Fluida Dan Hidrolika

8/19/2019 Fluida Dan Hidrolika

1/16

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan Fluida.

Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat

padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar

partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya

sangat lemah sehingga diabaikan.

Fluida dapat ditinjau sebagai sistem partikel dan kita dapat menelaah

sifatnya dengan menggunakan konsep mekanika partikel. Apabila fluida

mengalami gaya geser maka akan siap untuk mengalir. ika kita mengamati

fluida statis misalnya di air tempayan. Berdasarkan uraian diatas! maka pada

makalah ini akan dibahas mengenai fluida statis.

1." #umusan $asalah

%ari latar belakang di atas dapat diambil rumusan permasalahan yaitu

a. Apa pengertian fluida &

b. Apa pengertian fluida statis dan fluida dinamis &

'. Apa penerapan fluida dinamis dalam kehidupan sehari(hari &

1.) *ujuan +enulisan

Berdasarkan rumusan masalah diatas! maka tujuan penulisan makalah ini

yaitu ,

a. -ntuk mengetahui pengertian dari Fluida Statis dan fluida dinamis.

b. -ntuk mengetahui sifat( sifat fluida.

'. -ntuk mengetahui pengertian tekanan hidrostatis.

d. -ntuk mengetahui besaran( besaran dalam fluida.

1. $anfaat +enulisan

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini yaitu ,

a. %apat dijadikan sebagai sumber informasi terkait pemahaman mengenai

fluida statis dan dinamis.


2/16

2

b. %apat dijadikan sebagai proses pembelajaran di dalam penulisan makalah.

1./ Batasan $asalah

%alam penulisan makalah ini penulis membatasi pada ,

a. Fluida Statis dan Fluida %inamis.

b. Sifat(Sifat fluida statis.

'. Akibat(akibat yang ditimbulkan fluida statis.

d. +enerapan fluida dinamis.

BAB II

PEMBAHASAN


3/16

3

".1 Fluida

Fluida adalah zat yang dapat mengalir. 0ata Fluida men'akup zat 'air!

air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir! sebaliknya batu dan benda(

benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan kedalam fluida karena

tidak bisa mengalir.

Susu! minyak pelumas! dan air merupakan 'ontoh zat 'air. dan Semua

zat 'air itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat

mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat 'air! zat gas juga

termasuk fluida. at gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat

lain. 2embusan angin merupakan 'ontoh udara yang berpindah dari satu

tempat ke tempat lain.

Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan

sehari(hari. Setiap hari manusia menghirupnya! meminumnya! terapung atau

tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesa3at udara terbang melaluinya dan

kapal laut mengapung di atasnya. %emikian juga kapal selam dapat

mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang

dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering

tidak disadari.

Fluida ini dapat kita bagi menjadi dua bagian yakni,

1. Fluida statis.

". Fluida %inamis.

"." Fluida Statis

".".1 +engertian Fluida Statis

Fluida Statis adalah fluida yang berada dalam fase tidak bergerak

4diam5 atau fluida dalam keadaan bergerak tetapi tak ada perbedaan

ke'epatan antar partikel fluida tersebut atau bisa dikatakan bah3a

partikel(partikel fluida tersebut bergerak dengan ke'epatan seragam

sehingga tidak memiliki gaya geser.

Contoh fenomena fluida statis dapat dibagi menjadi statis

sederhana dan tidak sederhana. Contoh fluida yang diam se'ara

sederhana adalah air di bak yang tidak dikenai gaya oleh gaya apapun!


4/16

4

seperti gaya angin! panas! dan lain(lain yang mengakibatkan air tersebut

bergerak. Contoh fluida statis yang tidak sederhana adalah air sungai

yang memiliki ke'epatan seragam pada tiap partikel di berbagai lapisan

dari permukaan sampai dasar sungai.

"."." Sifat( Sifat Fluida Statis

Sifat fisis fluida dapat ditentukan dan dipahami lebih jelas saat

fluida berada dalam keadaan diam 4statis5. Sifat(sifat fisis fluida statis

ini di antaranya! massa jenis! tegangan permukaan! kapilaritas! dan

6iskositas.

