Fluida Statis dan Dinamis: Rumus dan Contoh Soal

Posted on

Pengertian fluida statis dan dinamis serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

fluida statis dan dinamis

Perhatikanlah serangga yang sedang berdiam diri di atas permukaan air. Mengapa serangga tersebut bisa berdiri di atas permukaan air? Bagaimanakah hukum Fisika menjelaskan peristiwa ini?

Peristiwa serangga yang sedang diam di atas permukaan air berhubungan dengan salah satu sifat air sebagai fluida, yaitu tegangan permukaan. Oleh karena adanya tegangan permukaan zat cair, serangga serta benda-benda kecil lainnya bisa mengapung di atas permukaan air.

Fluida telah memberikan banyak manfaat bagi manusia karena keistimewaan sifat yang dimilikinya. Kemudahan transportasi air dan udara merupakan salah satu contoh aplikasi teknologi yang berkaitan dengan sifat fluida statis dan dinamis.

Tahukah kamu sifat-sifat fluida yang lainnya dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari? Pada kesempatan kali ini, kamu akan mendalami pembahasan mengenai fluida yang ditinjau dari keadaan statis dan dinamisnya.

Pengertian

Fluida merupakan bentuk zat dimana zat tersebut bisa mengalir. Fluida secara jenisnya dibagi menjadi dua jenis yaitu, fluida cair dan gas. Pada kesempatan kali ini saya akan membahas mengenai fluida yang dibedakan berdasarkan sifatnya.

  • Pertama ialah fluida statis dimana objek flida adalah sesuatu yang diam.
  • Kedua adalah fluida dinamis yang merupakan fluida bergerak alias objek fluidanya bergerak ke suatu arah dan tujuan.

Seperti yang sudah dibahas di atas fluida statis adalah fluida yang berada di suatu tempat dalam fase diam atau tidak bergerak. Sifat yang dimiliki fluida statis antara lain. Fluida statis dapat ditentukan dan dipahami di saat fluida berada dalam diam.

Parameter Fluuida statis adalah massa jenis, teganga permukaan, kapilaritas dan viskositas.

Fluida dinamis merupakan fluida atau zat (cair dan gas) yang bisa bergerak. Sifat dari fluida dinamis antara lain menempati ruangan, memiliki gaya dorong, memiliki kecepatan aliran, dan memiliki koefisien kekentalan zat.

Penerapan Dalam Kehidupan Sehari-hari

Setelah kita bisa memahami penggertian serta sifat-sifat yang dimiliki fluida statis dan dinamis, kali ini kita akan lanjut membahas mengenai penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

1. Dongkrak Hidrolik

Pada penerapan ini kita akan memanfaatkan hukum pascal yang diaplikasikan pada dongkrak hidrolik. Dongkrak ini menggunakan bejana berhubungan yang terdiri atas dua tabung yang memiliki diameter berbeda.

Masing-masing ditutup sehingga kedap dan di dalam tebung diisikan fluida (air atau minyak). Dengan menekan salah satu tabung dengan menggunakan piston berarti akan memindahkan tekanan pada tabung tersebut kepada tabung yang lain.

Pada konsep ini berarti kita bisa mengangkat benda yang berat (tekanan yang tinggi) menjadi ringan dengan memanipulasi diameter tabung piston dan tabung tempat benda akan diangkat.

2. Rem Motor (Hidrolik)

Pada penerapan ini kita juga memanfaatkan hukum paskal dimana setiap rem akan dihubungkan pada pipa pipa menuju ke master silinder.

Di dalam pipa penghubung dan master silinder terdapat fluida minyak. Hal tersebut digunakan guna untuk memudahkan pengereman motor. Kita akan meradakan saat mengerem terasa ringan akan tetapi cengkaraman yang diberikan sudah mantab dan kuat.

3. Sayap Pesawat Terbang

Pesawat dapat terbang karena aplikasi fluida pada sayap pesawat. Hukum yang diterapkan adalah hukum bernoulli.

Pesawat akan terbang ke atas apabila bagian bawah pesawat mempunyai tekanan yang kecil dan kecepatan aliran udara yang besar. Sebaliknya apabila pesawat ingin turun maka tekanan di bawah sayap besar dan kecepatan aliran udara kecil.

Rumus

1. Hukum Pascal

P = F / A

Dimana:

  • F = Besar Gaya (N)
  • A = Luas penampang (m2)
  • P = Tekanan Pascal (pascal)

2. Tekanan Hidrostatis

Ph = ρgh

Dimana:

  • Ph = Tekanan hidrostatis (J)
  • ρ = massa jenis (kg/m3)
  • g = gaya gravitasi (m/s2)
  • h = kedalaman air (m)

3. Gaya Archimedes

Fa = ρgV

Dimana:

  • Fa = Gaya ardhimedes (N)
  • ρ = massa jenis (kg/m3)
  • g = gaya gravitasi (m/s2)
  • V = volume tercelup (m3)

4. Hukum Bernoulli

Tekanan + Ekinetik + Epotensial = konstan

P1 + 1/2ρv1+ ρgh1 = P2 + 1/2ρv22 + ρgh2

Dimana:

  • P = Tekanan (pascal)
  • ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)
  • v = Kecepatan aliran fluida (m/s)
  • g = gaua gravtasi (m/s2)
  • h = ketinggian (m)

Contoh Soal

Soal 1

Batang kayu yang tingginya 25 cm dan mempunyai massa jenis 0,75 gram/cm3 mengapung di atas sungai yang mempunyai massa jenis 1,5 gram/cm3. Berapa tinggi balok yang ada di permukaan sungai?

Jawab:

Diketahui:

h= 25  cm

ρB = 0.75 gr/cm3

ρA = 1.5 gr/cm3

Penyelesaian:

ρB VB = ρA VA

ρB A hB = ρA A hA

ρB hB = ρA hA

0.75 25 = 1.5 hA

h= 12.5 cm

Tinggi balok yang muncul

hmuncul = h– hA

hmuncul = 25 -12.5

hmuncul = 12.5 cm

Jadi tinggi batang kayu yang muncul di permukaan adalah 12.5 cm

Soal 2

Sepotong platina bermassa 8 kg dan massa jenisnya 8 gr/cm³ dimasukkan ke dalam air yang massa jenisnya 1 gr/ cm³. Dalam air, berat platina tersebut seolah-olah akan hilang sebesar….

Jawab:

Diketahui:

m = 8 kg

g = 10 m/s2

ρ = 1 gr/ cm³ = 1000kg/m3

V tercelup = m / ρ = 4 / 8000

Penyelesaian:

Berat hilang = berat benda – gaya archimedes

Berat hilang = m.g – ρ.g.Vbenda yang tercelup

Berat hilang = 8 10 – 1000 1- (8/8000)

Berat hilang = 80 – 1

Berat hilang = 79 N

Jadi berat yang hilang pada kasus ini sebesar 79 N