hidrostatika hidrodinamika - ? Â· tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada...

Download HIDROSTATIKA HIDRODINAMIKA -  ? Â· Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama. A B C

Post on 01-Feb-2018

225 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 1

    HIDROSTATIKA&

    HIDRODINAMIKA

    OLEH :Ir. ARIANTO

    PENGERTIAN FLUIDA

    RAPAT MASSA DAN BERAT JENIS

    RAPAT MASSA RELATIF

    TEKANAN DAN TEKANAN HIDROSTATIK

    TEKANAN TOTAL PADA DASAR BEJANA

    GAYA HIDROSTATIK

    HUKUM PASCAL

    HUKUM UTAMA HIDROSTATIK

    PARADOKS HIDROSTATIK

    HUKUM ARCHIMEDES

    BENDA TENGGELAM

    BENDA MELAYANG

    BENDA TERAPUNG

    HUKUM ARCHIMEDES UNTUK GAS

    KOHESI DAN ADHESI

    PENGARUH KOHESI DAN ADHESI

    TEGANGAN PERMUKAAN

    KAPILARITAS

    PENGERTIAN ALIRAN FLUIDA

    D E B I T

    PERSAMAAN KONTINUITAS

    HUKUM BERNAOULLI

    GAYA ANGKAT SAYAP PESAWAT TERBANG

    CONTOH SOAL 1

    CONTOH SOAL 2

    CONTOH SOAL 3

    CONTOH SOAL 4

    CONTOH SOAL 1 CONTOH SOAL 2 CONTOH SOAL 4CONTOH SOAL 3 CONTOH SOAL 5

    CONTOH SOAL 6

    CONTOH SOAL 7

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 2

    PENGERTIAN FLUIDAFluida adalah zat yang dapat mengalir atau sering disebut Zat Alir.Jadi perkataan fluida dapat mencakup zat cair atau gas.

    Zat cair adalah Fluida yang non kompresibel (tidak dapat ditekan)artinya tidak berubah volumenya jika mendapat tekanan.

    Gas adalah fluida yang kompresibel, artinya dapat ditekan.

    Pembahasan dalam bab ini hanya dibatasisampai fluida yang non kompresibel saja

    Bagian dalam fisika yang mempelajari tekanan-tekanan dan gaya-gaya dalam zat cair disebut :HIDROLIKA atau MEKANIKA FLUIDA terdiri dari :Hidrostatika : Mempelajari tentang gaya maupun tekanan didalam zat cair yang diam.Hidrodinamika : Mempelajari gaya-gaya maupun tekanan di dalamzat cair yang bergerak.

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    RAPAT MASSA danBERAT JENIS

    Rapat massa benda-benda homogen biasa didefinisikansebagai : massa persatuan volume yang disimbolkan dengan

    mV

    Vm

    Besaran MKS CGSm kg gV m3 cm3

    kg/m3 g/cm3

    Berat jenis didefinisikan sebagai Berat persatuan Volume

    wsV

    .s g

    Besaran MKS CGSW Newton DyneV m3 cm3

    s n/m3 dyne/cm3

    g m/det2 cm/det2

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 3

    RAPAT MASSA RELATIFRapat massa relatif suatu zat adalah perbandingan dari rapatmassa zat tersebut terhadap rapat massa dari zat tertentusebagai zat pembanding.

    Zat pembanding biasa diambil air, pada suhu 4 oC.

    zat zatr

    air air

    ss

    Rapat massa relatif tidak mempunyai SATUAN

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    TEKANAN &TEKANAN HIDROSTATIKA

    Tekanan adalah : Gaya per satuan luas yang bekerja dalam arahtegak lurus suatu permukaan.

    FPA

    Besaran MKS CGSF N dyneA m2 cm2

    P N/m2 dyne/cm2

    Tekanan Hidrosatika adalah : Tekanan yang disebabkan oleh beratzat cair.

    h

    . . . . .hberat zat cair g h AP g h

    luas penampang dasar bejana A

    h h

    h

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 4

    TEKANAN TOTAL PADADASAR BEJANA

    h

    PBar

    . .total Bar h

    total Bar

    P P PP P g h

    SatuanKeterangan. MKS CGS

    = rapat massa zat cair kg/m3 g/cm3

    g = percepatan gravitasi m/det2 cm/det2

    h = tinggi zat cair diukur daripermukaan zat cair sampai ketitik/bidang yang diminta.

    m cm

    Ph = Tekanan Hidrostatika N/m2 dyne/cm21 atm = 76 cm Hg

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    GAYA HIDROSTATIKABesarnya gaya hidrostatika (Fh) yang bekerjapada bidang seluas A adalah :

    . . . .h hF P A g h ASatuan

    Keterangan. MKS CGS= rapat massa zat cair kg/m3 g/cm3

    g = percepatan gravitasi m/det2 cm/det2

    h = tinggi zat cair diukur daripermukaan zat cair sampai ketitik/bidang yang diminta.

    m cm

    A = luas penampang yangtergenang zat cair

    m2 cm2

    SatuanF = gaya

    MKS : newtonCGS : dyne

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 5

    HUKUM PASCALTekanan yang bekerja pada fluida di dalam ruang tertutup akanditeruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan samabesar.

    A1 A2

    F1 F2

    Permukaan fluida pada kedua kaki bejanaberhubungan sama tinggi.Bila kaki I yang luas penampangnya A1mendapat gaya F1 dan kaki II yang luaspenampangnya A2 mendapat gaya F2 makamenurut Hukum Pascal harus berlaku :

    1 21 2

    1 2

    F FP PA A

    2 21 2 1 2: :F F d dd diameter penampang

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    HUKUM UTAMAHIDROSTATIKA

    Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak padabidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalamkeadaan setimbang adalah sama.

