat, maka tekanan airan menjadi keil. 0adi tekanan zat air padapenampang besar lebih besar dari tekanan zat air pada penampang keil (P1 S P2)."ebaliknya 62 S 61

"ekarang kita olah persamaan yang digunakan untuk menentukan laju aliran zatair pada pipa di atas. *ita gunakan persamaan e#ek 6enturi yang telah diturunkansebelumnya.


8/20/2019 241734440-fluida

43/72

-alam pokok bahasan ekanan Pada Fluida, gurumuda sudah menjelaskan bah%auntuk menghitung tekanan fuida pada suatu kedalaman tertentu, kita bisamenggunakan persamaan :

0ika perbedaan massa jenis fuida sangat keil, maka kita bisa menggunakanpersamaan ini untuk menentukan perbedaan tekanan pada ketinggian yang berbeda(kalau bingung, baa kembali pembahasan mengenai ekanan -alam Fluida ` Fluida"tatis). -engan demikian, persamaan a bisa kita oprek menjadi :


8/20/2019 241734440-fluida

44/72

8/20/2019 241734440-fluida

45/72

aliran udara yang mengalir bebas (ini yang akan kita ukur), dan tekanan pada kakikiri manometer (pipa bagian kiri) tekanan udara yang mengalir bebas (P1).

/ubang yang menuju ke kaki kanan manometer, tegak lurus dengan aliran udara.*arenanya, laju aliran udara yang le%at di lubang ini (bagian tengah) berkurang danudara berhenti ketika tiba di titik 2. -alam hal ini, 62 A. ekanan pada kaki kananmanometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (P2).

*etinggian titik 1 dan titik 2 hampir sama (perbedaannya tidak terlalu besar)sehingga bisa diabaikan. 9ngat ya, tabung pitot juga diranang menggunakan prinsipe#ek 6enturi. Mirip seperti si 6enturi meter, bedanya si tabung petot ini dipakai untukmengukur laju gas alias udara. *arenanya, kita tetap menggunakan persamaan e#ek6enturi. "ekarang kita oprek persamaannya :

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 #$

8/20/2019 241734440-fluida

46/72

9ni persamaan yang kita ari. Persamaan ini digunakan untuk menghitung lajualiran gas alias udara menggunakan si tabung pitot.

g. Pen-emprot Par2um

Penyemprot Par#um adalah salah satu ontoh 5ukum 3ernoulli. *etika 'ndamenekan tombol ke ba%ah, udara dipaksa keluar dari bola karet termampatkanmelalui lubang sempit diatas tabung silinder yang memanjang ke ba%ah sehinggamemasuki airan par#um."emburan udara yang bergerak epat menurunkan tekananudara pada bagian atas tabung, dan menyebabkan tekanan atmos#er padapermukaan airan memaksa airan naik ke atas tabung. "emprotan udaraberkelajuan tinggi meniup airan par#um sehingga airan par#um dikeluarkan sebagaisemburan kabut halus.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 #%

8/20/2019 241734440-fluida

47/72

h. Pen-emprot @a#un erangga

Penyemprot

8/20/2019 241734440-fluida

48/72

Pertama, asap hasil pembakaran memiliki suhu tinggi alias panas. *arena suhutinggi, maka massa jenis udara tersebut keil. 4dara yang massa jenisnya keilmudah terapung alias bergerak ke atas. 'lasannya bukan uma ini_ Prinsip bernoulli

juga terlibat dalam persoalan ini.

*edua, prinsip bernoulli mengatakan bah%a jika laju aliran udara tinggi maka

tekanannya menjadi keil, sebaliknya jika laju aliran udara rendah, maka tekanannyabesar. 9ngat bah%a bagian atas erobong berada di luar ruangan. 'da angin yangniup di bagian atas erobong, sehingga tekanan udara di sekitarnya lebih keil. -idalam ruangan tertutup tidak ada angin yang niup, sehingga tekanan udara lebihbesar. *arenanya asap digiring ke luar le%at erobong_ (udara bergerak dari tempatyang tekanan udaranya tinggi ke tempat yang tekanan udaranya rendah).

k. Tikus juga tahu prinsip Bernoulli

Perhatikan gambar di ba%ah_. ini gambar lubang tikus dalam tanah. ikus jugatahu prinsip om bernoulli. "i tikus tidak mau mati karena sesak napas, karenanyatikus membuat 2 lubang pada ketinggian yang berbeda. 'kibat perbedaan ketinggianpermukaan tanah, maka udara berdesak2an dengan temannya (bagian kanan). Mirip

seperti air yang mengalir dari pipa yang penampangnya besar menuju pipa yangpenampangnya keil. *arena berdesak2an maka laju udara meningkat (ekananudara menurun).

