Fluida Statis

September 22, 2018

A. Tekanan p

Bab fluida statis dan dinamis akan banyak membahas tentang tekanan dan gaya.
Tekanan atau pressure adalah gaya yang diteruskan pada suatu permukaan ke segala arah. Ingat kata kuncinya, gaya dan permukaan
Rumus tekanan
\[p=\frac{F}{A}\] \(p\) : tekanan (N/m2)
\(F\) : gaya (N)
\(A\) : luas permukaan (m2)
Pada bahasan fluida statis, tekanan pada kedalaman tertentu disebabkan oleh berat fluida di atasnya. Bisa dilihat pada ilustrasi berikut.
esfisika fluida statis Pada kedalaman \(h\) (diwakili oleh balok cairan) dengan luas penampang \(A\) ditekan oleh beratnya sendiri. Berat dirumuskan \(w =F =mg\) sehingga dapat menentukan tekanan pada titik tersebut. Penurunan rumus dengan memanfaatkan persamaan massa jenis, volume dan massa dan berat maka : \[ \begin{align} p&=\frac{F}{A}\\ p&=\frac{mg}{A}\\ p&=\frac{\rho Vg}{A}\\ p&=\frac{\rho(Ah)g}{A}\\ p_h&=\rho g h \end{align} \]
Tekanan Hidrostatis
\[p_h=\rho_f. g .h\] \(p_h\) : tekanan hidrostatis (N/m2) atau (Pa)
\(\rho_f\) : massa jenis fluida (kg/m3)
\(g\) : percepatan gravitasi (m/s2)
\(h\) : kedalaman (h)
Ilustrasi mengenai tekananan sebenarnya dan tekanan hidrostatis bisa dibayangkan saat kita berada di luar kolam dan saat masuk ke dalam kolam. Saat berada di luar kolam, tekanan yang kita terima adalah tekanan udara atau biasa disebut tekanan atmosfer \( p_o = 1 \text{atm} = 1,013 \times 10^5 \text{Pa} \approx 1 \times 10^5 \text{Pa}\). Sedangkan tekanan di dalam kolam adalah tekanan fluida. Misalkan kedalaman kolam 3 meter maka \(p_h = \rho_f g h = 1000.10.3=30.000 \text{Pa} \). Ada yang janggal, kenapa tekanan di luar kolam lebih banyak daripada tekanan di dalam kolam? Ternyata tekanan sebesar \( 30.000 \text{Pa}\) hanyalah tekanan hidrostatis. Sehingga tekanan sebenarnya/tekanan mutlak/tekanan gauge/tekanan total \(p_M = p_o + p_h =100.000 + 30.000 = 1,3 \times 10^5 \text{Pa}\). Nilai tekanan ini menunjukkan nilai yang wajar, karena memang tekanan di dalam fluida lebih besar daripada tekanan di luar (terutama yang pernah mengalami).
Tekanan Mutlak
\[p_M=p_o+p_h\] \(p_M\) : Tekanan mutlak (Pa)
\(p_o\) : Tekanan atmosfer/luar (Pa)
\(p_h\) : Tekanan hidrostatis (Pa)
Sebagai tambahan, berikut berbagai versi tekanan atmosfer \(p_o\)
\( 1 \text{atm} = 1 \times 10^5 \text{ Pa} \)
\( 1 \text{atm} = 76 \text{ cmHg} \)
\( 1 \text{atm} = 10,3 \text{ mH}_2\text{O} \)

B. Hukum Hidrostaatika

Pada ketinggian vertikal yang sama, tekanan sama

Template

Anas RAR
🌏 Web Developer