Materi Fluida Statis dan Fluida Dinamis

Materi.id- Materi Fluida Statis dan Fluida Dinamis| Materi kali ini yang akan dibahas adalah materi di kelas x atau 10 semester 2 yaitu fluida untuk SMK dan dikelas XI Semester 2 di SMA. Apakah anda mengetahui apa itu sebenarnya fluida? Fluida dari beberapa sumber memiliki pengertian yaitu suatu zat yang dapat mengalir. Jika kita memahami dari pengertian ini, secara umum zat tersebut adalah gas dan cair.

Dari contoh zat tersebut kita bisa menyebutkan contoh-contoh fluida dalam kehidupan sehari-hari, misalnya air, minyak, pelemus, udara dan sebagainya. Banyak sekali contoh yang bisa kita temui di sekitar kita. Ini yang menyebabkan materi fluida adalah materi yang penting dan harus kita pahami.

Fluida dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu:

  1. Fluida Statis
    Banyak beberapa buku menuliskan materi ini dengan istilah fluida statik.
  2. Fluida dinamis atau dinamik

Untuk lebih memahami yang akan kita bahas, silahkan perhatikan peta konsep tentang materi ini dibawah ini:

Peta Konsep Fluida Statis dan Fluida Dinamis

Peta Konsep Fluida Statis dan Fluida Dinamis

Fluida Statis

Fluida statis adalah Fluida yang berada dalam keadaan diam. Sifat fisis fluida dapat ditentukan dan dipahami lebih jelas saat fluida berada dalam keadaan diam (statis). Sifat-sifat fisis fluida statis yang akan dibahas pada subbab ini di antaranya, massa jenis, tekanan, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas.

Massa Jenis

Perlu dipahami bahwa setiap benda memiliki kerapatan massa yang berbeda-beda serta merupakan sifat alami dari benda tersebut. Dalam Fisika, ukuran kepadatan (densitas) benda homogen disebut massa jenis, yaitu massa per satuan volume. Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut.

Persamaan Massa Jenis

Persamaan Massa Jenis

Tekanan Hidrostatis

Masih ingatkan anda tentang persamaan tekanan? Tekanan adalah gaya per satuan luas. Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut.

Kita bisa menurunkan persamaan tekanan hidrostatis dari persamaan umum tekanan yaitu gaya per luas. Berikut ini adalah hasil penurunan rumus tekanan hidrostatis :

Persamaan Tekanan Hidrostatis

Persamaan Tekanan Hidrostatis

Hukum Utama Hidrostatis

Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama. Jadi, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya
tekanan total di titik A, B, C, dan D adalah sama.

Hukum Utama Hidrostatis

Hukum Utama Hidrostatis

Perhatikan gambar di atas, 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 dapat ditulis sebagai berikut:

Persamaan Hukum Utama Hidrostatis

Persamaan Hukum Utama Hidrostatis

Hukum Pascal

Bagaimana jika sebuah bejana U diisi dengan fluida homogen dan salah satu pipanya ditekan dengan gaya sebesar F? Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Pascal mengemukakan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Perhatikan gambar dibawah ini:

Hukum Pascal

Hukum Pascal

Tekanan oleh gaya sebesar F1 terhadap pipa 1 yang memiliki luas penampang pipa A1, akan diteruskan oleh fluida menjadi gaya angkat sebesar F2 pada pipa 2 yang memiliki luas penampang pipa A2 dengan besar tekanan
yang sama. Secara matematis Hukum Pascal ditulis sebagai berikut.

Persamaan Hukum Pascal

Persamaan Hukum Pascal

Hukum Pascal dimanfaatkan dalam peralatan teknik yang banyak membantu pekerjaan manusia, antara lain dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, mesin pres hidrolik, dan rem hidrolik.

Hukum Archimedes

Pernahkah kalian mengetahui kapal selam atau jembatan ponton? Semuanya itu memanfaatkan dari hukum ini.  Hukum Archimedes berbunyi benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas. Besar gaya ke atas tersebut besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda.

Gaya ke atas ini yang menyebabkan jika anda mengangkat beban di dalam air akan terasa ringan dibandingkan dengan di luar air. Dari hukum ini kita bisa belajar tentang mengapa suatu benda itu dapat terapung, melayang dan tenggelam.

Masih ada banyak sekali materi dari fluida statis ini diantaranya gejala kapilaritas yang memanfaatkan gaya adhesi dan kohesi, materi tegangan permukaan yang menyebabkan seekor serangga tidak tenggelam ketika berada dipermukaan air.

Fluida Dinamis

Sebelum mempelajari fluida dinamis, kita harus memiliki anggapan bahwa fluida yang akan dipelajari adalah fluida yang ideal. Ada beberapa ciri dari fluida ideal diantaranya

  1. Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible), yaitu volume dan massa jenis fluida tidak berubah akibat tekanan yang diberikan kepadanya.
  2. Fluida tidak mengalami gesekan dengan dinding tempat fluida tersebut
    mengalir.
  3. Kecepatan aliran fluida bersifat laminer, yaitu kecepatan aliran fluida di
    sembarang titik berubah terhadap waktu sehingga tidak ada fluida yang
    memotong atau mendahului titik lainnya.

Persamaan Kontinuitas

Debit aliran adalah besaran yang menunjukkan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang setiap satuan waktu. Secara matematis, persamaannya dituliskan sebagai berikut.

Persamaan Kontinuitas

Persamaan Kontinuitas

Persamaan Bernoulli

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal.
Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:

Persamaan Bernoulli

Persamaan Bernoulli

Banyak sekali penerapan dari persamaan ini diantaranya Alat ukur ventury, Tabung Pitot atau pipa Pitot, Gaya angkat dari pesawat terbang serta penyemprot obat nyamuk.

Demikianlah secara singkat materi Fluida Statis dan Fluida Dinamis, semoga bermanfaat bagi anda. Dan silahkan klik tombol sosail media yang anda miliki dan bagikan ke yang lainnya.

No Responses

Leave a Reply