*arena ada perbedaan tekanan udara, maka udara dipaksa mengalir masukmelalui lubang tikus. 4dara mengalir dari tempat yang tekanan udara$nya tinggi ketempat yang tekanan udaranya rendah.

l. ,a-a +ngkat a-ap Pesaat Terang

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 #'

8/20/2019 241734440-fluida

49/72

>aya 'ngkat "ayap Pesa%at erbang juga merupakan salah satu ontoh 5ukum3ernoulli.

Pada dasarnya, ada empat buah gaya yang bekerja pada sebuah pesa%atterbang yang sedang mengangkasa .

1. 3erat Pesa%at yang disebabkan oleh gaya gra6itasi 3umi

2. >aya angkat yang dihasilkan oleh kedua sayap pesa%at

;. >aya ke depan yang disebabkan oleh mesin pesa%at

H. >aya hambatan yang disebabkan oleh gerakan udara.

3agian depan sayap diranang melengkung ke atas. 4dara yang ngalir dariba%ah berdesak2an dengan temannya yang ada di sebelah atas. Mirip seperti airyang ngalir dari pipa yang penampangnya besar ke pipa yang penampangnyasempit. 'kibatnya, laju udara di sebelah atas sayap meningkat. *arena laju udarameningkat, maka tekanan udara menjadi keil. "ebaliknya, laju aliran udara disebelah ba%ah sayap lebih rendah, karena udara tidak berdesak2an (tekanan

udaranya lebih besar). 'danya perbedaan tekanan ini, membuat sayap pesa%atdidorong ke atas. *arena sayapnya nempel dengan badan si pesa%at, maka sipesa%at ikut2an terangkat.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 #(

8/20/2019 241734440-fluida

50/72

,amar 4.3A (a) *etika sayap pesa%at horizontal, sayap tidak mengalami gaya angkat. (b)*etika sayap pesa%at dimiringkan, pesa%at mendapat gaya angkat sebesar # 1 N # 2.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $0

8/20/2019 241734440-fluida

51/72

>aya angkat pada sayap pesa%at terbang dirumuskan sebagai berikut

dengan: # 1 N # 2 gaya angkat pesa%at terbang (),

A luas penampang sayap pesa%at (m2),

v 1 keepatan udara di bagian ba%ah sayap (m&s),

v 2 keepatan udara di bagian atas sayap (m&s), dan

O massa jenis #luida (udara).

m. !ela-an juga tahu prinsip Bernoulli

Perahu layar biasanya berlayar mela%an angin. *ok bisa la%an angin ya +seharusnya khan angin niup si perahu dan om sopirnya ke belakang_ bisa. elayan

juga tahu prinsip bernoulli. 8uma si nelayan tidak tahu, kalau ara menggerakanperahu dengan meman#aatkan si angin itu namanya prinsip bernoulli.

8ontoh menghitung gaya angkat pesa%at terbang

"ebuah pesa%at terbang bergerak dengan keepatan tertentu sehingga udarayang melalui bagian atas dan bagian ba%ah sayap pesa%at yang luas permukaannyaBA m2 bergerak dengan kelajuan masing$masing ;2A m&s dan ;AA m&s. 3erapakahbesarnya gaya angkat pada sayap pesa%at terbang tersebut+ (O udara 1,; kg&m;)

Jaa

-iketahui: A BA m2, v 2 ;2A m&s, v 1 ;AA m&s, dan O udara 1,; kg&m;.

(1,; kg&m;)(BA m2)(;2A m&s)2 N (;AA m&s)2 HA;.AAA


8/20/2019 241734440-fluida

52/72

1. Massa jenis merupakan karakteristik suatu zat. Yang dimaksud massa jenis adalah...

2. Menurut hukum 'rhimedes suatu benda jika dimasukkan ke dalam fuida akan

mengalami ; kemungkinan, yaitu ... , ... , dan ...

;. Fluida merupakan zat alir yang dapat berupa... dan ....

