FLUIDA Tugas Fisika Dasar I Disusun oleh: Muhammad Naufal Farras Prodi : Manajemen Rekayasa Industri

FLUIDA Fluida, kebalikan dari zat padat, adalah zat yang dapat mengalir. Zat padat seperti batu dan besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air, minyak pelumas, dan susu merupakan contoh zat cair. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida.

Dalam Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda homogen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan volume. Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut. ρ = m / V dengan: m = massa (kg atau g), V = volume (m 3 atau cm 3 ), dan ρ = massa jenis (kg/m 3 atau g/cm 3 )

Jenis beberapa bahan dan massa jenisnya dapat dilihat pada Tabel 1. berikut. Tabel 1. Massa Jenis atau Kerapatan Massa (Density) BahanMassa Jenis (g/cm 3 ) Nama Bahan Massa Jenis (g/cm 3 ) Air1,00Gliserin1,26 Alumini um 2,7Kuningan8,6 Baja7,8Perak10,5 Benzena0,9Platina21,4 Besi7,8Raksa13,6 Emas19,3Tembaga8,9 Es0,92Timah Hitam 11,3 Etil Alkohol 0,81 Sumber : College Physics, 1980

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. 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. Jika besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalah P, menurut konsep tekanan, besarnya P dapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A). P = F/A

Tekanan Hidrostatis

Untuk mencari massa jenis fluida dapat menggunakan persamaan: ρ = m/V m = ρ V Volume fluida di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas permukaan bejana (A) dan tinggi fluida dalam bejana (h). Sehingga persamaan diatas menjadi : m = ρ A h Sedangkan berdasarkan konsep tekanan, persamaan tekanan : P = F/A = W/A = m.g /A = ρ A h g / A = ρ g h Jika tekanan hidrostatis dilambangkan dengan ph, persamaannya dituliskan sebagai berikut: Ph = ρ g h Ph = tekanan hidrostatis (N/m2), ρ = massa jenis fluida (kg/m3), g = percepatan gravitasi (m/s2), h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m).

Penurunan Rumus Hukum Archimedes Berlaku Untuk Semua Fluida Vbf adalah volum benda yang tercelup dalam FLUIDA Fa = Mfg Fa = pfVbfg Fa = F2 – F1 karena F2 > F1 = pf gh2 A - pf gh1 A = pf gA (h2 - h1) = pf gAh sebab h2 - h1 = h = pf gVbf sebab Ah = Vbf adalah volum silinder yang tercelup dalam fluida PERHATIKAN pf Vbf = massa Fluida (Mf) pf gVbf = berat Fluida yang dipindahkan benda (Mfg)

RUMUS GAYA APUNG Fa = Mfg Fa = pfVbfg Secara sistematis, hukum archimedes dapat ditulis sebagai berikut : FA = ρa Va g FA = gaya angkat ke atas pada benda (N) ρ a = massa jenis zat cair (kg/m3) Va = volume zat cair yang terdesak (m3) g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Keadaan Benda Tiga keadaan benda di dalam zat cair : Melayang pb, rata-rata = pf w = Fa KETERANGAN pb = massa jenis benda pf = massa jenis fluida w = berat benda Fa = gaya Apung

Tenggelam pb, rata-rata > pf w > Fa KETERANGAN pb = massa jenis benda pf = massa jenis fluida w = berat benda Fa = gaya Apung Terapung pb, rata-rata < pf w = Fa KETERANGAN pb = massa jenis benda pf = massa jenis fluida w = berat benda Fa = gaya Apung

Persamaan Kontinuitas Misal terdapat suatu tabung alir seperti tampak pada Gambar diatas. Air masuk dari ujung kiri dengan ke cepatan v1 dan keluar di ujung kanan dengan kecepatan v2. Jika kecepatan fluida konstan, maka dalam interval waktu Δt fluida telah menempuh jarak Δs 1 = v 1 x Δt. Jika luas penampang tabung kiri A1 maka massa pada daerah yang diarsir adalah:

Demikian juga untuk fluida yang terletak di ujung kanan tabung, massanya pada daerah yang diarsir adalah : Karena alirannya lunak (steady) dan massa konstan, maka massa yangmasuk penampang A 1 harus sama dengan massa yang masuk penampang A 2. Oleh karena itu persamannya menjadi:

Persamaan di atas dikenal dengan nama persamaan kontinuitas. Karena fluida inkonpresibel (massa jenisnya tidak berubah), maka persamaan menjadi:

Hukum Bernoulli Hukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah tekanan (p), energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. Jika dinyatakan dalam persamaan menjadi : P 1 + 1/2 ρ v ρ g h 1 = P 2 + 1/2 ρ v ρ g h 2 Dimana : P = tekanan air (Pa) ρ = massa jenis fluida (kg m -3 ) v = kecepatan air (m/s) g = percepatan gravitasi (m s -2 ) h = ketinggian air (m)