7. FLUIDA FLUIDA STATIK FENOMENA FLUIDA DINAMIK

Transkripsi

1 7. FLUID Materi Kuliah: - Fluida dan Fenomena - Massa Jenis - Tekanan - Prinsip Pascal - Prinsip rchimedes FLUID Fluida merupakan sesuatu yang dapat mengalir sehingga sering diseut seagai zat alir. Fasa zat cair dan gas termasuk ke dalam jenis fluida Tim Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya DINMIK STTIK FENOMEN FLUID Kenapa kayu-kayu yang esar dan anyak leih mudah diangkat dalam air? Mengapa alon gas isa naik ke atas? Mengapa telur isa mengapung dalam air garam sementara dalam air murni tenggelam? Kenapa serangga kecil isa ergerak diatas air dan tidak tenggelam? FLUID STTIK Fluida selalu mempunyai entuk yang dapat eruah secara kontinyu seperti wadahnya, seagai akiat gaya geser (tidak dapat menahan gaya geser)

2 CIR: FLUID Molekul-molekul terikat secara longgar namun tetap erdekatan Tekanan yg terjadi karena ada gaya gravitasi umi yg ekerja padanya Tekanan terjadi secara tegak lurus pada idang GS: FLUID Molekul ergerak eas dan saling ertumukan Tekanan gas ersumer pada peruahan momentum diseakan tumukan molekul gas pada dinding Tekanan terjadi tidak tegak lurus pada idang Massa jenis Kadang kalau kita perhatikan orang anyak mengatakan ahwa uah manggis leih erat daripada kapas atau esi leih erat daripada plastik. Hal ini tidak seluruhnya enar karena semua itu tergantung ukuran dari masing - masing enda. Massa jenis (lanjut ) Suatu sifat penting dari zat adalah rasio massa terhadap volumenya yang dinamakan massa jenis m V = Densitas / massa jenis (Kg/m 3 ) m = Massa enda (Kg) V = Volume enda (m 3 )

3 Dalam dunia medis, satuan densitas leih sering dinyatakan seagai gr/cc (specific gravity / SG) gr/cc = 000 kg/m 3 ir pada suhu 4 o C memiliki densitas SG Contoh Beerapa ikan seerat kg dimasukan dalam taung (diameter 0.5 m) yang erisi air dengan ketinggian m sehingga permukaan air meningkat 0.7 m. Berapakah massa jenis ikan ikan terseut? TEKNN TEKNN (lanjutan.) Kenapa ayam sulit erjalan di tanah yang lemek sedangkan itik relatif leih mudah? kalau tangan kita ditekan oleh ujung pena yang agian runcingnya terasa leih sakit daripada oleh ujung yang agian tumpulnya. Pressure P h F P = Tekanan ( N/m = Pa) F = Gaya (N) = Luas penampang (m ) F Pressure P mg Vg V P g gh 3

4 TEKNN (lanjutan.) Barometer lat untuk mengukur tekanan udara menggunakan cairan mercuri / Hg dengan massa jenis 3.6 gr/cc Ketika mengukur di pantai, maka tinggi cairan arometer adalah 76 cm dengan percepatan gravitasi 9.8 m/s P = g h = 3600 kg/m 3 x 9.8 m/s x 0.76 m P = 0.3 kpa = tm Contoh Hitunglah tekanan total yang dialami seuah enda yang tercelup dalam sumur pada ke dalaman 0 m dari permukaan air sumur. Jika percepatan gravitasi di daerah itu adalah seesar 0 m/s Berapa tekanan yang dialami penyelam yang erada pada posisi 00 m di atas dasar laut? (kedalaman laut = km. massa jenis air laut :, kg/m 3 ) P = P atmosphere + P gauge tm = 0.3 kpa = 76 cmhg = 760 Torr Prinsip Pascal Prinsip Pascal (lanjutan.) Tekanan yang dierikan pada suatu cairan yang tertutup akan diteruskan tanpa erkurang ke segala titik dalam fluida dan ke dinding ejana (Blaise Pascal 63-66) Tekanan adalah sama di setiap titik pada kedalaman yang sama P P F F F F 4

5 Prinsip Pascal (lanjutan.) Contoh plikasi dalam kehidupan sehari-hari Paradoks hidrostatik F F Seuah pipa erentuk u yang memiliki luas penampang kakinya ereda digunakan untuk mengangkat ean. Berapakah ean maksimum yang dapat diangkat olehnya jika luas penampang yang kecil, = m, dierikan gaya 0 4 N dengan luas penampang yang esar adalah 5 m? Dongkrak Hidrolik PRINSIP RCHIMEDES Kenapa kayu-kayu yang esar dan anyak leih mudah diangkat dalam air? Mengapa alon gas He isa naik ke atas? Seuah enda yang tenggelam seluruhnya atau seagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama esar dengan erat fluda yang dipindahkan Fenomena rchimedes nak yang terapung di laut yang kadar garamnya tinggi sekali nak yang terapung dengan antuan perahu ringan 5

6 Fenomena rchimedes PRINSIP RCHIMEDES( lanjut ) h h F F Gaya Buoyant = F F F F F g( h h) F gh F gv f f f F a = W (fluida yang dipindahkan) F a = m g F a = V g Prinsip rchimedes: Gaya Buoyant dari enda dalam fluida adalah sama dengan erat dari fluida yang dipindahkan oleh enda terseut Tenggelam Terapung Melayang PRINSIP RCHIMEDES( lanjut ) pa syarat terjadinya enda terapung, melayang, dan tenggelam? Semua erdasarkan resultan gaya arah vertikal dengan melihat komponen gaya gravitasi dan archimedes Contoh kasus rchimedes diminta untuk mencari tahu apakah mahkota raja yang aru diuat enar teruat dari emas ataukah ukan? Emas memiliki specific gravity 9.3. massa mahkota terseut 4.7 kg ketika di udara dan 3.4 kg ketika erada di dalam air. pakah mahkota terseut teruat dari emas murni? Fa Fa Fa W W W 6

7 SEKIN TERIM KSIH 7