H. 0embatan ponton merupakan aplikasi dari hukum_..pada fuida.

B. "ebuah pipa mempunyai diameter penampang m dan ; m. *eepatan air dalam

pipa berdiameter m adalah 1,B m&s. *eepatan air pada penampang keil

adalah ...

. "atuan dari besaran massa menurut "tandar 9nternasional ("9) adalah ...

. Prinsip kerja dongkrak hidrolik sesuai dengan hukum...

G. "ebuah benda dengan 6olume GAAA m

3

dan massa jenis 1,B gr&m

3

terelup di dalam

air seluruhnya. entukan besar gaya ke atas yang dialami benda T

D. entukan besarnya gaya yang dihasilkan pada penampang kedua T

8AA! F$

#m 3A#m

1A. "ebuah benda berongga akan terapung dalam air jika massa jenis benda ...11. Pompa hidrolik mempunyai penampang '1 1A m2 dan '2 ;A m2. 0ika beban

pada penampang '1 seberat BA , maka beban yang terangkat pada penampang

'2 adalah ...12. "ebuah batu 6olume A,B m ; terelup seluruhnya ke dalam zat air yang massa

jenisnya 1,B gr m $;. 0ika perepatan gra6itasi 1A m s $2, maka batu akan mendapat

gaya ke atas sebesar _1;. 0embatan ponton merupakan aplikasi dari hukum_..pada fuida.

1H. "ebuah dongkrak hidrolik memiliki penghisap keil berdiameter m dan penghisap

besar berdiameter ;A m. >aya pada penghisap keil HAA.entukan gaya yang

dihasilkanT

1B. "ebuah benda dengan 6olume GAAA m

3

dan massa jenis 1,B gr&m

3

terelup di dalam

air seluruhnya. entukan:

a. besar gaya ke atas yang dialami benda


8/20/2019 241734440-fluida

53/72

b. berat benda di dalam air

1. >aya 2AA menekan bidang seluas A m2 . tentukan tekanan yang dihasilkan.2. -ongkrak hidrolik '1 H m2 dan '2 1 m2 . Pada penanmpang keil diberi

gaya 1BA . 3erapa massa beban yang bisa diangkat pada penampang besar.;. "ebuah pipa balok 2&B bagian terelup dalam fuida yang massa jenisnya A,

gr&m;. berapa massa jenis balok tersebut.H. *olam sedalam GA m berisi air yang massa jenisnya 1 gr&m;. 0ika tekanan udara

luar 1 atm. entukan a. ekanan hidrostatis didasar kolam

b. ekanan mutlak didasar kolamB. -ebit air yang le%at saluran ;A liter&s. 0ika luas saluran 2A m2 . 3erapakah

keepatan aliran pada pipa.. Pipa horizontal '1 : '2 2 :1A. "edangkan 62 m&s. entukan 61 +. angki setinggi 12B m diisi penuh dengan air, HB m diatas dasar tangki terdapat

lubang. entukan : a. *eepatan keluarnya air dari lubang

b. 0arak jangkauan terjauh jatuhnya air


8/20/2019 241734440-fluida

54/72

Pilihan >anda

Pilihlah ja%aban yang paling tepatT

1. 0ika sebongkah batuan pada gambar bekerja dengan tekanan BA.AAAPa, makamassa bongkahan itu adalah _.

a. 1A.AAA kg

b. 2B.AAA kg

. BA.AAA kg

d. 1AA.AAA kg

e. 2BA.AAA kg

2. "uatu titik ' dan 3 berada dalam air, kedalaman titik ' dan 3 daripermukaanmasing$masing 1A m dan HA m. Perbandingan tekanan hidrostatis di titik ' dan3 adalah _.

a. 1:B

b. H:1

. ;:2

d. 1:H

e. 1:1

;. Pada gambar diketahui massa jenis air 1gr&m;, massa jenis minyak A,G&m;. 0ikabalok kayu dengan sisi 1Am dan 2AE bagiannya berada dalam air, maka massabalok kayu _.