1. $assa enis

$assa jenis adalah pengukuran massa setiap

satuan 6olume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda!

maka semakin besar pula massa setiap 6olumenya. $assa jenis

rata(rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total

6olumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi

4misalnya besi5 akan memiliki 6olume yang lebih rendah daripada

benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah

4misalnya air 5. Satuan S7 massa jenis adalah kilogram per meter

kubik 4kg m()5.

$assa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat

memiliki massa jenis yang berbeda. %an satu zat berapapun

massanya berapapun 6olumenya akan memiliki massa jenis yang

sama.

Se'ara matematis! massa jenis dituliskan sebagai berikut.

8 9 m:;


5/16

5

". *egangan permukaan

*egangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul(

molekul zat 'air dipermukaan zat 'air. %i bagian dalam 'airan

sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain disekitarnya! tetapi di

permukaan 'airan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul

'airan itu. 2al ini menyebabkan timbulnya gaya pemulih yang

menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi

permukaan! oleh molekul yang ada di bagian ba3ah permukaan

'airan.

Sebaliknya jika molekul di permukaan 'airan ditekan! dalam

hal ini diberi jarum atau silet! molekul bagian ba3ah permukaan

akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas! sehingga

gaya pemulih ke atas ini dapat menopang jarum atau silet tetap di

permukaan air tanpa tenggelam.

Gaya ke atas untuk menopang jarum atau silet agar tidak

tenggelam merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan

dengan dua kali panjang jarum. +anjang jarum disini adalah

permukaan yang bersentuhan dengan zat 'air.

adi dapat kita simpulkan bah3a pengertian dari tegangan

permukaan adalahke'enderungan permukaan zat 'air untuk

menegang! sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu

lapisan elastis.

). 0apilaritas

-ntuk membahas kapilaritas! perhatikan sebuah pipa ka'a

dengan diameter ke'il 4pipa kapiler5 yang ujungnya terbuka saat

dimasukkan ke dalam bejana berisi air. 0ita dapat menyaksikan

bah3a permukaan air dalam pipa akan naik. Lain hasilnya jika kita

men'elupkan pipa tersebut ke dalam bejana berisi air raksa.

+ermukaan air raksa dalam tabung akan turun atau lebih rendah


6/16

6

daripada permukaan air raksa dalam bejana. Gejala inilah yang

disebut dengan gejala kapilaritas.

+ada kejadian ini! pipa yang digunakan adalah pipa kapiler.

=leh karena itu! gejala kapilaritas adalah gejala naik turunnya zat

'air dalam pipa kapiler. +ermukaan zat 'air yang berbentuk 'ekung

atau 'embung disebut meniskus. +ermukaan air pada dinding ka'a

yang berbentuk 'ekung disebut meniskus 'ekung! sedangkan

permukaan air raksa yang berbentuk 'embung disebut meniskus

'embung.

+enyebab dari gejala kapiler adalah adanya adhesi dan kohesi.

0ohesi adalah gaya tarik menarik antar molekul yang sama

jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang

lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak

menolak! sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antar

molekul yang berbeda jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat

yang satu dengan yang lain dapat menempel dengan baik karena

molekulnya saling tarik menarik atau merekat.

+ada gejala kapilaritas pada air! air dalam pipa kapiler naik

karena adhesi antara partikel air dengan ka'a lebih besar daripada

kohesi antar partikel airnya. Sebaliknya! pada gejala kapilaritas air

raksa! adhesi air raksa dengan ka'a lebih ke'il daripada kohesi

antar partikel air raksa. =leh karena itu! sudut kontak antara air

raksa dengan dinding ka'a akan lebih besar daripada sudut kontak

air dengan dinding ka'a.

0enaikan atau penurunan zat 'air pada pipa kapiler

disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada

keliling persentuhan zat 'air dengan pipa.

