Selasa, 06 Desember 2011

materi pendalaman fluida



PENDALAMAN MATERI FISIKA
FLUIDA
DRAFT MODUL UNTUK GURU MADRASAH ALIYAH (MA)















OLEH:
AI NURJANAH












DEPARTEMEN AGAMA RI
BADAN LITBANG DAN DIKLAT
PUSDIKLAT TEKNIS KEAGAMAAN
JAKARTA -TAHUN 2008
BAB I
     PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang
Dalam Struktur Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) yang pelaksanaannya dalam Permen Nomor 24 Tahun 2006,  menetapkan salah satu mata pelajaran  yaitu fisika. Mata pelajaran fisika ini diajarakan di Madrasah  Aliyah dari kelas X, XI, dan XII. 
Fisika merupakan salah satu cabang IPA yang mendasari perkembangan teknologi maju dan konsep hidup harmonis dengan alam. Perkembangan pesat di bidang teknologi informasi dan komunikasi dewasa ini dipicu oleh temuan di bidang fisika material melalui penemuan piranti  mikroelektronika yang mampu memuat banyak informasi dengan ukuran sangat kecil. Sebagai ilmu yang mempelajari fenomena alam, fisika juga memberikan pelajaran yang baik kepada manusia untuk hidup selaras berdasarkan hukum alam. Pengelolaan sumber daya alam dan lingkungan serta pengurangan dampak  bencana alam tidak akan berjalan secara optimal tanpa pemahaman yang baik tentang fisika.
Pada tingkat SMA/MA, fisika dipandang penting untuk diajarkan sebagai mata pelajaran tersendiri dengan beberapa pertimbangan. Pertama, selain memberikan bekal ilmu kepada peserta didik, mata pelajaran Fisika dimaksudkan sebagai wahana untuk menumbuhkan kemampuan berpikir yang berguna untuk memecahkan masalah di dalam kehidupan sehari-hari. Kedua, mata pelajaran Fisika perlu diajarkan untuk tujuan yang lebih khusus yaitu membekali peserta didik pengetahuan, pemahaman dan sejumlah kemampuan yang dipersyaratkan untuk  memasuki jenjang pendidikan yang lebih tinggi  serta mengembangkan ilmu dan teknologi. Pembelajaran Fisika dilaksanakan secara inkuiri ilmiah untuk menumbuhkan kemampuan berpikir, bekerja dan bersikap ilmiah serta berkomunikasi sebagai salah satu aspek penting kecakapan hidup.
Mata pelajaran Fisika bertujuan agar peserta didik memiliki kemampuan sebagai berikut;
1.         Membentuk sikap positif terhadap fisika dengan menyadari keteraturan dan keindahan alam serta mengagungkan kebesaran Tuhan Yang Maha Esa
2.         Memupuk sikap ilmiah yaitu jujur,  obyektif, terbuka, ulet, kritis dan dapat bekerjasama dengan orang lain
3.         Mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah, dan menafsirkan data, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis
4.         Mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika untuk menjelaskan berbagai peristiwa alam dan menyelesaian masalah baik secara kualitatif maupun kuantitatif
5.         Menguasai konsep dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan mengembangkan pengetahuan, dan sikap percaya diri sebagai bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi serta mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Ruang lingkup mata pelajaran Fisika meliputi aspek-aspek sebagai berikut.
1.            Besaran dan satuan fisis
2.            Hukum-hukum gerak
3.            Usaha/daya dan energi
4.            Impuls dan momentum
5.            Sifat mekanik bahan
6.            Suhu dan kalor
7.            Konsep dasar fluida
8.            Termodinamika
9.            Getaran, gelombang dan bunyi
10.        Konsep magnet, elektromagnet, dan kelistrikan

Sedangkan ruang lingkup materi yang dibahas dalam modul dapat berdasarkan standar kompetensi dan kompetensi dasar, yaitu;
            Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah
            Kompetensi Dasar : 
Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Maka ruang lingkup materi     fluida meliputi; konsep fluida statis dan fluida dinamis.