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $#

8/20/2019 241734440-fluida

55/72

a. HHA gram

b. HA gram

. GHA gram

d. DHA gram

e. 1.AHA gram

H. "egumpal es dalam keadaan terapung dilaut. Jolume seluruhnya adalah B.1BA dm;. 0ika massa jenis es A,D kg&dm;, massa jenis air laut 1,A; kg&dm;, maka 6olumees yang menonjol dipermukaan air laut adalah _.

a. BBA dm;

b. AA dm;

. BA dm;

d. AA dm;

e. BA dm;

B. "uatu kubus dari kayu dengan rusuk 1A m massa jenisnya A, gr&m;. Pada bagianba%ahnya digantungkan sepotong besi yang 6olumenya ;1,2Bm; dengan aramengikat dengan benang, ternyata semuanya melayang dalam minyak yang massa

jenisnya A,G gr&m;, maka massa jenis besi tersebut adalah _

a. ,G gr&m;

b. , gr&m;

. ,H gr&m;

d. ,2 gr&m;

e. ,A gr&m;

. -e!nisi dari fuida adalah _.

a. zat yang mempunyai bentuk tetap

b. zat yang tidak mempunyai ketegaran

. zat yang tidak dapat mengalir

d. zat yang selalu mengalir

e. zat yang hanya dapat mengalir jika terdapat perbedaan ketinggian permukaan

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $$

8/20/2019 241734440-fluida

56/72

. >aya apung terjadi karena adanya peningkatan kedalaman dalam suatu fuida,maka _.

a. massa jensia berkurang

b. massa jensia bertambah

. tekanan tetap

d. tekanan bertambah

e. tekanan berkurang

G. "uatu benda di udara yang beratnya B dimasukan seluruhnya ke dalam air yangmempunyai massa jenis 1 gr&m;, ternyata melayang di dalam air. 3esar gaya keatas yang dialami oleh benda tersebut adalah _.

a. 1

b. 2

. ;

d. H

e. B

D. "epotong kayu terapung dengan 1&B bagian terelup di dalam air. 0ika Oair 1.1A;

kg&m;, maka massa jenis kayu adalah _ kg&m;

a. 1BA

b. 1B

. 2AA

d. 2BA

e. ;AA

1A. >aya apung terjadi karena dengan meningkatnya kedalaman dalam suatu fuida,maka _.

a. tekanan bertambah

b. tekanan berkurang

. tekanan tetap

d. massa jenis bertambah

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $%

8/20/2019 241734440-fluida

57/72

e. massa jenis berkurang

CC. 'raian

2awablah pertanyaan berikut dengan singkat dan 3elas4

1. "uatu benda diudara memiliki berat DB. bend atersebut kemudian ditimbang didalam air dan beratnya menjadi G. tentukan besarnya gaya arimedes yangbekerjaT

2. "ebuah drum silinder yang berjari$jari penampang BAm dengan penampangatas terbuka berisi minyak tanah setinggi GAm. jika massa jenis minyak A,Ggr&m; dan tekanan udara di luar sebesar 1 atm, maka hitunglah: a. tekananyang dialami oleh dasar drum, b. tekanan hidrostatis pada titik yang berada 1Am dari dasar drumT

;. "ebuah perahu bermassa 1AA ton. 3erapa m; sekurang$kurangnya 6olumebagian perahu yang ada diba%ah air jika perahu berlayar di dalam: a. air ta%aryang massa jenisnya 1.AAA kg&m;, b. air laut yang massa jenisnya 1.A;Akg&m;T

H. "ebuah batang pipa kapiler memiliki jari$jari penampang 1 mm dan dielupkantegak lurus kedalam air ( O1A;kg&m;). 'pabila tegangan dipermukaan airsebesar A,A&m2 dan sudut kontak ;o, maka berapakah kenaikan air dalampipa kapiler jika perepatan gra6itasi adalah 1Am&s2+

B. "ebutkan tiga ontoh alat yang bekerja berdasarkan hukum pasalT

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $&

8/20/2019 241734440-fluida

58/72

1. 'ir mengalir melalui pipa mendatar denganluas penampang pada masing$masingujungnya 2AAmm2 dan 1AAmm2. 3ila airmengalir dari panampang besar dengankeepatan adalah 2 m&s, maka keepatan airpada penampang keil adalah _.a. H m&sb. 2m&s. 1 m&s

d. m&s

e. m&s

2. 'zas 3ernoulli dalam fuida bergerakmenyatakan hubungan antara _.

a. tekanan, massa jenis dan suhu

b. tekanana, keepatan dan massa jenis

. tekanan hidrostatis dan kontinuitas aliran

d. daya angkat pesa%at terbang dankeepatan fuida

e. tekanan, keepatan dan kedudukan

;.