Berikut ini beberapa 'ontoh yang menunjukkan gejala

kapilaritas dalam kehidupan sehari(hari,

a. >aiknya minyak tanah melalui sumbu kompor sehingga

kompor bisa dinyalakan.


7/16

7

b. 0ain dan kertas isap dapat menghisap 'airan.

c. Air dari akar dapat naik pada batang pohon melalui

pembuluh kayu.

Selain keuntungan! kapilaritas dapat menimbulkan

beberapa masalah berikut ini ,

a. Air hujan merembes dari dinding luar! sehingga dinding

dalam juga basah.

b. Air dari dinding ba3ah rumah merembes naik melalui

batu bata menuju ke atas sehingga dinding rumah

lembab.

. ;iskositas

;iskositas merupakan pengukuran dari ketahan fluida yang

diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. +ada masalah

sehari(hari 4dan hanya untuk fluida5! 6iskositas adalah

?0etebalan? atau ?pergesekan internal?. =leh karena itu! air yang

?tipis?! memiliki 6iskositas lebih rendah! sedangkan madu yang

?tebal?! memiliki 6iskositas yang lebih tinggi. Sederhananya!

semakin rendah 6iskositas suatu fluida! semakin besar juga

pergerakan dari fluida tersebut. ;iskositas menjelaskan ketahanan

internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan

sebagai pengukuran dari pergeseran fluida.

Seluruh fluida 4ke'uali superfluida5 memiliki ketahanan

dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental! tetapi fluida yang

tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide

ideal.

".".). *ekanan 2idrostatis

http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Maduhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pergeseran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Maduhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pergeseran&action=edit&redlink=1


8/16

8

*ekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu

permukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut. Se'ara

matematis! persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut.

p 9 F: A


9/16

9

=leh karena itu! persamaan tekanan di dasar bejana akibat fluida

setinggi h dapat dituliskan menjadi

p 9 8 4Ah5 g : A 9 8 h g ................................45

ika tekanan hidrostatis dilambangkan dengan ph! persamaannya

dituliskan sebagai berikut.

ph 9 8 g h..................................................45

dengan,

ph 9 tekanan hidrostatis 4>:m"5!

8 9 massa jenis fluida 4kg:m)5!

g 9 per'epatan gra6itasi 4m:s"5! dan

h 9 kedalaman titik dari permukaan fluida 4m5.

Semakin tinggi dari permukaan Bumi! tekanan udara akan

semakin berkurang. Sebaliknya! semakin dalam Anda menyelam dari

permukaan laut atau danau! tekanan hidrostatis akan semakin

bertambah. 2al tersebut disebabkan oleh gaya berat yang dihasilkan

oleh udara dan zat 'air. Anda telah mengetahui bah3a lapisan udara

akan semakin tipis seiring bertambahnya ketinggian dari permukaan

Bumi sehingga tekanan udara akan berkurang jika ketinggian

bertambah. Adapun untuk zat 'air! massanya akan semakin besar

seiring dengan bertambahnya kedalaman. =leh karena itu! tekanan

hidrostatis akan bertambah jika kedalaman bertambah.

+rinsip tekanan hidrostatis ini digunakan pada alat(alat

pengukur tekanan. Alat(alat pengukur tekanan yang digunakan untuk

mengukur tekanan gas! di antaranya sebagai berikut.

a. $anometer +ipa *erbuka

$anometer pipa terbuka adalah alat pengukur tekanan

gas yang paling sederhana. Alat ini berupa pipa berbentuk

- yang berisi zat 'air. -jung yang satu mendapat tekanan

sebesar p4dari gas yang hendak diukur tekanannya5 dan

ujung lainnya berhubungan dengan tekanan atmosfir 4 p5.

b. Barometer


10/16

10

Barometer raksa ini ditemukan pada 1)

oleh D6angelista *orri'elli! seorang ahli Fisika dan

$atematika dari 7talia. Barometer adalah alat untuk

mengukur tekanan udara. Barometer umum digunakan

dalam peramalan 'ua'a! dimana tekanan udara yang tinggi

menandakan 'ua'a bersahabat! sedangkan tekanan udara

rendah menandakan kemungkinan badai. 7a

mendefinisikan tekanan atmosfir dalam bukunya yang

berjudul E A Unit of Measurement ! The Torr *ekanan

atmosfer 41 atm5 sama dengan tekanan hidrostatis raksa

4mercury5 yang tingginya mm.

