Fluida Statis – Pengertian, Rumus, Materi Dan Contoh Soal Terlengkap

Posted on

Fluida Statis – Pengertian, Rumus, Materi Dan Contoh Soal Terlengkap

Fluida Statis – atau yang biasa dikenal juga dengan hidrostastatika adalah salah satu cabang ilmu di bidang sains yang khusus membahas mengenai karakteristik fluida saat diam. Fluida statis sendiri digunakan untuk menjelaskan fenomena – fenomena seperti kenaikan besar yang terjadi pada tekanan air pada kedalamannya dan juga perubahan besar tekanan atmosfer yang ada pada ketingkian pengukuran dari permukaan laut.

Massa Jenis

Masa jenis adalah suatu ukuran kerapatan suatu benda dan juga bisa didefinisikan sebagai berat suatu benda yang dibagi dengan volumenya. Semakin besar massa jenisnya juga benda tersebut akan mempunyai kerapatan yang sangat besar.

Dimana apabila diketahui:

ρ (dibaca rho) merupakan massa jenis suatu benda (kg/m3)

m merupakan massa benda (kg)

V merupakan volume benda (m^3)

Maka secara kasar, massa jenis bisa digunakan untuk bisa mengetahui apakah benda bisa mengapung pada permukaan air, benda atau objek yang mempunyai massa jenis yang lebih kecil akan selalu berada di atas massa jenis yang ukurannya lebih besar. Contohnya saja, minyak yang akan selalu mengapung di atas permukaan air dikarenakan massa jenis minya yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan massa dari jenis air.

Contoh seperti pada gambar yang ada di bawah ini:

Sementara itu semua benda atau pun objek yang mempunyai massa jenis yang lebih besar dibandingkan massa jenis air maka akan selalu tenggelam. Proses ini lah yang digunakan oleh insinyur kapal pada saat merancang sebuah kapal. Coba perhatikan saja gambar yang ada di bawah ini, prinsip ini lah yang selalu digunakan sehingg kapal selam bisa menyelam dan juga bisa mengapung kembali ke atas permukaan air.

Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah ketika fluida dalam keadaan diam maka pada titik kedalaman berapapun tidak akan bisa dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air hingga bentuk bejana air. Akan berdasarkan luasan objek yang menerimanya atau kedalaman ukur dan tekanan hidroatis akan menekan ke segala arah yang didefinisikan sebagai gaya yang diberikan pada luasan yang diukur ataupun bisa dihitung berdasarkan kedalaman objenya dengan menggunakan persamaan.

Dimana jika diketahui:

ρ adalah berat jenis air (untuk air tawar, ρ = 1.000 kg/m3)

g adalah besar percepatan gravitasi (percepatan gravitasi di permukaan bumi sebesar g=9,8 m/s2)

h adalah titik kedalaman yang diukur dari permukaan air

 

Satuan tekanan adalah Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa). Contoh tekanan hidrostatik yakni pada pada aliran darah atau yang biasa kita sebut sebagai tekanan darah, merupakan tekanan yang diberikan oleh darah (sebagai fluida) terhadap dinding.

Tekanan mutlak adalah tekanan total yang dialami benda maupun objek yang berada di dalam air dan dinyatakan dengan:

Dimana Patm adalah tekanan atmosfer dan tekanan mutlak adalah tekanan yang sebenarnya sehingga apabila kita melakukan sebuah eksperimen dan bisa mendapatkan data mengenai tekanan maka harus ditambah dengan tekanan atmosfer.

Contoh Soal Fluida Statis dan Pembahasan Lengkap

  1. Apabila ada sebuah bola besi yang memiliki massa sekitar 220 kg dan juga volume sebesar 0,2 m3 masuk ke dalam sebuah kolam. Apakah bola tersebut bisa tenggelam atau kah akan mengapung ke permukaan air? Coba pecahkan pertanyaan ini!

Pembahasan:

Apabila diketahui

Sehingga akan memperoleh hasil

Dengan jawaban ini, maka bola pun akan tenggelam.

  1. Berapa kira – kira balon yang diisi dengan menggunakan gas mulia helium yang akan digunakan untuk mengangkat seorang laki – laki yang memiliki masa atau berat sekitar 100 kg? Massa jenis dari helium sendiri memiliki besar sekitar  dan massa jenis udaranya memiliki besar sekitar dan massa balon sendiri diabaikan.

Pembahasan:

Cara untuk menentukannya adalah, agar balon bisa mengangkat orang tersebut maka massa dari balon yang ditamnbahkan dengan orang harus lebih rendah jika dibandingkan dengan massa dari udara.

Apabila diketahui jika

 

m_{lk} + \rho_{he} V < \rho_u V

\rho _{he} - \rho_u V < - m_{lk}

\rho_u V - \rho_{he} V > m_{lk}

(\rho_u - \rho_{he} V > m_{lk}

V > \frac{m_{lk}}{(\rho_u - \rho_{he})}

V > \frac{100 kg}{(1,29 - 0,164)kg/m^3}

V > 88,8 m^3

Sehingga dari sini bisa diketahui besar volume dari balon yang harus diisi dengan helium yaitu harus lebih besar dari 88,8 m^3 agar laki – laki tersebut bisa dianggak dan massa jenisnya menjadi lebih ringan jika dibandingkan dengan massan jenis udara.

 

Cukup mudah kan cara menentukan dan memecahkan soal di atas. Bagaimana, apakah jawaban anda benar? Jika masih kurang tepat jangan berkecil hati dan terus berusaha untuk belajar agar semakin mengerti mengenai materi ini dan bisa memecahkan soal pembelajarannya.

Demikian pembahasan kali ini yang membahas mengenai Fluida Statis yang dikemas secara lengkap mulai dari pengertian, penjelasan, rumus hingga contoh soal yang disertai dengan jawabannya yang benar. Semoga bisa memberikan ilmu yang bermanfaat bagi anda sampai jumpa lagi dipembahasan berikutnya.

 

Artikel Lainnya: