Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

13. Fluida. 13.1 Pendahuluan Fluida adalah zat yang mencakup benda cair (fluid) dan gas yang mempunyai sifat-sifat: 1.Dapat mengalir 2.Bentuk sesuai dengan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "13. Fluida. 13.1 Pendahuluan Fluida adalah zat yang mencakup benda cair (fluid) dan gas yang mempunyai sifat-sifat: 1.Dapat mengalir 2.Bentuk sesuai dengan."— Transcript presentasi:

1 13. Fluida

2 13.1 Pendahuluan Fluida adalah zat yang mencakup benda cair (fluid) dan gas yang mempunyai sifat-sifat: 1.Dapat mengalir 2.Bentuk sesuai dengan permukaan/ruang yang ditempati 3.Tidak dapat menahan gaya geser Massa Jenis atau Densitas (  ) didefinisikan sebagai perbandingan antara massa dan volume yang ditempatinya dan mempunyai satuan kg/m 3. (13.1)

3 Tekanan (p) adalah perbandingan dgn gaya dan permukaan fluida yang menahan gaya tersebut. Satuan tekanan adalah N/m 2, Pascal (Pa), atau atmospere (atm). 1 N/m 2 = 1 Pa dan 1 atm = 1,01 x 10 5 Pa. (13.2)

4 Contoh 13.1 Sebuah ruang berukuran panjang = 4,2 m, lebar 3,5 m dan tinggi 2,4 m. Jika densitas udara 1,21 kg/m 3, dan tekanan 1 atm, berapakah a)berat udara dalam ruang? b)gaya pada lantai ruang? Penyelesaian a) W = mg =  Vg = (1,21 kg/m 3 )(4,2 m)(3,5 m)(2,4 m)(9,8 m/s 2 ) = 418,3 kg.m/s 2. b) F = pA = (1 atm)((4,2 m)(3,5 m) = (1,01 x 10 5 N/m 2 )(4,2 m)(3,5 m) = 1,5 x 10 6 N

5 Air y = 0 Udara Sample Level 2, p 2 Level 1, p 1 y1y1 y2y2 W = mg F1F1 m F2F2 Gambar 13.1 (a) (b) F 2 = F 1 + W  p 2 A = p 1 A + mg m =  V =  A (y 1 – y 2 )

6 p 2 A = p 1 A +  A (y 1 – y 2 )g atau p 2 = p 1 +  g (y 1 – y 2 )(13.3) Air y = 0 Udara Level 2 Level 1 h p0p0 p Untuk mengetahui tekanan p pada kedalaman h, maka y 1 = 0, y 2 = –h, p 2 = p dan p 1 = p 0. Sehingga persamaan (13.3) menjadi p = p 0 +  g h (13.4) Gambar 13.2

7 13.2 Prinsip Pascal Dari gambar dan pers. (13.3) didapat p = p ext +  g h(13.5) Cairan p ext h P p p0p0 Gambar 13.3

8 13.3 Pengungkit Hidrolik Gambar 13.4 h0h0 hihi Input FiFi Output FoFo AoAo AiAi Oil

9 Dari gambar (13.4) didapat perubahan tekanan fluida Sehingga didapat (13.6) Volume yang dipindahkan karena gaya F i sama dengan volume yang menimbulkan gaya F o. V = F i h i = F o h o. atau (13.7) Dari pers. (13.6) dan (13.7) didapat (13.8)

10 Contoh 13.2 Dari gambar berikut, diameter piston yang lebih kecil adalah 5 cm, dan diameter piston yang lebih besar adalah 30 cm. Jika piston yang lebih besar ditekan dengan gaya sebesar 2,0 ton, berapakah gaya yang harus diberikan pada piston yang lebih kecil agar sistem menjadi setimbang? FiFi FoFo

11 Latihan Dari gambar berikut, diameter piston yang lebih kecil adalah 5 cm, dan diameter piston yang lebih besar adalah 30 cm. Jika piston yang lebih besar ditekan sejauh 3,5 ft, berapakah jarak pergerakan ke atas piston yang lebih kecil? FiFi FoFo

12 13.4 Prinsip Archimides  Gaya apung yang bekerja pada benda yang berada di dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut  Gambar 13.5

13 Gaya Apung F b =  f g V f (13.9) W =  g V(13.10) Kesetimbangan benda apung F b = W (13.11) F b = Gaya apung g = Percepatan gravitasi ρ = Massa jenis benda apung  f = Massa jenis fluida V = Volume benda yang dicelupkan/masukkan ke dalam fluida V f = Volume fluida yang dipindahkan W = Berat benda yang dicelupkan/dimasukkan ke dalam fluida W f = Berat fluida yang dipindahkan

14 Contoh 13.3 Sebuah patung kuno 70 kg terbaring di dasar laut. Jika volume patung tersebut 3,0 x 10 4 cm 3, tentukan gaya yang diperlukan untuk mengangkatnya! Penyelesaian: m = 70 kg V f = 3,0 x 10 4 cm 3 = 3,0 x 10 –2 m 3  f = 1,025 x 10 3 kg/m 3

15 Gaya apung F b = g ρ f V f = (9,8 m/s 2 )(1,025 x 10 3 kg/m 3 )(3,0 x 10 –2 m 3 ) = 301 N Berat patung = m g = (70 kg)(9,8 m/s 2 ) = 686 N Jika gaya untuk mengangkat patung = F Maka F = mg – F b = 686 N – 301 N = 385 N

16 Contoh 13.4 Berapa bagian dari potongan aluminium yang terbenam ketika terapung dalam air raksa? Penyelesaian:  = 2,70 x 10 3 kg/m 3 ;  f = 13,6 x 10 3 kg/m 3 ; F b = W  f g V f =  g V Misal volume almuminium yang terendam = volume fluida yang dipindahkan = V f Prinsip Archimides F b = W   f g V f =  g V Jadi bagian aluminium yang terendam = 0,199 dari seluruh volume aluminium.

17 Latihan Berat sebuah benda 30 N. Jika benda tersebut dibenamkan di dalam air beratnya menjadi 20 N. Jika dibenamkan di dalam cairan lainnya beratnya menjadi 24 N. Massa jenis air 998 kg/m 3. Berapakah massa jenis cairan lain tersebut? Penyelesaian W = 30 N ; W f1 = 20 N ; W f2 = 24 N ;  1 = 998 kg/m 3. Volume cairan yang dipindahkan pada saat dibenamkan dalam air = volume cairan yang dipindahkan pada saat dibenamkan di dalam cairan lainnya. V f1 = V f2

18 Gaya apung pada air F 1 = W – W f1 = 30 – 20 = 10 N Gaya apung pada cairan lain F 2 = W – W f2 = 30 – 24 = 10 N Karena V f 1 = V f 2, maka


Download ppt "13. Fluida. 13.1 Pendahuluan Fluida adalah zat yang mencakup benda cair (fluid) dan gas yang mempunyai sifat-sifat: 1.Dapat mengalir 2.Bentuk sesuai dengan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google