Kumpulan Rumus dan Konsep Tentang Mekanika Fluida Statis

Posted by on 15 October 2017 - 4:11 PM

Edukiper.com - Fluida Statis. Kumpulan rumus, teori, dan konsep dasar tentang fluida statis. Kumpulan rumus ini dirangkum dan disusun berdasarkan beberapa subtopik yang paling sering dibahas dalam bab mekanika fluida. Rumus-rumus yang dibahas dilengkapi dengan keterangan simbol atau lambang yang digunakan agar lebih mudah dipahami. Pada setiap keterangan juga disertakan satuan dari masing-masing besaran.
Kumpulan rumus tentang fluida statis ini merupakan bagian pertama dari pembahasan mekanika fluida (selanjutnya akan dibahas rumus mekanika fluida dinamis). Rangkuman ini diharapkan dapat membantu murid untuk menghafal dan memahmi rumus-rumus fluida statis.

Beberapa subtopik yang dibahas dalam kumpulan rumus ini antaralain pengertian dan konsep dasar tekanan, tegangan permukaan, tekanan hidrostatis, tekanan atmosfer, hukum Pascal, Hukum Archimedes, gejala kapilaritas, viskositas, dan gaya Stokes.

Pengertian dan Konsep Dasar Tekanan

#1 Menentukan Besar Tekanan
P = F
A

Keterangan :
P = tekanan yang dihasilkan atau dirasakan benda (N/m2 atau Pa)
F = besar gaya yang memberikan tekanan (N)
A = luas bidang kontak gaya dengan permukaan (m2).

Beberapa satuan tekanan yang sering digunakan dalam soal : atmosfer (atm), sentimeter raksa (cmHg), milibar (mB), dan Pascal (Pa).

Konversi satuan tekanan :
1 bar = 106Pa dan 1 atm = 76 cmHg = 1,01x105 Pa.

#2 Hubungan Tekanan dengan Berat Benda
P = w  = m.g
AA

Keterangan :
P = tekanan yang dihasilkan benda (N/m2 atau Pa)
w = berat benda yang memberi tekanan (N)
m = massa benda yang memberik tekanan (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2).

Pengertian dan Konsep Hukum Archimedes

#1 Konsep Dasar Archimedes
Bunyi hukum Archimedes : "Sebuah benda yang tercelup kedalam zat cair (fluida) mengalami gaya apung yang besarnya = sama dengan zat berat zat cair yang di pindahkannya." Gaya apung ini disebut juga Gaya ke atas (Fa).
Fa = ρ.g.V

Keterangan :
Fa = gaya apung ke atas  atau gaya Archimedes (N)
ρ = massa jenis air (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
V = volume benda yang tercelup (m3).

#2 Berat Benda Dalam Zat Cair
Karena ada gaya apung ke atas yang menopang suatu benda, maka akibatnya berat benda didalam zat cair lebih kecil daripada beratnya di udara.
wf = w - Fa

Keterangan :
wf = berat benda di dalam zat cair (kg)
w = berat benda di udara (kg)
Fa = gaya apung ataua gaya Archimedes (N).

Untuk benda homogen yang dicelupkan ke dalam zat cair, ada tiga kemungkinan kondisi yang akan terjadi, yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.
1). Jika ρbenda > ρzat cair  → benda tenggelam
2). Jika ρbenda = ρzat cair → benda melayang
3). Jika ρbenda < ρzat cair → benda terapung.

Kapilaritas dan Tegangan Permukaan

#1 Pengertian dan Rumus Kapilaritas
Kapilaritas adalah gejala naik turunnya permukaan zat cair di dalam pembuluh yang sempit atau yang dikenal sebagai pipa kapiler.
h = 2γ cos θ
ρ.g.r

Keterangan :
h = selisih tinggi permukaan zat cair (m)
γ = tegangan permukaan (Nm-1)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m-3)
g = percepatan gravitasi (m s-2)
r = jari-jari pipa kapiler (m).

#2 Menentukan Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan adalah gaya permukaan persatuan panjang permukaan.
γ = F/2l

Keterangan :
γ = besar tegangan permukaan (N/m)
F = gaya permukaan (N)
l = panjang permukaan (m).

Pengertian dan Konsep Tekanan Hidrostatis (Ph)

kumpulan rumus tekanan hidrostatis

#1 Menentukan Besar Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan pada dasar bejana yang disebabkan oleh berat zat cair.
Ph = ρ.g.h

Keterangan :
Ph = tekanan hidrostatis pada kedalaman h (N/m2)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman diukur dari permukaan zat cair ke dasar bejana (h).

#2 Menentukan Tekanan Total
Ptot = Po + Ph
P = Po + ρ.g.h

Kerterangan :
P = tekanan total (Pa)
Po = tekanan atmosfer (Pa)
Ph = tekanan hidrostatik pada kedalaman h (Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = kedalaman zat cair dari permukaannya (m).

Hukum Pokok Hidrostatis Pipa U

Kumpulan rumus tekanan hidrostatis pipa U

Pm = Pa
Pm.g.hm = Pa.g.ha
Pm.hm = Pa.ha

Keterangan :
ρm = massa jenis minyak (kg/m3)
ρa = massa jenis air (kg/m3)
hm = ketinggian minyak (m)
ha = perbedaan tinggi kaki kiri dan kanan pipa U yang berisi air (m)

Bunyi dan Rumus Hukum Pascal

Kumpulan rumus hukum Pascal

Bunyi hukum Pascal : "Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair yang ada di dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar".

#1 Luas Penampang Diketahui
F1 = F2
A1 A2

#2 Diameter penampang diketahui
F1 = d12
F2 d22

Keterangan:
d = diameter pengisap (m)
F1 = besar gaya pada penopang pertama (N)
A1 = luas penampang pertama (m2)
F2 = besar gaya pada penopang kedua (N)
A2 = luas penampang kedua (m2).

Konsep Untuk Fluida Kental

#1 Menentukan Viskosits atau Kekentalan
Dalam fluida diperlukan gaya untuk menggeser satu lapisan fluida terhadap yang lain.
F = ηAV
L

Keterangan :
η = koefisien viskositas (kg m-1s-1)
F = gaya yang bekerja (N)
A = luas keping yang bersentuhan dengan fluida (m2)
v = kelajuan (m/s)
L = jarak antara dua keping (m).

#2 Menentukan Gaya Stokes 
Fs = 6 π η r v

Keterangan :
Fs = besar gaya stokes atau hambatan (N)
η = koefisien viskositas (kg m-1 s-1 atau Pa s)
r = jari-jari bola (m)
v = kelajuan relatif benda terhadap fluida (m/s).

Demikian kumpulan rumus tentang mekanika fluida statis yang dapat kami rangkum. Jika rumus-rumus ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.

Advertisements

0 comments :

Post a Comment