Materi Fisika Kelas 11 - Fluida Statis (Edisi Kurikulum Merdeka)
Zsmart.id. Pada artikel kali ini, kita akan mempelajari materi terkait fluida statis yang yang terdiri atas pembahasan mengenai : tekanan hidrostatis, hukum Pascal, hukum Archimedes dan beberapa aplikasi mengenai penerapan fluida statis. Materi ini dirancang berdasarkan kurikulum Merdeka pada fase F.
A. Tekanan hidrostatis
Secara umum, tekanan merupakan hasil bagi antara gaya yang diberikan terhadap luas penampang benda tersebut. Secara matematis dapat dituliskan dengan menggunakan persamaan :
di mana F merupakan gaya yang diberikan (N), A merupakan luas penampang (m²) dan P merupakan tekanan (N/m²). Satuan dari tekanan dapat dituliskan dalam beberapa bentuk seperti :
1 Pa = 1N/m²
1 atm = 101.325 kPa = 1.01 x 10⁵ Pa = 760 mmHg
1 bar = 10³ millibar = 100 kPa
Kaitannya dengan tekanan pada fluida, maka kita harus memperhatikan konsep terkait massa jenis sehingga persamaan tekanan hidrostatis akan menjadi :
di mana P0 merupakan tekanan atmosfer (P0 = 1.01 x 10⁵ Pa), ρ adalah massa jenis cairan (kg/m³), g adalah percepatan gravitasi (g = 9.8m/s²) dan h merupakan kedalaman benda diukur dari permukaan air (m).
Terlihat bahwa besar tekanan yang dirasakan semakin besar seiring dengan dalamnya suatu titik dari permukaan fluida. Aplikasi dari tekanan dapat digunakan dalam menentukan daya tahan dari sebuah bendungan.
B. Hukum Pascal
Hukum Pascal menyatakan bahwa pada ruangan tertutup, besar tekanan akan diteruskan ke segala arah dengan tekanan yang sama besar. Pernyataan ini dapat dituliskan secara matematik menggunakan persamaan :
.png)
adapun aplikasi dari penggunaan hukum Pascal ini adalah dongkrak hidrolik.
C. Hukum Archimedes
Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup ke dalam fluida baik sebagian ataupun seluruhnya akan mengalami gaya angkat fluida sebesar volum fluida yang dipindahkan. Sehingga, gaya angkat ke atas fluida dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan :
di mana FA merupakan gaya angkat ke atas fluida (N), ρ merupakan massa jenis fluida (kg/m³) dan V adalah volum fluida yang dipindahkan (m³).
Dengan menggunakan prinsip ini maka keadaan benda yang tercelup ke dalam fluida dapat mengelami tiga keadaan yakni terapung (ρbenda < ρfluida), melayang (ρbenda = ρfluida) dan tenggelam (ρbenda > ρfluida). Konsep dari hukum Archimedes ini digunakan dalam aplikasi kapal selam dan jembatan drum.
D. Latihan Soal
Untuk menambah pemahaman kalian, silahkan untuk mengerjakan soal - soal berikut !
- Tentukan besar tekanan yang dialami oleh benda yang tercelup ke dalam air dengan pada kedalaman 12m dari permukaan air !
- Dalam sebuah dokrak hidrolik, jari-jari penampang A besarnya 3 kali jari-jari penampang B. Jika pada penampang kecil diberi gaya sebesar 1200N, tentukan besar massa maksimum benda yang dapat diberikan pada penampang besar !
- Sebuah wadah berbentuk silinder memiliki ketinggian 90cm kemudian diisi dengan fluida lalu ditutup rapat. Pada wadah tersebut kemudian diberikan dua buah titik sehingga wadah mengalami kebocoran. Titik pertama berada 20cm dari dasar wadah dan titik kedua berada 45cm dari dasar wadah. Tentukan perbandingan tekanan antara titik pertama dan kedua !
- Suatu benda diukur di udara memiliki berat 750N. Ketika dicelupkan seluruhnya ke dalam fluida, berat benda menjadi 500N. Jika terdapat 14.4 m³ volum fluida yang tumpah, tentukan massa jenis fluida tersebut !
Sekian informasi mengenai fluida statis sesuai dengan kurikulum Merdeka. Semoga dapat memberi manfaat.
Post a Comment for "Materi Fisika Kelas 11 - Fluida Statis (Edisi Kurikulum Merdeka)"