Fisika kelas XI Semester I

Presentasi berjudul: "Fisika kelas XI Semester I"— Transcript presentasi:

1

2 Fisika kelas XI Semester I
FLUIDA STATIS Fisika kelas XI Semester I SMKN 1 MALUK

3 APERSEPSI APERSEPSI APERSEPSI Mengapa kapal bisa terapung diatas air dan tidak tenggelam? Padahal ukuran kapal sangat besar dan terbuat dari bahan logam yang berat. Bandingkan dengan batu yang ukuran dan beratnya lebih kecil dengan kapal jika kita jatuhkan ke laut langsung tenggelam. Mengapa hal tersebut bisa terjadi…….???

4 PENYUSUN PENYUSUN http://gedelalu.blogspot.com
Lalu Gede Sudarman, S.Pd. N I P : Pangkat, Golongan : Penata Muda Tk. I , III/B Tempat, Tanggal Lahir : Lombok Timur, 16 Maret 1986 Alamat Rumah : Kp Pedaleman RT 01 / RW 01 Lendang Nangka Lombok Timur NTB (83661) No. Telephone : Facebook : Lalu Gede Sudarman Twitter : @lalugede Instansi Kerja : SMKN 1 Maluk Kec. Maluk KSB Alamat Kantor : Jl. Raya Benete-Maluk Kec. Maluk KSB

5 7. Menerapkan konsep Fluida
SK/KD STANDAR KOMPETENSI 7. Menerapkan konsep Fluida KOMPETENSI DASAR 7.1 Menguasai hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan dinamis 7.2 Menerapkan hukum-hukum fluida statis dan dinamis dalam kehidupan sehari-hari

6 MATERI Fluida adalah suatu zat yang dapat berubah
bentuk sesuai dengan wadahnya dan dapat mengalir (cair dan gas). Fluida statis adalah fluida diam atau fluida yang tidak mengalami perpindahan bagian- bagiannya

7 TEKANAN Tekanan adalah besar gaya yang bekerja pada
suatu benda tiap satuan luas. Persamaan: Dengan P = besar tekanan (N/m2 atau Pascal) F = Gaya yang bekerja (N) A = Luas Penampang yang dikenai gaya (m2)

8 TEKANAN Dalam SI satuan Tekanan adalah N/m2 .satuan
lain dari tekanan antara lain: 1 N/m2 = 1Pa 1 Bar = 105 Pa 1 atm = 1,01 x 105 Pa = 1,01 Bar. Penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari adalah pada pisau dan paku. Ujung paku dibuat runcing dan pisau dibuat tajam Untuk mendapat tekanan yang lebih besar sehingga lebih mudah menancap pada benda lain.

9 TEKANAN Contoh soal Gaya sebesar 74 N bekerja pada permukaan
seluas 2 cm2.Hitunglah besar tekanannya! Penyelesaian Diketahui: F = 74 N A = 2 cm2= 2 x 10-4 m2 Ditanyakan: P = …………….? Jawab :

10 TEKANAN HIDROSTATIS Tekanan Hidrostatis adalah tekanan pada
Fluida statis yang diakibatkan oleh adanya Gaya gravitasi. Persamaan: Dengan Ph = tekanan hidrostatis (N/m2 atau Pascal) = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi bumi (m/s2) h = kedalaman zat cair (m)

11 TEKANAN HIDROSTATIS Apabila tekanan udara luar diperhitungkan maka:
Pabsolut = Patmosfer + Phidrostatis Pabsolut = Patmosfer + ρ . g . h Patmoser = tekanan udara luar/ tekanan pada permukaan zat cair (Atm atau Pa) 1 atm = 76 cm Hg = 1,01 x 105 Pa

12 TEKANAN HIDROSTATIS Contoh soal
Seekor ikan berada di dasar kolam air tawar sedalam 5 m. berapakah tekanan hidrostatis yang dialami ikan tersebut? (ρair = 1000 kg/m3) Penyelesaian Diketahui: h = 5 m ; g = 10 m/s2 ρair = 1000 kg/m3 Ditanyakan: Ph = …………….? Jawab :

13 HUKUM PASCAL Hukum Pascal menyatakan bahwa:
“ Tekanan yang diberikan suatu fluida didalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala arah” Dalam kehidupan sehari hari, hukum pascal diaplikasikan dalam bentuk: rem hidrolik Alat pengangkat mobil Dongkrak hidrolik