'. +engukur *ekanan Ban

Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan udara di

dalam ban. Bentuknya berupa silinder panjang yang di

dalamnya terdapat pegas. Saat ujungnya ditekankan pada

pentil ban! tekanan udara dari dalam ban akan masuk ke

dalam silinder dan menekan pegas. Besarnya tekanan yang

diterima oleh pegas akan diteruskan ke ujung lain dari

silinder yang dihubungkan dengan skala. Skala ini telah

dikalibrasi sehingga dapat menunjukkan nilai selisih

tekanan udara luar 4atmosfer5 dengan tekanan udara dalam

ban.

".". Akibat(akibat *ekanan +ada Fluida Statis

1. +aradoks 2idrostatis

+aradoks 2idrostatis adalah Gaya yang bekerja pada dasar

sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat

'air dalam bejana! tetapi tergantung pada luas dasar bejana 4 A 5!

tinggi zat 'air di atas dasar bejana 4 h 5 dan massa jenis zat 'air 4 r 5

dalam bejana.


11/16

11

Gambar ".1 +aradoks Fluida Statis

". +rinsip +as'al dan +enyeimbang *ekanan

+ersamaan + 9 +1 8gh menunjukkan bah3a berapapun

besar tekanan luar +1 yang ditambahkan pada fluida! tekanan pada

setiap titik dalam fluida akan bertambah dengan jumlah yang sama

pula oleh karena itu! tekanan yang diterima oleh fluida dalam

ruangan tertutup diteruskan ke segala arah sama besar. 7nilah yang

disebut E2-0-$ +ASCAL yang dikemukakan oleh ilmuan asal

+eran'is Blaise Pascal .

Gambar "." +embuktian 2ukum +as'al

). +rinsip Ar'himedes

+emindahan 6olume tertentu pada fluida menimbulkan gaya

ke atas 4Fa5 yang besarnya sama dengan berat dari 6olume fluida

yang dipindahkan tersebut 4mf g5.

Fa9mf g...................................................4H5%imana

Fa 9 Gaya ke atas

mf 9 $assa Fluida

g 9 +er'epatan Gra6itasi

Gambar ".) +rinsip Ar'himedes

".).Fluida %inamis


12/16

12

Fluida dinamis adalah fluida 4bisa berupa zat 'air! gas5 yang bergerak.

-ntuk memudahkan dalam mempelajari! fluida disini dianggap steady

4mempunyai ke'epatan yang konstan terhadap 3aktu5! tak termampatkan

4tidak mengalami perubahan 6olume5! tidak kental! tidak turbulen 4tidak

mengalami putaran(putaran5.

%alam kehidupan sehari(hari! banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida

dinamis ini.

".).1 Besaran(besaran dalam fluida dinamis.

a. %ebit aliran 4I5

umlah 6olume fluida yang mengalir persatuan 3aktu! atau ,

I 9 A6 .........................................................4J5

%imana ,

I 9 debit aliran 4m):s5

A 9 luas penampang 4m"5

6 9 laju aliran fluida 4m:s5

b. Aliran fluida sering dinyatakan dalam debit aliran

I 9 ;:t........................................................415

%imana ,

I 9 debit aliran 4m):s5

; 9 6olume 4m)5.

t 9 selang 3aktu 4s5

".)." +ersamaan 0ontinuitas

Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit

yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau " tempat! maka,

%ebit aliran 1 9 %ebit aliran "! atau ,

A1;19 A";"................................................4115


13/16

13

".).) 2ukum Bernoulli

2ukum Bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum

kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. 2ukum ini menyatakan

bah3a jumlah tekanan 4p5! energi kinetik per satuan 6olume! dan energi

potensial per satuan 6olume memiliki nilai yang sama pada setiap titik

sepanjang suatu garis arus. ika dinyatakan dalam persamaan menjadi ,

+1 1:" 861" 8gh1 9 +" 1:" 86"