B.     Deskripsi Singkat
Modul ini berkaitan dengan mata Diklat membahas pendalaman materi  Fluida meliputi; fluida statis (tegangan permukaan dan kapilaritas), fluida dinamis (hukum Pascal, gaya apung dan hukum Archimides, persamaan Bernoulli, serta aliran Viscositas).

C.    Standar Kompetensi
      Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah
Kompetensi Dasar : 
 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
        Setelah pembelajaran selesai, diharapkan peserta dapat memahami materi fluida sesuai dengan indikator pencapaian sebagai berikut:
1.                              Menjelaskan peristiwa kohesi dan adhesi
2.                           Membedakan peristiwa kohesi dan adhesi dalam penerapan sehari- hari.
3.           Menjelaskan peristiwa tegangan permukaan dan contoh penerapannya.
4.                        Menjelaskan peristiwa kapilaritas dan penerapannya.
5.                        Menjelaskan peristiwa tekanan hidrostatis.
6.                        Menghitung besarnya  tekanan hidrostatis.
7.                        Menjelaskan tentang hukum Pascal dan penerapannya.
8.                        Menghitung besarnya gaya angkat dengan prinsip Pascal
9.                        Menjelaskan prinsip gaya apung dan gaya Archimides dan penerapannya.
10.                    Menghitung besarnya gaya angkat dengan prinsip Archimides.
11.                    Menjelaskan prinsip tenggelam, melayang dan terapung.
12.        Menghitung besarnya tekanan zat cair pada peristiwa tenggelam, melayang  dan terapung.
13.     Menjelaskan azas Bernoulli dan penerapannya.
14.                    Menghitung tekanan zat cair dengan menggunakan hukum Bernoulli.
15.                    Menjelaskan prinsip viskositas zat cair dan penerapannya.
16.  Menghitung koefisien kekentalan pada berbagai jenis zat cair dengan  prinsip viskositas.
















D.    Peta Konsep



 






















E.     Manfaat Modul
Manfaat setelah mempelajari modul Pendalaman Materi Fluida ini bagi Anda adalah:
a.       Dapat  menguasai dan mengembangkan indikator pencapaian berdasarkan contoh pengembangan yang sudah ada.
b.      Menguasai materi fisika, pada konsep  fluida baik fluida statis maupun fluida dinamis dan mengembangkannya.
c.       Dapat menerapkan dan mentransfer kepada siswa, konsep-konsep yang terdapat dalam konsep fluida statis dan fluida dinamis pada saat pembalajaran di kelas, minimal sesuai dengan indikator pencapaian maupun dengan pengembangannya.
d.      Mengkaji materi dalam rangka peningkatan penguasaan pada konsep listrik dinamis.

F.     Tujuan Pembelajaran
1.                              Tujuan Umum
Setelah selasai  mempelajari modul listrik dinamis ini diharapkan Anda mampu memahami tentang fluida statis,  tegangan permukaan dan kapilaritas,  tekanan hidrostatis, fluida dinamis hukum Pascal, gaya apung dan hukum Archimides, persamaan Bernoulli, serta aliran Viscositas.
2.                              Tujuan Khusus
Setelah mempelajari modul ini diharapkan peserta  mampu;
a.                                                                   Menjelaskan peristiwa kohesi dan adhesi
b.                                                                  Membedakan peristiwa kohesi dan adhesi dalam penerapan sehari-hari.
c.                                                                   Menjelaskan peristiwa tegangan permukaan dan contoh penerapannya.
d. Menjelaskan peristiwa kapilaritas dan penerapannya.
e.                      Menjelaskan peristiwa tekanan hidrostatis.
f.                      Menghitung besarnya  tekanan hidrostatis.
g.                     Menjelaskan tentang hukum Pascal dan penerapannya.
h.                     Menghitung besarnya gaya angkat dengan prinsip Pascal
i.                       Menjelaskan prinsip gaya apung dan gaya Archimides dan penerapannya.
j.                       Menghitung besarnya gaya angkat dengan prinsip Archimides.
k.                     Menjelaskan prinsip tenggelam, melayang dan terapung.
l.        Menghitung besarnya tekanan zat cair pada peristiwa tenggelam, melayang dan terapung.
m.                   Menjelaskan azas Bernoulli dan penerapannya.
n.                     Menghitung tekanan zat cair dengan menggunakan hukum Bernoulli.
o.                     Menjelaskan prinsip viskositas zat cair dan penerapannya.
p.                     Menghitung koefisien kekentalan pada berbagai jenis zat cair dengan prinsip viskositas.