14 HUKUM PASCAL P1= tekanan pada penampang 1 (N/m2)
Prinsip kerja alat disamping: Tekanan yang diberikan pada Penampang pertama oleh zat cair akan diteruskan untuk menekan penampang kedua dengan besar yang sama P1= tekanan pada penampang 1 (N/m2) P2= tekanan pada penampang 2 (N/m2) F1= gaya yang bekerja pada penampang 1 (N) F2= gaya yang bekerja pada penampang 2 (N) A1= luas penampang 1 (m2) A2= luas penampang 2 (m2)

15 HUKUM PASCAL Contoh soal
Alat pengangkat mobil menggunakan luas penampang penghisap kecil 10 cm2 dan pengisap kecil 50 cm2 . Berapakah gaya yang harus diberikan agar dapat mengangkat mobil N? Penyelesaian Diketahui: A1 = 10 m2 ; A2 = 50 m2 F2 = N Ditanyakan: Ph = …………….? Jawab :

16 HUKUM UTAMA HIDROSTATIS
Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa: “ semua titik yang terletak pada satu bidang datar dalam satu zat cair memiliki tekanan yang sama ” PA = PB =PC A B C D E

17 HUKUM UTAMA HIDROSTATIS
Hukum utama Hidrostatis dapat diterapkan untuk menentukan massa jenis zat cair dengan Menggunakan Pipa U. Sesuai hukum utama hidros tatis:

18 HUKUM UTAMA HIDROSTATIS
Contoh soal Pipa U diisi air seperti ditunjukkan gambar disamping. Tinggi hA = 5cm dan hB = 3cm.bila massa jenis air 103 kg/m3 . Berapakah massa jenis minyak? Penyelesaian Diketahui: hA = 5cm = 5x10-2 m ; hB = 3cm = 3x10-2 m ρB = 103 kg/m3 (massa jenis air) Ditanyakan: ρA = …………….? (massa jenis air) Jawab :

19 HUKUM ARCHIMEDES Hukum Archimedes menyatakan bahwa:
“ setiap benda yang dicelupkan dalam suatu fluida akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut ” Fa= ρf .g.Vf dan Vf .ρf = Vb .ρb dengan: Fa = gaya ke atas (N) g = percepatan gravitasi bumi (m/s2) ρf = massa jenis fluida (kg/m3) ρb = massa jenis benda (kg/m3) Vf = Volume benda yang tercelup ke dalam fluida (m3) Vb = Volume seluruh benda (m3)

20 HUKUM ARCHIMEDES Ketika benda berada di dalam zat cair, berat benda akan berkurang karena adanya gaya apung ( berat semu) Persamaan: dengan: W’= Wu – Fa Wu = berat zat di udara (N) W’ = berat zat dalam zat cair (N) keterangan: A. benda mengapung; ρbenda < ρzat cair B. benda melayang; ρbenda = ρzat cair C. benda tenggelam; ρbenda > ρzat cair (C) (B) (A)

21 HUKUM ARCHIMEDES Beberapa alat yang bekerja dengan menggunakan prinsip
Kapal selam dapat mengapung, melayang dan tenggelam di air Kapal laut yang terbuat dari besi dapat mengapung. Jembatan poton untuk keperluan darurat Galangan kapal untuk memeriksa atau memperbaiki kapal Hidrometer untuk mengukur massa jenis zat cair. Balon udara dapat naik ke atas

22 HUKUM ARCHIMEDES Contoh soal
Didalam bejana yang berisi air terdapat segumpal es yang mengapung dengan massa jenis 900 kg/m3 jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan volume es yang tercelup dalam air 450 cm3 ,hitunglah: Volume gumpalan es seluruhnya Besar gaya ke atas yang dialami oleh gumpalan es Penyelesaian Diketahui: ρes = ρb = 900 kg/m3 ; Vf = 450 cm3 = 4,5x10-2 m3 ρair = ρf = 1000 kg/m3 ; g = 10 m/s2 Ditanyakan: Fa dan Vb = …………….? Jawab : Vf . ρf= Vb . ρb → Fa = ρf . g. Vf = 1000 kg/m3 .10 m/s2 . 4,5x10-2 m3 = 0,45 N

23 GEJALA PERMUKAAN KOHESI DAN ADHESI
Kohesi adalah Gaya tarik menarik antara partikel- partikel zat yang sejenis. misalnya: gaya tarik menarik antara partikel- partikel air raksa Adhesisi adalah Gaya tarik menarik antara partikel- partikel zat yang tidak sejenis. partikel air dengan dinding gelas.