Pada gambar tersebut, > adalah generator1.AAA Q yang digerakan dengan kinir angin,generator hanya menerima energi sebesarGAE dari air. 3ila generator dapat bekerjanormal, maka debit air yang sampai kekinirair dalah _.

. 5ukum bernoulli didasarkan pada hukum _.

a. 9 e%ton

b. 99 e%ton

. 999 e%ton

d. kekekalan energi

e. kekekalan momentum

. Minyak mengalir melalui sebuah pipabergaris tengah G m dengan keepatan rata$rata ; m&s. 8epat aliran dalam pipa sebesar _.

a. 1B,1 m;&s

b. 1B1 liter&s

. 1,B1 liter&s

d. 1,B1 m;&s

e. 1,B1 m;&s

G. 3enda$benda berikut ini bekerjaberdasarkan prinsip hukum 3ernoulli, kecuali_.

a. pipa 6enturi

b. pipa pitot

. penyemprot serangga

d. karburator

e. galangan kapal

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $'

IJ'/4'"9 '*59< 3'3 1

8/20/2019 241734440-fluida

59/72

a. 12,B /&s

b. 12 /&s

. 2,B /&s

d. 12B /&s

e. 2BA /&s

H. "uatu fuida ideal mengalir di dlaam pipayang diameternya B m, maka keepatanaliran fuida adalah _.

a. 1A,B m&s

b. 1B m&s

. 1G m&s

d. ;A m&s

e. ;2 m&s

B. "ebuah selang karet menyemprotkan air6ertikal ke atas sejauh H,AB meter. 3ila luasujung selang adalah A,G m2, maka 6olume airyang keluar dari selang selama 1 menit adalah

_ liter

a. H;,2

b. ;,B

. ;1,B

d. 2,H

e. 1B,1

D. -ebit air yang keluar dari pipa yang luaspenampangnya Hm2 sebesar 1AA m;&s.*eepatan air yang keluar dari pipa tersebutadalah _.

a. 2B m&s

b. 2,B m&s

. A,2B m&s

d. H m&s

e. A,H m&s

1A. 'ir mengalir kedalam sebuah bak dengandebit tetap A,B liter&s. 0ika bak tersebutberukuran 1\1\1 m;, maka bak tersebut akan

penuh dalam %aktu _ menit.

1. ;;,;

b. ;,;;

. ;;;

d. ;,;

e. ;,HB

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 $(

8/20/2019 241734440-fluida

60/72

CC. 'raian

2awablan pertanyan berikut dengan singkat dan 3elas4

1. -ebit air yang melalui sebuah lubang terletak G m di ba%ah permukaan air padasebuah bak yang luasnya BA m;&s. 5itunglah debit air melalui lubang tersebut, jika

diatas permukaan air diberi tambahan tekanan 2L1AH &m2T

2. "ebuah kran air mempunyai luas 2 m2. entukan debit air dari kran tersebut bila lajualiran air 2 m&sT

;. Perhatikan gambar berikut iniT

H. entukan keepatan aliran air pada penampang 1T

B. "uatu fuida mengalir pada sebuah pipa yang memiliki luas penampang 2B m2

dengan keepatan 1Am&s2. 5itunglah besar debit fuida tersebutT

. -ebit air yang melalui sebuah lubang terletak G m di ba%ah permukaan air padasebuah bak yang luasnya BA m;&s. 5itunglah debit air melalui lubang tersebut, jikadi atas permukaan air diberi tambahan tekanan 2L1AH &m2T

1. 3ak mandi dengan ukuran panjang, lebar dan tinggi berturut$turut adalah 1,G m, 1 mdan 1 m dalam kondisi kosong.

0ika kran di buka dengan debit air 2 liter setiap detik, maka bak mandi tersebut akanpenuh dalam %aktu.......

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 %0

@emidiasi

8/20/2019 241734440-fluida

61/72

'. ; menit

3. menit

8. D menit

-. 1B menit

I. ;A menit


8/20/2019 241734440-fluida

62/72

oal !o. $

4ntuk menyiram kebun bunganya seorang anak menggunakan selang air yangmemiliki diameter sebesar 1 m dengan keepatan aliran air B& m&s. -ebit dari aliranair adalah...

'. 1,2B \ 1AC H m;&s

3. 1,B \ 1A

C H

m

;

&s

8. 2,2B \ 1AC H m;&s

-. 2,BA \ 1AC H m;&s

I. ;,2B \ 1AC H m;&s

oal !o. 3

*eepatan air pada pipa keil adalah.....

