FISIKA FISIKA

FISIKA

FISIKA

SMK PERGURUAN CIKINI

MASSA JENIS

Massa jenis atau kerapatan suatu zat didefinisikan

se-bagai perbandingan massa dengan volum zat tersebut

V

m





Keterangan:

ρ

= massa jenis zat (kg/m

3

)

m = massa zat kg

V = volum zat m

3

Satuan massa jenis zat sering juga dinyatakan dengan I g/cm3

TEKANAN

Keterangan:

p = tekanan (N/m2_{) atau Pascal (Pa)}

F = gaya N

A = luas bidang tekan m2

luas

gaya

tekanan



A

F

p



F = w

A

TEKANAN HIDROSTATIS

h

g

p





Tekanan zat cair dalam keadaan diam disebut

tekanan hidrostatis

Keterangan:

ρ = massa jenis zat cair (kg/m2₎

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2₎

h = kedalaman zat cair diukur dari permukaan-nya ke titik yang diberi tekanan (m)

p = hydrostatic pressure (N/m2₎

Berdasarkan rumus tekanan hidrostatis di atas, diketahui bahwa tekanan hidrostatis bergantung pada massa jenis zat cair,

ketinggian atau kedalaman zat cair, serta percepatan gravitasi bumi h

TEKANAN HIDROSTATIS

Kekuatan pancaran air atau

pancaran zat cair ini

ditentukan oleh besarnya

tekanan dalam air atau zat

cair tersebut. Hal ini berarti

semakin dalam suatu

tempat dalam air atau zat

cair dari permukaannya,

maka semakin besar

tekanan hidrostatisnya

Kegiatan ilmiah

air

lubang

HUKUM POKOK HIDROSTATIS

Source: http://superphysics.netfirms.com/t240754a.jpg

HUKUM POKOK HIDROSTATIS

h_{A h}

B

minyak air

A B

Sebuah tabung berbentuk U berisi minyak dan air, seperti tampak pada gambar di bawah:

Titik A dan titik B berada pada suatu bidang datar dan dalam suatu jenis zat cair. Berdasarkan hukum pokok hidrostatis maka kedua titik tersebut memiliki tekanan yang sama, sehingga:

p_A = p_B

ρminyak g hA = ρair g hB

ρminyak hA = ρair hB

minyak B A air

ρ

h

h

ρ



Keterangan:

ρoil = massa jenis minyak

ρwater = massa jenis air

HUKUM PASKAL

Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang

tertu-tup akan diteruskan ke segala arah dan semua bagian ruang

tersebut dengan sama besar

Contoh pemakaian hukum paskal

2 1

1

2

A

A

F

F



Keterangan: _F

1 = gaya pada A1 (N)

F₂ = gaya pada A₂ (N)

A₁ = luas penampang 1 (m2₎

A₂ = luas penampang 2 (m2₎ A₂

F₂

A₁ F₁

Azas dongkrak hidrolik

HUKUM ARCHIMEDES

Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke

dalam zat cair atau zat cair lain akan mengalami gaya ke

atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang

dipindahkannya

F

_A

= w

_bf Keterangan:

FA = gaya ke atas

w_bf = berat zat cair yang dipindahkan

F

_A

=

ρ_f

V

_bf

g

_Keterangan:

ρf = massa jenis fluida

HUKUM ARCHIMEDES

Benda tenggelam

F_A < w m_f g < m_b g V_f ρ_f g < V_b ρ_b g

ρf < ρb

Keterangan:

m_b = massa benda

m_f = massa zat cair yang dipindahkan V_b = volum benda

Vf = volum zat cair yang dipindahkan

ρb = massa jenis benda

ρf = massa jenis zat cair

Sebuah benda dikatakan tenggelam jika

benda tersebut tercelup seluruhnya dan

berada di dasar suatu zat cair

w F_A

HUKUM ARCHIMEDES

Benda melayang

F_A = w m_f g = m_b g V_f ρ_f g = V_b ρ_b g

ρf = ρb

Sebuah benda dikatakan melayang jika

benda tersebut tercelup seluruhnya

tetapi tidak mencapai dasar dari zat

cair tersebut

w F_A

air

Keterangan:

m_b = massa benda

m_f = massa zat cair yang dipindahkan V_b = volum benda

Vf = volum zat cair yang dipindahkan

ρb = massa jenis benda

Hukum archimedes

Benda terapung

Sebuah benda dikatakan terapung jika

benda tersebut tercelup sebagian di

dalam zat cair

F_A = w m_f g = m_b g V_f ρ_f g = V_b ρ_b g

f b

f

b

ρ

V

V

ρ



karena V

_f

< V

_b

maka

ρ

_f

>

ρ

_b

w F_A

TEGANGAN PERMUKAAN

ZAT CAIR

Gaya tarik-menarik antara partikel-partikel sejenis disebut

kohesi; sedangkan gaya tarik tarik-menarik antara

partikel-partikel yang tidak sejenis disebut adhesi.

TEGANGAN PERMUKAAN

ZAT CAIR

Tegangan permukaan dapat diartikan sebagai besar gaya

yang dialami pada permukaan zat cair per satuan panjang.



F





panjang

gaya

F

permuakaan

tegangan











Keterangan:

w₂ w₁

Selapis air sabun

KAPILARITAS

Peristiwa naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler

dinamakan kapilaritas

kohesi > adhesi

Air dalam pipa kapiler akan terus naik sampai tercapai keseimba-ngan, yakni berat air yang diangkat seimbang dengan gaya adhesi. Sedangkan peristiwa turunnya raksa di dalam pipa kapiler terjadi karena kohesi antara partikel-partikel raksa lebih besar daripada adhesi antara partikel raksa dengan partikel kaca.

kohesi < adhesi

KAPILARITAS

Banyaknya kenaikan atau penurunan zat cair pada pembuluh/pipa kapiler dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut.

h

g

ρ

cos

θ

2





h

Keterangan:

h = kenaikan atau penurunan zat cair (m)

g = tegangan permukaan (N/m)

r = massa jenis zat (kg/m3₎

 = sudut kontak

g = percepatan gravitasi (m/s2₎

VISKOSITAS FLUIDA DAN

HUKUM STOKES

Ukuran kekentalan suatu fluida dinyatakan dengan viskositas.

F

_f

= k

h

v

Keterangan:

F_f = gaya gesekan fluida (N)

k = koefesien (tergantung pada geometrik benda)

h = koefesien viskositas (Pa s)

v = kecepatan gerak benda (m/s)

Persamaan gaya gesekan fluida untuk benda berbentuk bola dapat dirumuskan sebagai berikut.

VISKOSITAS FLUIDA DAN

HUKUM STOKES

w = m g F_A

f F_A

arah gerak

Perhatikan gambar di bawah ini!

Pada saat benda bergerak dengan kecepatan terminal, pada benda tersebut bekerja tiga buah gaya, yaitu gaya berat, gaya ke atas yang dikerjakan fluida, dan gaya gesekan fluida

SF = 0

+ m g – F_A – F_f = 0

m g – F_A = F_f

F_f = m g – F_f

VISKOSITAS FLUIDA DAN

HUKUM STOKES



b f



T

ρ

ρ

η

g

r

v





2

9

2

Keterangan:

v_T = kecepatan terminal (m/s)

h = viskositas fluida (Ns/m2₎

r_b = massa jenis benda (kg/m3₎

r_f = massa jenis benda (kg/m3₎

g = percepatan gravitasi (m/s2)