MATERI PEMBELAJARAN FLUIDA STATIS

2.8   Konsep Fluida Statis dalam Pembelajaran Fisika

2.8.1 Pengertian Fluida Statis

            Dalam fisika, fluida dapat diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Fluida mencakup zat cair dan gas, karena zat cair seperti air dan zat gas seperti udara yang dapat mengalir. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Setiap hari kita menghirupnya, meminumnya, bahkan terapung atau tenggelam didalamnya. Perbedaan zat cair dan gas terletak pada kompresibilitasnya. Gas mudah dimampatkan, sedangkan zat cair tidak dapat dimampatkan. (Kanginan, 2006:228)

Mekanisme fluida terbagi dua yaitu statika fluida dan dinamika fluida. Dalam statika fluida kita mempelajari fluida yang ada dalam keadaan diam (tidak bergerak). Fluida yang diam disebut fluida statis. Jika yang diamati adalah zat cair maka disebut hidrostatis.

1. Tekanan dalam fluida

            Dalam ilmu fisika, tekanan diartikan sebagai gaya per satuan luas, di mana arah gaya tegak lurus dengan luas permukaan. Secara metematis, tekanan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

                                                                P =  F / A

Keterangan:    P = tekanan (N/m² atau Pa)

                       F = gaya (N)

                      A = luas permukaan (m²)

1.    Massa Jenis

            Salah satu sifat dari suatu zat adalah kerapatan atau massa jenisnya. Istilah lainnya adalah densitas (density). Kerapatan atau massa jenis merupakan perbandingan massa terhadap volume zat.

Secara sistematis ditulis:

 = m / V

Keterangan:   = dibaca “rho” atau massa jenis (kg/m³)

                     m = massa (kg)

                     V = volume (m³)

Satuan Sistem Internasional untuk massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m³).

2.8.2 Tekanan hidrostatis                                                                                             

            Zat cair melakukan tekanan yang disebut tekanan hirdostatis. Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah. Makin tinggi zat cair dalam wadah, makin berat zat cair itu, sehingga makin besar juga tekanan zat zat cair pada dasar wadahnya. Tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut hidrostatis.

            Tekanan hidrostatis zat cair (P_h) dengan massa jenis  pada kedalaman h di rumuskan dengan:

P_h  g h

            Fluida (zat cair/gas) selalu mengerjakan tekanan ke segala arah. Karena itu besar tekanan tidak memiliki arah tertentu, sehingga tekanan termasuk besaran skalar. Berbeda dengan gaya selalu memiliki arah tertentu, sehingga gaya termasuk besaran vektor.

Tekanan pada suatu titik tergantung pada tiga faktor:

1.      Kedalaman suatu titik dari permukaan

2.      Berat jenis zat cair

3.      Percepatan Grafitasi

2.8.3 Tekanan Gauge

Tekanan gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan adalah tekanan gauge. Adapun tekanan sesungguhnya disebut dengan tekanan mutlak.

P = P_gauge + P_atm......................(2.4)  (Kanginan,2006:85)

Keterangan :    P = tekanan mutlak (atm)

                        P_gauge = tekanan gauge(atm)

                        P_atm = tekanan atmosfer (atm)

2.8.4 Tekanan Mutlak

            Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Pada tiap bagian atmosfer bekerja gaya tarik grafitasi. Makin kebawah, makin berat lapisan udara yang diatasnya. Oleh karena itu, makain rendah suatu tempat, makin tinggi tekanan atmosfernya.

Tekanan mutlak pada kedalaman h dirumuskan:

P = P_o + gh......................(2.5)  (Kanginan,2006:89)

Keterangan :    P = tekanan mutlak (pa)

                        Po = tekanan udara luar (pa)

                          = massa jenis zat cair (kglm³)

                        g = percepatan grefitasi (mls²)

h = ketinggian zat cair (m)

2.8.5 Hukum Pokok Hidrostatis

            Semua titik yang terletak pada bidang datar yang sana didalam  zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Pernyataan ini yang disebut sebagai hukum pokok hidrostatika