Tekanan hidrostatis diartikan sebagai tekanan suatu zat cair yang hanya disebabkan oleh berat zat cair tersebut, gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah. Tekanan hidrostatis di dasar setiap wadah adalah sama, sedangkan berat zat cair dalam setiap wadah berbeda-beda. Tekanan fluida statis suatu fluida yang bekerja dalam ruang tertutup diteruskan secara merata ke segala arah.
34; Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam zat cair/cair didorong ke atas dengan gaya yang besarnya sama dengan berat zat cair/cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”. Batang tabung kaca hidrometer dirancang untuk memungkinkan perubahan kecil pada berat benda yang dipindahkan (artinya perubahan kecil massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangki yang tercelup ke dalam zat cair. Berdasarkan persamaan tersebut, besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingga daya apungnya menjadi sangat besar.
Gaya kohesif merupakan gaya tarik menarik antar molekul dalam suatu zat cair, sedangkan gaya adhesi merupakan gaya tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis yaitu bahan wadah tempat zat cair tersebut berada. Zat cair dan gas mempunyai kekentalan, hanya saja zat cair lebih kental dibandingkan gas. Massa jenis suatu zat cair dapat ditentukan dengan membaca skala pada hidrometer yang diletakkan mengambang di dalam zat cair tersebut.
Fenomena kapiler adalah gejala naik atau turunnya suatu zat cair dalam suatu tabung kapiler yang disebabkan oleh adanya gaya kohesif tegangan permukaan, yaitu gaya adhesi antara zat cair dengan tabung kaca.
Tekanan permukaan suatu fluida adalah kecenderungan permukaan suatu fluida menjadi kaku sehingga menyebabkan permukaan tersebut tertutup oleh lapisan elastis. Semakin kecil tegangan permukaan air maka semakin baik air tersebut dapat melembabkan benda. Artinya, kotoran pada benda lebih mudah larut dalam air. Semakin tinggi suhu air maka tegangan permukaan air akan semakin rendah dan hal ini berarti semakin baik kemampuan air untuk melembabkan benda.
Dirancang untuk meningkatkan kemampuan air dalam membasahi kotoran yang menempel pada pakaian, yaitu dengan menurunkan tegangan permukaan air. Selain pandai membunuh kuman, tegangan permukaannya juga rendah sehingga antiseptiknya mampu membasahi seluruh luka. Prinsip kerja balon udara : Pertama balon diisi dengan gas panas sehingga balon mengembang dan volumenya bertambah.
Jika gaya apung lebih berat dari berat total balon (berat balon dan muatannya), maka balon mulai bergerak ke atas. Ketika ketinggian yang diinginkan tercapai, awak balon mengurangi gas panas hingga gaya apung = berat balon tercapai.
Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!
Seorang anak meletakkan benda bermassa M 500 gram ke dalam gelas mandi yang berisi air, dan menampung air yang tumpah ke dalam gelas takar seperti pada gambar.
Seorang anak memasukkan benda M bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas berpancuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuah gelas ukur seperti terlihat pada gambar
Gaya-gaya yang bekerja pada benda di atas adalah gaya gravitasi yang arahnya ke bawah dan gaya penggerak/gaya Archimides yang arahnya ke atas. Berat suatu benda dalam zat cair (berat semu) adalah berat suatu benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda tersebut. Besarnya gaya apung sama dengan berat zat cair yang dipindahkan yaitu berat 200 ml air = berat 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm3.
Secara umum, gas bersifat kompresibel, jika volume gas dipersempit atau tekanan ditingkatkan, maka densitasnya berubah. Dengan asumsi bahwa fluida tidak dapat dimampatkan, tidak kental dan mempunyai aliran tetap, semua persamaan yang berkaitan dengan fluida dinamis diturunkan. Saat harus menyemprot air dengan selang, usahakan untuk menekan ujung selang, air yang keluar akan mengalir cukup jauh.
Dari kedua fenomena alam tersebut kita mengamati bahwa kecepatan zat cair berkurang ketika melewati pipa yang lebar dan bertambah ketika melewati pipa yang sempit. Sekarang kita akan mencoba menjelaskan lebih tepat hubungan antara kecepatan zat cair di suatu tempat dengan di tempat lain. Garis aliran jenis ini disebut garis aliran yang diartikan sebagai jalur aliran fluida ideal (aliran halus).
Air masuk dari ujung kiri dengan kecepatan v1 dan keluar dari ujung kanan dengan kecepatan v2. Karena alirannya lancar (stabil) dan massanya konstan, maka massa yang masuk pada penampang A1 harus sama dengan massa yang masuk pada penampang A2.
