Hukum Fluida: Hidrostatis, Pascal, dan Archimedes
Dongkrak Hidrolik untuk mengangkat mobil saat dicuci
1. Hukum Hidrostatis
Hukum hidrostatis menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang datar yang sama pada fluida yang homogen memiliki tekanan yang sama yaitu seperti gambar di bawah ini
 |
| Hukum Hidrostatis |
Misalkan bejana U diisi oleh dua jenis fluida yang berbeda yaitu ρ1 dan ρ2 dan memiliki tinggi h1 dan h2,
maka tekanan di kedua titik sama besar.Jadi
PA = PB
Po+ρ1g.h1 = Po+ρ2g.h2
ρ1.h1 = ρ2h2Contoh Soal
Perhatikanlah gambar di atas!
Jika air memiliki massa jenis 1 g/cm3 dan minyak memiliki massa jenis 0,8 g/cm3. Berapakah perbedaan tinggi minyak dan air?
Diketahui: ρ air = 1 g/cm3 ρ minyak = 0,8 g/cm3
h minyak = 10 cm
Ditanya: Perbedaan tinggi?
Jawab: ρ air . h air = ρ minyak . h minyak 1 g/cm3 . h air = 0,8 g/cm3 . 10 cm h air = 8 cm
Sehingga perbedaan tingginya adalah = 10 - 8 = 2 cm
Untuk lebih memahami, mari simak video percobaan tekanan hidrostatis berikut ini:
2. Hukum Pascal
Menurut Penelitian Blaise Pascal, jika bejana U diberi tekanan pada satu sisi, maka tekanan itu akan diteruskan sama besar ke sisi satunya. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Pascal.
Jadi, jika ada gaya F1 bekerja pada luas A1, maka gaya itu akan diteruskan menjadi F2 pada penampang A2. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut P1 = P2 F1/A1 = F2/A2
Contoh Soal
Sebuah pompa hidrolik memili jari-jari penampang kecil 5cm dan penampang besar 20cm. Jika pada sisi penampang kecil diberi gaya sebesar 250N. Berapakah gaya yang bekerja pada penampang besar?
Diketahui: r1 = 5cm r2 = 20cm F1 = 250 N
Ditanya: F2?
Jawab: F1/A1 = F2/A2 F1/π(r1)2 = F2/π(r2)2 F1/(r1)2 = F2/(r2)2 250/25 = F2/400 100000 N = 25 F2 F2 = 4000 N
Untuk lebih memahami, mari simak video percobaan Hukum Pascal berikut ini
3. Hukum Archimedes
Hukum Archimedes disini berhubungan dengan benda mengapug, melayang, dan tenggelam dalam fluida. Menurut Archimedes, ketika benda dicelupkan ke dalam fluida, benda tersebut akan mengalami gaya ke atas FA
FA = ρf . Vf . g
Dimana FA = Gaya Keatas ρf = massa jenis fluida Vf = volume fluida yang dipindahkan = volume benda dalam fluida g = percepatan gravitasi
Terapung
Benda yang dicelupkan pada fluida akan terapung jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida
ρB = Vbf/Vb . ρf
Dimana ρB = massa jenis benda Vbf = volume benda dalam fluida Vb = volume benda total ρf = massa jenis fluida
Melayang
Benda dalam fluida akan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis fluida
Tenggelam
Benda akan tenggelam dalam fluida jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis fluida. Jika benda tenggelam ditimbang dalam fluida, beratnya akan menjadi
Wbf = W - FA Wbf = ρb.vb.g - ρf.vb.g Wbf = (ρb-ρf)ρb.g
Contoh Soal
Berapakah berat aluminium dengan volume 3m3 jika dicelupkan ke dalam air. Massa jenis aluminimum adalam 2700 kg/m3, massa jenis air adalah 1000 kg/m3 dan kecepatan gravitasi sama dengan 9,8 m/s2
Diketahui: VA = 3m3
ρ aluminium = 2700 kg/m3
ρ air = 1000 kg/m3
g = 9,8 m/s2Ditanya: Wbf?
Jawab: Wbf = (ρb - ρf) Vb.g Wbf = (2700 - 1000) 3 . 9,8 Wbf = 49980 N
Untuk lebih memahami, mari simak video tentang Hukum Archimedes berikut
Demikian Penjelasan tentang Hukum Fluida (Hidrostatis, Pascal, dan Archimedes). Semoga postingan ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Sampai jumpa pada postingan selanjutnya :)
Atau kunjungi link berikut untuk lebih memahami tentang Fluida
Komentar
Posting Komentar