G.  Petunjuk Penggunaan Modul
Bagaimana Anda mempelajari modul ini?  
Untuk mudahnya ikuti petunjuk belajar berikut ini:
  1. Baca uraian materi pada tiap-tiap kegiatan dengan baik.
  2. Kerjakan semua latihan dan tugas-tugas yang terdapat pada modul.
  3. Janganlah melihat kunci jawaban sebelum Anda selesai mengerjakan  tugas/ latihan.
  4. Catatlah bagian-bagian yang belum Anda pahami, kemudian diskusikan  dengan teman Anda atau tanyakan kepada guru bina atau orang yang  Anda anggap mampu.
5.      Bila Anda belum menguasai 70% dari tiap kegiatan, maka ulangi    kembali langkahlangkah di atas dengan seksama.
Mudah-mudahan dengan mempelajari modul ini Anda mendapatkan tambahan wawasan materi pelajaran Fisika, dan jangan lupa Anda terus mengingat pelajaran modul ini,  karena akan berhubungan dengan modul yang berikutnya.
Selamat Belajar, semoga berhasil dan sukses untuk Anda.

































BAB II
KEGIATAN BELAJAR 1
 FLUIDA STATIS


A.    Kompetensi Dasar
Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

B.     Materi Pokok
1.            Tegangan permukaan dan kapilaritas
2.            Tegangan permukaan
3.            Kapilaritas
4.            Tekanan Hidrostatis
5.            Hukum Pascal
6.            Hukum Archimides

C.    Uraian Materi
Untuk mempelajari materi fluida ini sebelumnya Anda harus sudah mempelajari mekanika partikel dan mekanika benda tegar. Dalam modul ini Anda akan mempelajari mekanika fluida atau disebut fluida saja, yang dapat dibagi menjadi dua studi: statika fluida dan dinamika fluida. Fluida adalah zat yang dapat mengalir, sehingga yang termasuk fluida adalah zat cair dan gas.

Fluida Statis
     1.Tegangan Permukaan dan Kapilaritas
Permukaan zat cair merupakan bidang batas yang memisahkan zat cair dengan sekelilingnya.  Sesungguhnya di atas zat cair terdapat uap zat tersebut, jadi permukaan zat cair merupakan bidang batas yang memisahkan zat cair dengan uapnya.  Perhatikan gambar di bawah:




 






                   Gambar 2.1 tegangan permukaan berbagai zat

Bentuk permukaan zat cair dapat ditinjau dengan dua cara yaitu:
1.                              Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel (molekul-molekul) dari zat yang sama.  
2.      Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel (molekul-molekul) dari zat yang berbeda.
Untuk memahami pengertian kohesi dan adhesi, Anda dapat memperatikan gambar dengan keterangannya di bawah ini.
Pada zat cair yang membasahi dinding gaya adhesinya lebih besar dari gaya kohesinya.  Hal ini menyebabkan permukaan menjadi cekung (gambar. a).
Pada zat cair yang tidak membasahi dinding gaya adhesinya lebih kecil daripada gaya kohesinya sehingga permukaan zat cair menjadi cembung (gambar. b) 
 












Gbr 2.2 a:  Zat cair yang membasahi         Gbr 2.2b:  Zat cair yang tidak membasahi dinding. q < 900                                    dinding. q > 900
Jika kita tarik garis singgung pada permukaan cekung atau cembung zat cair itu,maka garis itu akan membuat sudut q dengan dinding. sudut q  disebut sudut sentuh atau sudut kontak.  
Contoh : Kapur tulis yang melekat pada papan.



