Fluida Statis

Fluida merupakan zat yang dapat bergerak. Zat yang dapat bergerak meliputi zat cair dan gas. Statis merupakan benda yang tidak dapat bergerak. Maka Fluida Statis adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang zat yang bergerak pada tempat yang dibuat diam. Cotoh fluida statik adalah air dalam ember, oli dalam botol, dll.

1. Tekanan

    Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada sebuah benda persatuang luas. Semakin besar gaya yang bekerja pada benda tersebut aka memiliki tekanan yang besar pula. Tetapi jika luas penampang benda besar maka tekanan yang terjadi pada benda akan semakin kecil. Maka tekanan dapat dirumuskan,

Contoh:Sebuah meja ditekan dengan dorongan 200 N, Jika meja memiliki luas penampang 4 m2. Berapakah besar tekanan pada meja tersebut??Diket: F = 200 N          A = 4 m2Ditanya: P=???Dijawab: P = F/A                   = 200N/4m2                  = 50 Pa2. Tekanan HidrostatisTekanan hidrostatis adalah tekanan yang diterima suatu benda ketika didalam sebuah zat cair. Tekanan hidrostatis tergatung pada kedalaman suatau benda. Semakin dalam letak benda maka semakin besar tekanan yang diperoleh benda tersebut. Maka dirumuskan menjadi:

Contoh:Amir menyelam disebuah danau dengn kedalaman 10 m. Berapakah besar tekanan pada Amir jika massa jenis air 1000 kg/m3??Diket : h = 10 m           p = 1000 kg/m3           g = 10 m/s2Ditanya: P = ???Dijawab: P = pgh                   = 1000. 10.10                   = 100.000 Pa3. Hukum PascalBesarnya tekanan yang diberikan pada sebuah benda pada ruang tertutup akan di teruskan sama besar kesegala arah. Maka persamaannya menjadi;

Contoh:Sebuah dongkrak memiliki luas pada pompanya 2 cm2 diberikan gaya 400 N. Berapakah gaya angkat pada dongkrak jika luasnya 40 cm2??Diket : A1 = 2 cm2 = 0,0002 m2           F1 = 400 N          A2 = 40 cm2 = 0,004 m2Ditanya: F2 = ???Dijawab: F1/A1 = F2/A2              400/0,0002 = F2/ 0,004               F2 = 8000 Pa4. HUKUM ARCHIMIDESSebuah benda yang tercelup kedalam zat cair mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan gaya berat zat cair yang dipindahkan. Gaya apung ini juga disebut gaya keatas. Secara matematis maka dirumuskan sebagai berikut;

Sedangkan akibat benda didalam zat cair lebih kecil dari pada berat benda di udara maka,W fluida = W udara - FaDimana W fluida = Berat saat di zat cair (N)              W Udara = Berat saat di udara (N)             Fa           = Gaya apung (N)Contoh :Sebuah bola tembaga yang Volumenya 500 cm3 di udara  beratnya 10 N, didalam zat cair beratnya 6 N. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2 maka massa jenis zat cair tersebut adalah.... kg/m3Diket : V = 500 cm3 = 0,0005 m3          W udara = 10 N           W fluida = 6 N            g = 10 m/s2Ditanya: p(Rho)????Dijawab: Fa = W Udara - W fluida                Fa = ( 10 - 6 ) N = 4 N                Fa = p g V                4 N = p 10 (0,0005)                4 N = p (0,005)               p = 4/0,005                p = 800 kg/m35. Tegangan permukaan tegangan permukaan adalah tegangan yang timbul pada permukaan zat cair akibat dari gaya kohesi yang dimiliki oleh zat tersebut. Besarnya tegangan permukaan tergantung pada gaya permukaan persatuan panjang. Secara matematis maka dirumuskan;

Contoh kejadian dalam kehidupan sehari-hari :Serangga dapat berdiri diatas airTetes air hujan yang berbentuk bulat6. KapilaritasGejala naik turunnya permukaan zat cair dalam pembuluh yang sempit ( pipa kapiler)

7. Kekentalan Fluida ( VISKOSITAS)Viskositas adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari kekentalan suatu zat cair.

Angka Penting

Semua angka yang didapatkan dari hasil pengukuran adalah angka penting. Angka penting terdiri dari angka-angka pasti dan satu angka taksiran, sesuai dengan tingkat ketelitian pengukuran dari alat ukuran yang digunakan.

1. Menuliskan angka Penting

a. Semua angka bukan nol adalah angka penting

   123 cm  = memiliki 3 Angka Penting

b. Angka nol yang terletak diantara dua angka bukan nol adalah angka peting

   303 gram = memiliki 3 Angka Penting

c. Angka nol yang disebelah kanan koma desimal yang mengikuti angka bukan nol adalah angka penting

   1,0110 gram = memiliki 5 Angka Penting

d. Angka nol pada desimal yang terletak disebelah kiri bukan angka penting.

   0,071 cm   = memiliki 2 Angka penting

e. Penulisan angka penting dengan notasi garis bawah berakhir pada angka yang diberi garis bawah dan angka selanjutnya bukan angka penting

   20.000 kg = 3 Angka Penting

2. Operasi Angka Penting

a. Penjumlahan dan Pengurangan 

   Hasil penjumlahan dan pegurangan angka penting mengikuti angka disebelah kanan koma paling dikit.