    A B C

    (Ph) di A = (Ph) di B = (Ph) di C

    Hukum utama hidrostatika berlaku pula padapipa U (Bejana berhubungan) yang diisi lebih darisatu macam zat cair yang tidak bercampur.

    1 1 2 2 3 3. .A Bh h

    P P

    h h hA B

    h1

    h2h3

    1

    23

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 6

    PARADOKSHIDROSTATIKAGaya hidrostatis pada dasar bejana tidak tergantung padabanyaknya zat cair maupun bentuk bejana, melainkantergantung pada :

    - Massa jenis zat cair.- Tinggi zat cair diatas dasar bejana.- Luas dasar bejana.

    gaya hidrostatis pada dasar bejana-bejana :

    . . .hF g h A

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    HUKUM ARCHIMEDESBila sebuah benda diletakkan di dalam fluida, maka fluidatersebut akan memberikan gaya ke atas (FA) pada bendatersebut yang besarnya = berat fluida yang dipindahkan olehbenda tersebut.

    FA

    Berat zat cair yang dipindahkan = m . g . .c g V=Volume zat cair yang dipindahkan = Volume benda

    . .A c bF g V

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 7

    BENDA TENGGELAM

    FA

    w

    Benda tenggelam maka : FA < Watau

    benda zat cair

    Berat di dalam zat cairdisebut : Berat semu (ws)

    s Aw w F

    = Rapat massa benda FA = Gaya ke atas

    = Rapat massa zatcair

    Vb = Volume benda

    W = Berat benda Vc = Volume zat cairyang dipindahkan

    Ws = Berat semu

    (berat benda di dalamzat cair).( ). .s b c bw g V

    b

    c

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    BENDA MELAYANGBenda melayang di dalam zat cair berarti benda tersebutdalam keadaan setimbang.

    FA

    w

    A

    benda zat cair

    F w atau

    pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akanberlaku :

    1 2 3 1 2 3. ( ...) ( ...)c g V V V w w w

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 8

    BENDA TERAPUNGBenda terapung maka : FA > w

    benda zat cair

    atau

    Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn).

    n AF F wBenda terapung tentunya

    dalam keadaan setimbang,sehingga berlaku :

    FA = W

    2. . . .c b bg V g V

    V1V2

    FA = Gaya ke atas yang dialami oleh bagianbenda yang tercelup di dalam zat cair.

    V1 = Volume benda yang berada dipermukaan zatcair.

    V2 = Volume benda yang tercelup di dalam zatcair.

    Vb = V1 + V2

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    HUKUM ARCHIMEDESUNTUK GAS

    Sebuah balon udara dapat naik disebabkan adanya gaya ke atasyang dilakukan oleh udara.Balon udara diisi dengan gas yang lebih ringan dari udara mis :H2, He sehingga terjadi peristiwa seolah-olah terapung.Balon akan naik jika gaya ke atas FA > Wtot (berat total) sehingga:

    n A totalF F w. .A udara balonF g V

    . .total balon gas beban

    gas gas balon

    w w w ww g V

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 9

    KOHESI vs ADHESIKohesi : adalah gaya tarik menarik antarapartikel-partikel suatu zat yang sejenis.

    Misalnya : gaya tarik menarik yang terjadi pada air, besi dansebagainya.

    Makin kuat kohesi ini, makin kuat bendanya (tidak mudahberubah bentuknya).

    Berarti kohesi molekul-molekul zat padat > kohesi molekul-molekul zat cair > kohesi molekul-molekul zat gas.

    Adhesi : adalah gaya tarik menarik antarapartikel-partikel dari zat yang berbeda/taksejenis.

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    PENGARUH KOHESI DAN ADHESITERHADAP PERMUKAAN FLUIDA

    kohesi molekul-molekul air lebih kecil dari adhesi molekul-molekul air dan kaca.

    Kohesi molekul-molekul air raksa lebih besar dari adhesimolekul-molekul air raksa dan kaca.

    Hg Air HgAir

    Air dan Hg di permukaan kaca

    Permukaan air dan Hg dalam tabung

    Adalah sudut kontak :

    Air : 0o < < 90o Untuk Hg : 90o < < 180o

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

  • 8/7/2017

    IR. STEVANUS ARIANTO 10

    TEGANGANPERMUKAAN

    2F

    Keliling bidang

    Sebagai akibat dari adanya kohesi zat cair dan adhesi antara zatcair-udara diluar permukaannya, maka pada permukaan zat cairselalu terjadi tegangan yang disebut tegangan permukaan ( ).

    FL

    Kawat lurus

    L

    Lempeng Kawat bentuk bidang

    2FL

    FKeliling bidang

    Created by : Ir. Arianto, Guru Fisika SMAK. St. louis 1

    KAPILARITASsuatu gejala turun atau naiknya zat cair dalam pembuluh yangsempit, jika pembuluh yang kedua ujungnya terbuka inidimasukkan tegak lurus ke dalam bak yang berisi zat cair.

    y

    Pipa kapiler 2 cos. .

    zat cair

    yg R

    y = Kenaikan/penurunan zat cair dalam kapiler= Tegangan permukaan zat cair= Sudut kontak= Massa jenis zat cair

    g = Percepatan gravitasiR = Jari

Recommended

View more >