HYDROSTATICS PRINCIPLES FLUIDA STATIK HYDROSTATICS PRINCIPLES Sasaran Dapat menghitung distribusi tekanan dan gaya pada benda yang terendam dalam fluida. Dapat menghitung cara menghitung tekanan menggunakan differential manometry. Dapat a menggunakan manometer untuk mengukur tekanan

EFEK GRAVITASI PADA TEKANAN Review FLUIDA STATIK TEKANAN DALAM BEJANA P = F/A EFEK GRAVITASI PADA TEKANAN P = P0 + rgd GAYA BUOYANT F = r g V Note previous comes from F=ma. New material comes from conservation of energy! 05

TEKANAN DALAM BEJANA Tekanan timbul karena adanya tabrakan antara partikel fluida dengan dinding bejana (molecules “bouncing” ) Ada perubahan momentum (impulse), jika partikel menabrak dinding, balik arah menjauhi dinding wadah. Jadi pasti ada gaya bekerja pada partikel dan dinding,

Gaya per satuan luas, dimana gaya tegak lurus luasan. TEKANAN Gaya per satuan luas, dimana gaya tegak lurus luasan. p= A m2 Nm-2 (Pa) N F patmosfir= 1.013X105 Nm-2Pa (Pascal) 1 psi = 6895 Pa Tekanan absolut adalah tekanan relatif terhadap vakum Tekanan gauge, yaitu tekanan relatif terhadap atmosfir ( p-pa)

Seseorang menginjak jari kakimu dengan gaya 500 N pada luasan 1. 0 cm2 Seseorang menginjak jari kakimu dengan gaya 500 N pada luasan 1.0 cm2. Hitunglah tekanan dalam satuan atmosfir.

Pascal’s Principle Perubahan tekanan pada semua titik dalam fluida diteruskan keseluruhan fluida. Ini berguna untuk sistim pengangkat hidrolik.

Gaya ditransmisikan ke piston A2. Assume F1 = 500 N Gaya ditransmisikan ke piston A2. Gaya force F1 bekerja pada piston A1. F2 A2 A1 F2 1 500 N 10 5000 N 100 50,000 N

EFEK GRAVITASI PADA TEKANAN FLUIDA A cylinder of fluid P1A Atm d w P P2A Jika ujung atas kolom fluida terletak pada permukaan fluida maka P1=Patm jika wadah terbuka

EFEK GRAVITASI PADA TEKANAN FLUIDA Tekanan atas Pb F = gaya dari atas + gaya dari bawah + gaya gravitasi = 0 Densitas= Dz Zb Za Tekanan bawah Pa

TEKANAN DENGAN KEDALAMAN Untuk cair Untuk gas (gas ideal, isotermal)

Tekanan pada permukaan air danau adalah 105 kPa Tekanan pada permukaan air danau adalah 105 kPa. Hitung tekanan pada kedalaman 35.0 m dibawah permukaan air. Kerapatan air segar

Tekanan di permukaan planet Venus adalah 95 atm Tekanan di permukaan planet Venus adalah 95 atm. How far below the surface of the ocean on Earth do you need to be to experience the same pressure? Density of sea water

PENGUKURAN TEKANAN A manometer is a U-shaped tube that is partially filled with liquid. Both ends of the tube are open to the atmosphere.

A container of gas is connected to one end of the U-tube Cylinder of gas C A d B B’ Point A is the original location of the top of the fluid before the gas cylinder is connected.

Measuring pressure Manometers (negligible pressure change in a gas) p1 = px p1 (since they are at the same height) p2=pa px = py z pz= p2 = pa h x y py - pz = gh liquid density  p1 - pa = gh So a manometer measures gauge pressure.

Measuring Pressure Barometers A barometer is used to measure the pressure of the atmosphere. The simplest type of barometer consists of a column of fluid. vacuum p1 = 0 p2 - p1 = gh h p2 = pa pa = gh examples water: h = pa/g =105/(103*9.8) ~10m mercury: h = pa/g =105/(13.4*103*9.8) ~800mm

Atmospheric pressure is equivalent to a column of mercury 76.0 cm tall.

Archimedes’ Principle 1

ARCHIMEDES’ PRINCIPLE Buoyant Force (FB) weight of fluid displaced FB = fluidVdisplaced g Fg = mg = object Vobject g object sinks if object > fluid object floats if object < fluid If object floats… FB = Fg Therefore: fluid g Vdispl. = object g Vobject Therefore: Vdispl./Vobject = object / fluid 1

ARCHIMEDES EXAMPLE A cube of plastic 4.0 cm on a side with density = 0.8 g/cm3 is floating in the water. When a 9 gram coin is placed on the block, how much sinks below water surface? koin S F = m a Fb – Mg – mg = 0 r g Vdisp = (M+m) g Vdisp = (M+m) / r h A = (M+m) / r h = (M + m)/ (r A) = (51.2+9)/(1 x 4 x 4) = 3.76 cm mg Fb Mg h Transparency M = ρplastic Vcube = 0.8x4x4x4 = 51.2 g

COBA PIKIRKAN Sebuah balok es mengambang diatas segelas air, sampai permukaan air rata pada pinggiran. Ketika es meleleh maka air di dalam akan : 1. Go up, causing the water to spill out of the glass. 2. Go down. 3. Stay the same. CORRECT ice-cube B = W g Vdisplaced W = ice g Vice  W g V Must be same!

COBA PIKIRKAN Which weighs more: 1. A large bathtub filled to the brim with water. 2. A large bathtub filled to the brim with water with a battle-ship floating in it. 3. They will weigh the same. Tub of water Tub of water + ship Overflowed water CORRECT Weight of ship = Buoyant force = Weight of displaced water 16

Sepotong logam dilepaskan dibawah air water. Volume metal 50 Sepotong logam dilepaskan dibawah air water. Volume metal 50.0 cm3 dan SG 5.0. Hitung percepatan initialnya. Saat v=0 tidah ada gaya drag. FB adalah berat fluida yang dipindahkan oleh benda w FB water = 1000 kg/m3 (at 4 °C).

Wadah segi 4 berdasar datar diisi dengan coal, massanya 3. 0105 kg Wadah segi 4 berdasar datar diisi dengan coal, massanya 3.0105 kg. Panjang 20 m dan lebar 10m, mengambang diair. Berapa kedalaman wadah masuk ke dalam air. w FB

DECANTERS GRAVITY

TEKANAN DALAM BENDA RIGID BERGERAK Gerak lurus Centripetal accelaration = (angular velocity)2.radius Gerak rotasi Searah dengan gravitasi

DECANTERS Centrifugal  Aout Bout rA rB ri R pA=pB=patm