'. 2A m&s

3. 2B m&s

8. ;A m&s


8/20/2019 241734440-fluida

63/72

-. ;B m&s

I. BA m&s


8/20/2019 241734440-fluida

64/72

8/20/2019 241734440-fluida

65/72

-. 2A m

I. 2B m

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 %$

8/20/2019 241734440-fluida

66/72

oal !o.

0arak c sebesar.....

'. H m

3. D m

8. 1 m

-. 2B m

I. ; m

oal !o. 4

*elajuan airan pada pipa besar adalah.....

'. A,B m&s

3. A,B2 m&s

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 %%

8/20/2019 241734440-fluida

67/72

8. 1,B m&s

-. 1,B2 m&s

I. 2,2B m&s

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 %&

8/20/2019 241734440-fluida

68/72

oal !o. D

entukan nilai cT

'. 1 m

3. 2 m

8. B m

-. G m

I. 1A m

oal !o. E

0ika massa jenis 5g adalah 1;AA kg&m;, massa jenis air adalah 1AAA kg&m; dankeepatan aliran air pada pipa besar adalah B m&s maka keepatan air pada pipakeil mendekati.....

'. m&s

3. G m&s

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 %'

8/20/2019 241734440-fluida

69/72

8. 1A m&s

-. 12 m&s

I. 1B m&s

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 %(

8/20/2019 241734440-fluida

70/72

oal !o. 1A

3erkaitan dengan gaya angkat pada pesa%at......'. tekanan di ba%ah sayap lebih keil dari tekanan di atas sayap

3. gaya yang timbul di ba%ah sayap lebih keil dari gaya yang timbul di atas

sayap8. keepatan aliran udara di ba%ah sayap lebih keil dari keepatan aliran udara

di atas sayap-. tekanan di atas sayap sama besar dengan tekanan di ba%ah sayap

I. gaya angkat tidak dipengaruhi oleh tebal tipisnya lapisan udara

oal !o. 11

"ebuah pesa%at memiliki luas total sayap GA m2. 0ika keepatan aliran udara di atasdan diba%ah sayap adalah ;AA m&s dan 2BA m&s maka dengan massa jenis udara 1kg&mSsupS; besar gaya angkat pada pesa%at adalah......

'. 11AA k

3. 1BAA k

8. 1GAA k

-. 2AAA k

I. 2HAA k

oal !o. 1$

*eepatan terminal sebuah kelereng yang dimasukkan ke dalam suatu fuida kentalsebanding dengan:(1) diameter kelereng(2) koe!sien 6iskositas fuida(;) jari$jari kelereng(H) perepatan gra6itasi bumiPernyataan yang benar adalah.....

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 &0

8/20/2019 241734440-fluida

71/72

'. 1, 2 dan ;

3. 1 dan ;

8. 2 dan H

-. H

I. 1, 2, ; dan H

Modul Fisika XI Semester Gasal | Tahun Ajaran 2012/2013 &1

8/20/2019 241734440-fluida

72/72

1. >aya 2HA menekan bidang seluas BA m2 . tentukan tekanan yangdihasilkan.

2. -ongkrak hidrolik '1 B m2 dan '2 2B m2 . Pada penanmpang keil

diberi gaya 2AA . 3erapa massa beban yang bisa diangkat pada penampang

besar.

;. "ebuah pipa balok 2&B bagian terelup dalam fuida yang massa jenisnya A,G

gr&m;. berapa massa jenis balok tersebut.

H. *olam sedalam A m berisi air yang massa jenisnya 1 gr&m;. 0ika tekanan

udara luar 1 atm. entukan a. ekanan hidrostatis didasar kolam b. ekanan

mutlak didasar kolam

B. -ebit air yang le%at saluran 2B liter&s. 0ika luas saluran 2A m2 . 3erapakah

keepatan aliran pada pipa.

. Pipa horizontal '1 : '2 2 : G. "edangkan 62 B m&s. entukan 61 +

. angki setinggi 12B m diisi penuh dengan air, GA m diatas dasar tangki

terdapat lubang. entukan : a. *eepatan keluarnya air dari lubang b. 0arak

jangkauan terjauh jatuhnya air

Penga-aan

241734440-fluida

Documents