24 GEJALA PERMUKAAN B. TEGANGAN PERMUKAAN Tegangan permukaan zat cair adalah kecendrungan permukaan zat cair untuk merengang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh lapisan. persamaan: Keterangan: γ = tegangan permukaan (N/m) F = gaya tegangan permukaan (N) l = panjang kawat PQ (m) W = berat kawat PQ (N) T = berat benda/gaya tambahan (N) l Q P W T

25 GEJALA PERMUKAAN B. TEGANGAN PERMUKAAN contoh peristiwa adanya tegangan permukaan: 1. pisau silet dan jarum yang diletakkan pelan-pelan diatas air akan terapung. 2. tetes air yang jatuh ke kaca berbentuk bola 3. mainan gelembung sabun 4. nyamuk yang dapat mengapung di permukaan air

26 GEJALA PERMUKAAN Contoh soal Tegangan permukaan
Kawat yang panjangnya 4 cm diletakkan secara perlahan-lahan diatas permukaan air. Jika koefisien tegangan permukaan air adalah 6, N/m, tentukanlah berat kawat maksimum supaya kawat tidak tenggelam! Penyelesaian Diketahui : ɻ = 4 cm = 4x10-2 γ = 6, N/m Ditanyakan : w = …………….? Jawab :

27 GEJALA PERMUKAAN C. KAPILARITAS Kapilaritas adalah peristiwa naik turunnya permukaan zat cair dalam pembuluh kapiler yang disebabkan oleh adanya tegangan permukaan, kohesi dan adhesi persamaan: Keterangan: h = naik/turunnya permukaan zat cair (m) γ = tegangan permukaan (N/m2) ρ = massa jenis zat cair (kg/m3) θ = sudut kontak (o) R = jari-jari pipa (m)

28 GEJALA PERMUKAAN C. KAPILARITAS contoh peristiwa kapilaritas: 1. Naiknya minyak melalui sumbu kompor. 2. Naiknya air tanah pada pembuluh kayu 3. meresapnya tinta pada kapur tulis 4. turunnya permukaan air raksa pada pipa kapiler 5. meresapnya air pada kain yang tercelup dalam air dalam gelas.

29 GEJALA PERMUKAAN Contoh soal Kapilaritas
Pipa kapiler yang berjari-jari 2 mm dimasukkan tegak lurus kedalam zat cair yang memiliki tegangan permukaan 3 x10-2N/m. ternyata permukaan zat cair dalam pipa naik 2 mm. jika sudut kontak zat cair 37o dan g = 10 m/s2 , hitungglah massa jenis zat cair! Penyelesaian Diketahui : r = 2 mm =2x10-3m ; g = 10 m/s2 γ = 3x10-2N/m ; θ = 37o Ditanyakan : ρ = …………….? Jawab :

30 HUKUM STOKES HUKUM STOKES BERBUNYI:
”Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan tertentu dalam fluida yangkental, maka gerak bendatersebut akan terhambat oleh gaya gesekan fluidaynag bekerja pada benda tersebut” Untuk benda berbentuk bola, berlaku persamaan Keterangan: Fs = gaya hambat/gaya gesek (N) π = 3,14 atau 22/7 η = koefisien viskositas fluida (kg/ms) r = jari-jari bola (m) v = kelajuan relatif benda tehadap fluida (m/s)

31 HUKUM STOKES Contoh soal
Kelereng yang jari-jarinya 0,3 cm dijatuhkan bebas kedalam wadah berisi oli. Jika massa jenis oli 800 kg/m3,massa jenis kelereng 1200 kg/m3,koefisien viskositas oli 3 x10-3 kg/m.s dan percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2 , hitunglah gaya gesek yang dialami kelereng ketika kelereng mencapai kecepatan relatif 0.35 m/s Penyelesaian Diketahui : r = 0,3 cm =3x10-3m g = 10 m/s2 ρf = 800 kg/m v = 0,35 m/s ρb = 1200 kg/m η = 3x10-3 kg/m.s Ditanyakan : Fs = …………….? Jawab :