 

 
     Air              Hg
kohesi molekul-molekul air lebih kecil dari adhesi molekul-molekul air dan kaca.
Kohesi molekul-molekul air raksa lebih besar dari adhesi molekul-molekul air raksa dan kaca.




Pengaruh Kohesi & Adhesi Terhadap Permukaan Fluida.
Air : Permukaannya cekung, pada pipa kapiler permukaannya lebih tinggi, karena adhesinya lebih kuat dari kohesinya sendiri.
Air Raksa : Permukaannya cembung, sedangkan pada pipa kapiler permukaannya lebih rendah, karena kohesi air raksa lebih besar dari adhesi antara air raksa dengan kaca.

Sudut Kontak. (u)
Sudut kontak yaitu sudut yang dibatasi oleh 2 bidang batas (a) dinding tabung dan (b) permukaan zat cair.







 

                                                                                 u
           
      u   
   Air                              Hg
Gambar 2.4 sudut kontak pada air dan raksa
u = Sudut Kontak.
Dinding tabung : sebagai bidang batas antara zat cair dan tabung.
Permukaan zat cair : Sebagai bidang batas antara zat cair dan uapnya (u = 1800)
Bila zat cair tersebut air dan dindingnya gelas maka : 0 < u < 900.  Karena adhesinya lebih besar dari kohesi.
Bila zat cair tersebut air raksa, maka :    900 < u < 1800
Karena kohesinya lebih besar dari adhesi.

  1. Tegangan Permukaan
Kemampuan permukaan air pada khusunya, zat cair pada umumnya, menahan benda-benda kecil dipermukannya seperti jarum, pisau silet dan serangga dapat dijelaskan dengan menggunakan konsep kohesi antara molekul air itu.


 





Gambar 2.5  tegangan permukaan

Pada kehidupan sehari-hari sering kita jumpai zat cair (air) berbentuk bulat, seperti air embun yang menempel pada tanaman (bunga, daun, dan sebagainya).
               
 Gambar 2.3 butir  air berbentuk bola
Di dalam zat cair terdapat molekul-molekul yang tak terhitung banyaknya. Perhatikan molekul A dan B, di sekeliling sebuah molekul kita dapat membayangkan sebuah bola yang besar jari-jarinya sedemikian sehingga diluar bola itu gaya kohesi dapat diabaikan.  Bola yang dapat dibayangkan seperti itu disebut “bola pengaruh”.  Gaya yang dikerjakan oleh selaput permukaan persatuan panjang disebut tegangan permukaan atau dapat ditulis dengan persamaan:
Keterangan:
              =  tegangan permukaan selaput (N/m atau joule/m2)
            F   =  gaya oleh selaput  pada kawat (N)
              =  panjang kawat

  1. Kapilaritas
Semua             zat cair mempunyai tegangan permukaan.  Raksa mempunyai tegangan     permukaan yang besar dan sudut kontaknya tumpul.  Air mempunyai sudut kontak yang lancip dan bersifat membasahi dinding.






Gambar 2.6  Kapilaritas yang terjadi pada air dan pada raksa

Pipa kapiler adalah pipa yang berlubang kecil.  Pipa yang lubangnya bergaris tengah kurang dari 1mm sudah dapat dianggap pipa kapiler.   Perhatikan gambar di atas bila pipa kapiler dicelupkan kedalam air permukaan air di dalam air lebih tinggi daripada permukaan air diluarnya.  Adhesi antara air dan pipa kaca yang lebih besar daripada kohesi antara molekul air yang menyebabkan air naik.  Gejala yang sama tetapi permukaan zat cair turun, terjadi jika pipa dicelupkan kedalam raksa.  Kohesi raksa lebih besar daripada adhesi antara raksa dengan dinding tabung.  Makin kecil diameter tabung makin besar perbedaan tinggi permukaan zat cair.   Naiknya atau turunnya zat cair didalam pipa yang diameternya kecil disebut kapilaritas. 
 Dapat dihitung dengan persamaan:
                                                                               