" 8gh"................................ 41"5

%imana ,

p 9 tekanan air 4+a5

6 9 ke'epatan air 4m:s5

g 9 per'epatan gra6itasi

h 9 ketinggian air

".). +enerapan dalam teknologi

a. Gaya Angkat +esa3at *erbang

Gaya angkat pesa3at terbang bukan karena mesin! tetapi pesa3at bisa

terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju

aliran udara tepat di ba3ah sayap! karena laju aliran di atas lebih

besar maka mengakibatkan tekanan di atas pesa3at lebih ke'il

daripada tekanan pesa3at di ba3ah. Akibatnya terjadi gaya angkat

pesa3at dari hasil selisih antara tekanan di atas dan di ba3ah di kali

dengan luas efektif pesa3at.

F1 K F" 9 1:"8 4 6a" K 6 b

"5 A....................................41)5

0eterangan,

8 9 massa jenis udara 4kg:m)5

6a9 ke'epatan aliran udara pada bagian atas pesa3at 4m:s5

6 b9 ke'epatan aliran udara pada bagian ba3ah pesa3at 4m:s5

F9 Gaya angkat pesa3at 4>5


14/16

14

b. +enyemprot +arfum dan =bat >yamuk

+rinsip kerja yang dilakukan dengan menghasilkan laju yang lebih

besar pada ujung atas selang botol sehingga membuat tekanan di atas

lebih ke'il daripada tekanan di ba3ah. Akibatnya 'airan dalam 3adah

tersebut terdesak ke atas selang dan lama kelamaan akan menyembur

keluar.

BAB III

PENUTUP

).1 0esimpulan

%ari hasil pembahasan diatas maka dapat ditarik beberapa kesimpulan! yaitu,


15/16

15

a. Fluida adalah suatu bentuk materi yang mudah mengalir misalnya zat 'air

dan gas. Sifat kemudahan mengalir dan kemampuan untuk menyesuaikan

dengan tempatnya berada merupakan aspek yang membedakan fluida

dengan zat benda tegar.

b. Fluida dibagi menjadi " yaitu fluida statis dan fluida dinamis. Fluida

statis adalah fluida yang tidak bergerak. %an fluida dinamis adalah fluida

yang bergerak.

c. %alam kehidupan sehari(hari! dapat ditemukan aplikasi 2ukum Bernoulli

yang sudah banyak diterapkan pada sarana dan prasarana yang

menunjang kehidupan manusia masa kini seperti untuk menentukan gayaangkat pada sayap dan badan pesa3at terbang! penyemprot parfum!

penyemprot ra'un serangga dan lain sebagainya.

)." Saran

Adapun Saran penulis sehubungan dengan bahasan makalah ini! kepada rekan(

rekan mahasis3a agar lebih meningkatkan! menggali dan mengkaji lebih

dalam tentang bagaimana fluida statis dan dinamis.

DAFTAR PUSTAKA

#osyid! $u'hammad Far'hani dkk. "1". Kajian Konsep Fisika 2. akarta ,

+latinum.

http:!!!"i#"!ikipe#ia"org!ikiTeknik$hi#rolika

http:/ !!!"ilmusipil"comsipilhi#rolika

https://id.wikipedia.org/wiki/Teknik_hidrolikahttp://www.ilmusipil.com/sipil/hidrolikahttp://www.ilmusipil.com/sipil/hidrolikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Teknik_hidrolikahttp://www.ilmusipil.com/sipil/hidrolika


16/16

16

http:/ !!!"aca#emia"e#u%&''2&'laporan$praktikum$fisika
http://www.academia.edu/8166216/laporan_praktikum_fisikahttp://www.academia.edu/8166216/laporan_praktikum_fisika

Documents

Fluida Dan Hidrolika