32 PENGAMATAN TEKANAN HIDROSTATIS Tujuan : memahami tekanan hidrostatis
Alat dan bahan : 4 botol air mineral (1 liter), air, paku, gabus Langkah kerja: 1. Menyiapkan 4 botol air mineral dan berilah lubang pada masing- masing botol dengan jarak yang berbeda-beda dari dasar botol. 2. Berilah label a,b,c dan d pada masing-masing botol. 3. Tutup lubang pada masing-masing botol dengan gabus sebelum diisi air. 4. Isi keempat botol dengan air mineral sampai penuh. 5. Buka gabus yang menutupi lubang pada masing-masing botol. Kemudian amati yang terjadi. 6. Buatlah kesimpulan dari kegiatan tadi

33 PENGAMATAN TEORI ARCHIMEDES Tujuan : Menguji teori Archimedes
Alat dan bahan : bejana,neraca sama lengan neraca pegas, beban, air Langkah kerja: Gantunglah beban pada neraca pegas Catatlah nilai yang ditunjukkan neraca pegas sebagai berat beban tersebut. Isilah salah satu bejana dengan air dan timbanglah beban didalam air. Catat angka yabg ditunjukkan neraca sebagai berat benda di dalam air. Bandingkanlah berat benda saat ditimbang di udara dengan berat benda saat ditimbang di dalam air. Kesimpulan dari kegiatan tersebut?

34 PENGAMATAN TEGANGAN PERMUKAAN
Tujuan : Memahami fenomena tegabgan permukaan Alat dan bahan : Panci berisi air, jarum, kertas tisu, detergen minyak pelumas Langkah kerja: Ambil jarum yang sudah diolesi minyak pelumas, kemudian simpan jarum tersebut diatas kertas tisu. Letakkan jarum dan kertas tisu secara hati-hati diatas permukaan air. Amati dengan cermat yang terjadi padajarum dan kertas tisu tersebut. Taburkan deterjen secara perlahan-lahan disekitar jarum yang terapung, kemudian amati yang terjadi pada jarum tersebut. Dari hasil percobaan, lakukanlah diskusi tentang hasil kegiatan tersebut !

35 KERJAKAN SOAL-SOAL BERIKUT INI
EVALUASI EVALUASI EVALUASI KERJAKAN SOAL-SOAL BERIKUT INI LANJUT

36 1 2 3 4 5 6 Seekor ikan berada pada kedalaman 40 m dibawah permukaan air laut. Jika massa jenis air laut kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 , maka besar tekanan hidrostatis yang dialami oleh ikan tersebut adalah N/m2 N/m2 N/m2 N/m2 N/m2

37 1 1 2 2 3 4 5 6 Dongkrak hidrolik memiliki perbandingan luas penampang penghisap 2 : 5. jika mobil yang beratnya N akan diangkat oleh dongkrak tersebut,maka gaya penekan minimal yang harus diberikan pada penampang kecil adalah N N N N N

38 1 2 3 3 4 5 6 Pada sebuah bejana berhubungan diisi dua macam zat cair seperti pada gambar, diketahui massa jenis zat cair A = 800 kg/m3 Dan selisih ketinggian antara kedua permukaan 4 cm. jika tinggi zat cair A adalah 20 cm, massa jenis zat cair B adalah ∆h ρA ρB hB 10 kg/m3 100 kg/m3 1.000 kg/m3 kg/m3 kg/m3

39 Berat jenis benda = Berat jenis air
1 2 3 4 5 6 Ahmad memiliki rasa ingin tahu yang tinggi. Ia mencelupkan benda kedalam air, ternyata benda tersebut mengapung. Hal ini menunjukkan bahwa Berat benda = berat air Massa bend = Massa air Berat jenis benda = Berat jenis air Massa jenis benda < Massa jenis air Massa jenis benda = Massa jenis air

40 Jarum dapat terapung pada permukaan air karena . . . .
1 2 3 4 5 6 Jarum dapat terapung pada permukaan air karena Massa jenis jarum < Massa jenis air Massa jenis jarum > Massa jenis air Berat jenis jarum = Berat jenis air Gaya apung Archimedes Tegangan permukaan

41 1 2 3 4 5 6 Setetes air hujan yang memiliki diameter 0,6 mm melaju di udara dengan kecepatan 12 m/s. jika koefisien viskositas udara adalah 1,8x10-5 kg/m.s, maka besar gaya gesek yang dikerjakan udara pada tetesan air hujan tersebut adalah 1,22 x 10-6 N 6,15 x 10-7 N 3,21 x 10-7 N 3,21 x N 1,22 x N

42 TERIMAKASIH Semoga Bermanfaat KELUAR B A T A L