 1,190 cm + 10,12cm = 11,31 cm 4 Angka Penting

9,15 gram - 2,111 gram = 7,04 gram 3 Angka Penting

b. Perkalian dan Pembagian 

  Hasil perkalian dan pembagian mengikuti angka penting paling sedikit

2,111 cm x 2 gram = 4 gram cm

4,4 kg : 4 m    = 1 kg/m

c. Akar dan Pangkat

Mengikuti angka penting awal

(12 m)2= 144 m2 = 14 m2  = 2 Angka Penting

Besaran, Satuan, Dan Dimensi

1. Besaran

    segala sesuatu yang dapat diukur, dihitung, dan dinyatakan dalam bentuk angka. Contoh besaan yang sering kita jumpai adalah besaran panjang, massa, suhu, kuat arus dll

 Besaran dibedakan menjadi 2 yaitu:

- Besaran Pokok

  Besaran yang berasal dari pengukuran langsung.

  contoh:

  besaran panjang, massa, waktu, dll

- Besaran turunan

  Besaran gabungan dari besaran-besaran pokok

  contoh:

  besaran luas, volume, kecepatan, dll

2. Satuan

    Merupakan hasil kesepakatan untuk menggolongkan jenis-jenis besaan. Satuan di golongkan menjadi 2 yaitu:

- Satuan baku merupakan satuan dari hasil kesepakatan yang dibuat oleh ilmuan seluruh dunia.

  Contoh:

   Besaran Panjang memiliki satuan meter.

- Satuan tidak baku merupakan satuan yang di buat oleh wilayah, daerah, atau negara tertentu

  Contoh:

  Besaran panjang memiliki satuan jengkal, depa, tombak, dll tergantung wilayah yang menggunakannya.

3. Dimensi

    Digunakan untuk mempermudah penyusunan besaran turunan dari besaran-besaran pokok.

Dibawah ini merupakan tabel besaran pokok beserta satuan dan dimensinya

dan dibawah ini contoh besaran turunan

Elastisitas Bahan

Pada saat kalian menarik sebuah karet gelang, pasti karet gelang tersebut akan mengalami perubahan bentuk teapi ketika kita lepas tarikan tersebut maka karet gelang akan kembali kebentuk semula. Kejadian tersebut disebut sifat elastisitas banda.

Terdapat tiga hal utama yang harus diketahui dalam mempelajarai sifat elastisitas suatau bahan yaitu sifat tegangan, regangan , dan modulus elastisitas.:

1. Tegangan(stress)

    Besarnya gaya yang bekerja pada suataubahan persatuan luas. Maka secara matematis tegangan dirumuskan,

Contoh :

Sebuah plat besi diberikan beban sebesar 100N. Jika luas plat besi tersebut 2 m2. Berapakah tegangan yang terjadi pada plat besi tersebut???

 Diket F = 100 N

          A= 2 m2

Ditanya: o= F/A

                = 100/2

                = 50 N/m2

2. Regangan

    Perbandingan antara perubahan panjang suatau bahan yang diberikan gaya dengan panjang awal bahan. Maka secara matematis dirumusan;

Contoh:

Sebuah karet yang panjang awalnya 50 cm, diberikan gaya sehingga menjadi 55 cm. Berapakah regangan yang terjadi pada karet tersebut??

Deket: L0 = 50 cm = 0,5 m

           AL = Lt - L0 = 55 - 50 = 5 cm = 0,05 m

Ditanya e = ....??

Dijawab e = AL/L0

                 = 0,05/0,5

                 = 0,1

3. Modulus Elastisitas

    Perbandingan antara tegangan dan regangan suatau bahan. Maka secara matematis di rumuskan:

Contoh:

Sebuah plat besi diberikan beban 400 N, Plat tersebut memiliki panjang 20 cm berubah menjadi 25 cm. Jika luas plat 0,2 m2. Berapakah modulus elastisitasnya??

Diket: F = 400 N

           L0= 20 cm = 0,2 m

           AL= Lt-L0 = 25 cm - 20 cm = 5 cm = 0,05 m

          A = 0,2 m2

Ditanya E = F. L0/ A. AL

                 = 400 . 0,2/ 0,2 . 0,05

                 = 400/ 0,05

                 = 8.000 N/m2

4. Hukum Hooke

    Ketika pegas ditarik dengan sebuah gaya maka pegas akan melawan dengan gaya yang berlawanan. Keadaan tersebut di sebut gaya pemulih. Secara matematis dituliskan sebagai berikut:

Contoh:

Sebuah Pegas memiliki konstanta 100 N/m diberikan gaya sehingga panjangnya berubah sebesar 5 cm. Berapakah gaya pemulih dari pegas tersebut??

Diket: k = 100 N/m

          y = 5 cm = 0,05 m

Ditanya F= ??

Dijawab F= -k x

                 = - 100 . 0,05

                 = 5 N

Susunan Pegas

Susunan pegas dibedakan menjadi 2 yaitu;

1. Seri

2. Pararel

Contoh: Perhatikan gambar Dibawah ini!

Gambar diatas menyatakan 3 buah pegas dengan konstanta masing -masing adalah 10 N/m, 10 N/m, dan 20 N/m. Jika massa beban adalah 2 kg. maka berapa besar perubahan panjangnya??

Diket : k1 = 10 N/m

            k2 = 10 N/m

            k3 = 20 N/m

            m  = 2 kg

            g   = 10 m/s2

Ditanya: y =....??

Dijawab: y = F/k

Langkah pertama mencari kontanta pengganti pararel k1 dan k2

kp = k1 + k2 = 10 + 10 = 20 N/m

Langkah kedua mencari konstanta pengganti seri kp dan k3

1/ ks = 1/kp + 1/k3

1/ks = 1/20 + 1/20

1/ks = 2/20

ks    = 20/2

ks    = 10 N/m

Langkah 3 memasukkan hasil rangkain seri kedalam rumus utama

y = F/k

y = m .g / ks

y = 2 . 10 / 10

   = 20/10

   = 2 m