Rumus Fluida Statis Fisika Kelas Xi Semester 2

A. Hukum Archimedes



dikala benda tercelup seluruhnya tekanan hidrostatis dialami permukaan bab atas dengan luas area A, sebesar P1 dan bab bawah sebesar P2. Dengan demikian gaya ke atas sanggup kita tentukan sebgai berikut:

Ket: Fa= gaya ke  atas (N) ; r = massa jenis fluida (kg/m³);  g = percepatan gravitasi (m/s²); V_t = Volume benda yang tercelup/volum fluida yang dipindahkan.

Dengan demikian sebuah benda yang tercelup seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan menerima gaya ke atas oleh sebuah gaya sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan.  Pernyataan ini disebut dengan Hukum Archimedes.

Analisis perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida dikala benda di dalam zat cair

Dari ketiga insiden tersebut, dapatlah kita simpulkan bahwa suatu benda akan karam tinggal dilihat dari kerapatan benda/massa jenis bendanya dibandingkan dengan massa jenis fluida. Pada gambar diatas orang tersebut terapung di atas air bahari mati, alasannya massa jenis orang tersebut jauh lebih kecil dari massa jenis air bahari mati.

Begitu juga kapal yang begitu besar massanya sanggup terapung, alasannya dengan rumus rho=m/V, dengan memperbesar volume kapal kita harapkan massa jenis kapalnya menjadi lebih kecil dari massa jenis air laut. Dengan ilmu ini juga insan teelah bisa membuat kapal terapung juga kapal selam.

B. Tekanan Hidrostatis

Hukum Utama Hidrostatis- Sebelumnya telah dibahas mengenai pengertian tekanan hirostatis kini perhatikanlah ember bekerjasama pada Gambar 7.7. Gambar tersebut menunjukkan sebuah ember bekerjasama yang diisi dengan fluida, contohnya air. Anda sanggup melihat bahwa tinggi permukaan air di setiap tabung yaitu sama, walaupun bentuk setiap tabung berbeda. Bagaimanakah tekanan yang dialami oleh suatu titik di setiap tabung? Samakah tekanan total di titik A, B, C, dan D yang letaknya segaris? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, Anda harus mengetahui Hukum Utama Hidrostatis.

Gambar 7.7 Tekanan di titik A, B, C, dan D sama besar, serta tidak bergantung pada bentuk penampang daerah fluida tersebut.

Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, mempunyai tekanan total yang sama. Jadi, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titik A, B, C, dan D yaitu sama. Persamaan Hukum Utama Hidrostatis sanggup diturunkan dengan memperhatikan Gambar 7.8. Misalkan, pada suatu ember bekerjasama dimasukkan dua jenis fluida yang massa jenisnya berbeda, yaitu ρ 1 dan ρ 2.

Gambar 7.8 Tekanan total di titik A dan B pada ember U yang terisi fluida homogen yaitu sama besar, pA = pB.

Jika diukur dari bidang batas terendah antara fluida 1 dan fluida 2, yaitu titik B dan titik A, fluida 2 mempunyai ketinggian h₂ dan fluida 1 mempunyai ketinggian h₁. Tekanan total di titik A dan titik B sama besar. Menurut persamaan tekanan hidrostatis, besarnya tekanan di titik A dan titik B bergantung pada massa jenis fluida dan ketinggian fluida di dalam tabung. Secara matematis, persamaannya sanggup dituliskan sebagai berikut.

p_A = p_B
p₀ + ρ₁gh₁ = p0 + ρ₂gh₂
ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂
dengan: h₁ = jarak titik A terhadap permukaan fluida 1,
h₂ = jarak titik B terhadap permukaan fluida 2,
ρ₁ = massa jenis fluida satu, dan
ρ₂ = massa jenis fluida dua.
Contoh menghitung tekanan pada pipa U

Perhatikanlah gambar ember di samping Jika diketahui massa jenis minyak 0,8 g/cm³, massa jenis raksa 13,6 g/cm³, dan massa jenis air 1 g/cm³, tentukanlah perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air.

Jawab
Diketahui: ρ m = 0,8 g/cm³, ρ r = 13,6, dan ρ air = 1 g/cm³.
Air dan minyak batas terendahnya sama sehingga diperoleh persamaan berikut
ρ_a h_a = ρ_m h_m

Jadi, perbedaan tinggi permukaan minyak dan air = 15 cm – 12 cm = 3 cm.

C. Hukum Pascal

Hukum ini menyatakan bahwa 

Perubahan tekanan pada setiap titik dalam fluida tertutup disebarkan sama pada seluruh cairan ke segala arah.

Dongkrak Hidrolik: Dongkrak dipakai untuk mengangkat kendaraan beroda empat yang akan dicuci memakai aturan pascal. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini. Saat kita mendorong salah satu piston dengan gaya f maka fluida didalamnya tertekan kemudian membuatkan tekanan dengan merata ke segala arah, sehingga bisa menekan piston lain yang ditumpangi kendaraan beroda empat yang kemudian terangkat.

gambar: faculty.wwu.edu

Begitupun dengan suntikan, kita menunjukkan tekanan pada salah satu ujung suntikan kemudian cairan keluar melalui ujung tajam jarum suntikan tersebut. Masih banyak pola lainnya.

Rumus Hukum Pascal
Semua pola penerapan diatas memenuhi persamaan aturan pascal sebagai berikut:

P1 = P2
F1/A1 = F2/A2

Keterangan:

P = Tekanan (Pascal)

F = Gaya (N)

A = Luas Permukaan (m*2)

* Suntikan mempunyai luar penampang/permukaan lingkaran

Contoh Soal:

Alat pengangkat kendaraan beroda empat yang mempunyai luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m² dan 2 × 10^–4 m² dipakai untuk mengangkat kendaraan beroda empat seberat 10⁴ N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil? 

Jawab:

F1/A1 = F2/A2  

10⁴/0,1 = F1/2 × 10^–4

^{100.000 = F1/2 × 10–4}

^{F1 = 20 N}

Sumber: http://fisika79.wordpress.com/tag/hukum-archimedes/

             http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xi/hukum-utama-hidrostatis/

             http://www.gomuda.com/2013/01/fluida-statis-hukum-pascal

Sumber http://sulaiman4fun.blogspot.com