FLUIDA DINAMIS
Hukum Bernoulli
Berdasarkan persamaan tersebut tampak bahwa laju aliran air dalam lubang yang berjarak h dari permukaan wadah sama dengan laju aliran air yang jatuh bebas pada jarak h (bandingkan Gerak Jatuh Bebas) . Jadi tekanan fluida pada bagian pipa yang sempit lebih kecil, namun laju aliran fluida lebih besar. Hal ini dikenal sebagai efek Venturi dan menyatakan bahwa jika laju aliran fluida tinggi, maka tekanan fluida menjadi kecil.
Alat ini digunakan untuk mengukur laju aliran fluida, misalnya menghitung laju aliran air atau minyak yang mengalir melalui pipa. Sekarang kita masukkan persamaan yang digunakan untuk menentukan laju aliran cairan dalam tabung di atas. Dalam bidang medis juga telah dirancang venturimeter yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran darah pada arteri.
Posisi kedua lubang ini dibuat cukup jauh dari dasar tabung pitot sehingga kecepatan dan tekanan udara di luar lubang sama dengan kecepatan dan tekanan udara yang mengalir bebas. Dalam hal ini, v1 = kecepatan aliran udara bebas (ini yang akan kita ukur), dan tekanan di kaki kiri manometer (tabung kiri) = tekanan aliran udara bebas (P1) . Oleh karena itu kecepatan aliran udara yang melewati lubang ini (bagian tengah) berkurang dan udara berhenti ketika mencapai titik 2.
Saat Anda menekan tombol, udara dipaksa keluar dari bola karet terkompresi melalui lubang sempit di bagian atas tabung silinder yang memanjang ke bawah untuk masuk ke cairan parfum. Semburan udara yang bergerak cepat menurunkan tekanan udara di bagian atas. dari tabung, dan menyebabkan tekanan atmosfer pada permukaan cairan untuk memaksa cairan naik ke bagian atas tabung. Perbedaan tekanan udara inilah yang menyebabkan air atau minuman yang kita minum mengalir ke dalam mulut. Dalam hal ini cairan berpindah dari bagian pipet yang tekanan udaranya tinggi ke bagian pipet yang tekanan udaranya rendah.
Kedua, asas Bernoulli yang menyatakan jika laju aliran udara tinggi maka tekanannya kecil, sebaliknya jika laju aliran udara rendah maka tekanannya tinggi. Terdapat angin yang bertiup di bagian atas cerobong asap, sehingga tekanan udara di sekitarnya menjadi lebih kecil. Udara mengalir dari tempat yang tekanan udaranya tinggi ke tempat yang tekanan udaranya rendah.
Sebaliknya laju aliran udara di bawah sayap lebih rendah karena udara tidak terdorong (tekanan udara lebih besar). Sebuah benda di udara bermassa 5 N dicelupkan seluruhnya ke dalam air yang massa jenisnya 1 g/cm3, benda tersebut tampak terapung di dalam air.
EVALUASI AKHIR BAB 1
Uraian
Pembuangan air melalui lubang terletak 8 m di bawah permukaan air pada cekungan yang luasnya 50 cm3/s. Bak mandi dengan dimensi panjang, lebar dan tinggi berturut-turut adalah 1,8 m, 1 m dan 1 m dalam keadaan kosong. Jika keran dibuka dengan aliran air 2 liter setiap detiknya, bak mandi akan terisi dalam waktu singkat.
Remidiasi
Tentukan kecepatan aliran air pada penampang 1. Suatu zat cair mengalir dalam pipa yang luas penampangnya 25 cm2 dengan kecepatan 10 m/s2. Untuk menyiram taman bunganya, seorang anak menggunakan selang air yang berdiameter 1 cm dengan kecepatan aliran air 5/π m/s. Jika massa jenis Hg adalah 13600 kg/m3, massa jenis air adalah 1000 kg/m3, dan kecepatan aliran air dalam pipa besar adalah 5 m/s, maka kecepatan air dalam pipa kecil adalah kira-kira.
Adapun gaya angkat pada pesawat terbang...tekanan di bawah sayap lebih kecil daripada tekanan di atas sayap. Gaya yang timbul di bawah sayap lebih kecil dibandingkan gaya yang timbul di atas sayap. kecepatan aliran udara di bawah sayap lebih kecil dari kecepatan aliran udara di atas sayap D. tekanan di atas sayap sama dengan tekanan di bawah sayap. Gaya angkat tidak dipengaruhi oleh ketebalan lapisan udara. Jika kecepatan aliran udara di atas dan di bawah sayap adalah 300 m/s dan 250 m/s, maka dengan massa jenis udara 1 kg/m>sup>3 gaya angkat pada pesawat adalah sama.
Pengayaan