Keterangan:
            h = kenaikan/penurunan zat cair pada pipa dalam m atau cm
            γ = tegangan permukaan dalm N/m atau dyne/cm
q = sudut kontak dalam derajat
r = massa jenis zat cair dalam kg/m3 atau gr/cm3
            g = percepatan gravitasi dalam m/det2 atau cm/det2
            r  = jari-jari pipa (tabung) kapiler dalam m atau cm

Kapilaritas bergantung pada adhesi dan kohesi juga.  Karena adhesi air merayap naik pada dinding pipa kaca.  Sudut kontak air terhadap pipa kaca merupakan sudut lancip (q < 900), sehingga dalam pipa permukaan air berbentuk cekung dilihat dari atas.  Demikian juga air raksa dalam pipa kaca, karena kohesi air raksa turun dalam pipa kaca.  Sudut kontak air raksa terhadap pipa kaca merupakan sudut tumpul  (q > 900), sehingga permukaan air raksa berbentuk cembung.

  1. Tekanan Hidrostatis
Fluida yang ada di sekitar kita selalu terkena pengaruh gaya gravitasi.  Pada setiap bagian bekerja gaya gravitasi yang arahnya kebawah.  Tekanan didalam zat cair disebabkan oleh adanya gaya gravitasi yang bekerja pada bagian zat cair; besar tekanan itu bergatung pada kedalaman; makin dalam letak suatu bagian zat cair maka makin besar tekanan pada bagian itu..  Hal ini dapat diperlihatkan dengan pengukuran dengan menggunakan alat ukur tekanan didalam zat cair (alat Hartl).  Tekanan di dalam zat alir tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi disebut tekanan hidrostatik.
Sifat zat cair yang dapat mengalir menyebabkan tekanan itu tidak hanya terjadi pada bidang mendatar, melainkan pada setiap bidang.  Setiap titik pada dinding wadah mendapatkan tekanan dari zat cair yang diwadahinya.
Akibat tekanan di bagian bawah zat cair lebih besar daripada tekanan di bagian atas, zat cair di bagian bawah lebih rapat daripada di bagian atas.  Ini menimbulkan perbedaan massa jenis antara bagian atas dan bagian bawah zat cair.  Perbedaan ini sangat kecil untuk zat cair yang tidak terlalu dalam, sehingga dapat diabaikan. 
Tiap titik di dalam fluida tidak memiliki tekanan yang sama besar, tetapi berbeda-beda sesuai dengan ketinggian titik tersebut dari suatu titik acuan.




    h
 
            PBar
Dasar bejana akan mendapat tekanan sebesar :
P = tekanan udara + tekanan oleh gaya berat zat cair (Tekanan Hidrostatika).
P = BAR +
P = BAR +  = BAR +
P = BAR + r . g . h
 


Jadi Tekanan Hidrostatika (Ph) didefinisikan :










Ph = r . g . h
 






 






                                                                                                           

  gambar 2.7. tekanan hidrostatis pada berbagai kedalaman yang berbeda

Tabel 2.1 satuan-satuan yang berhubungan dengan fluida
Satuan
Keterangan.
MKS
CGS
r  = rapat massa zat cair
kg/m3
g/cm3
g  = percepatan gravitasi
m/det2
cm/det2
h  = tinggi zat cair diukur dari permukaan zat cair sampai ke titik/bidang yang diminta.
m
cm
Ph = Tekanan Hidrostatika
N/m2
Dyne/cm2
           
Satuan-satuan lain untuk tekanan;
1 atm = 76 cm Hg
            1 atm = 105 N/m2 = 106 dyne/cm2
 Untuk bidang miring dalam mencari h maka dicari lebih dahulu titik tengahnya (Disebut : titik massa).

            Besarnya gaya hidrostatika (Fh) yang bekerja pada bidang seluas A adalah                                                 Fh = Ph . A = r . g . h . A


Fh = r . g . h . A
 
 


Fh = gaya hidrostatika dalam SI (MKS) adalah Newton
                    dalam CGS adalah Dyne.

  1. Hukum utama hidrostatis
Hukum utama hidrostatis berbunyi: Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada  bidang  mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama.


(Ph) di A  =  (Ph) di B  =  (Ph) di C
 
 


Hukum utama hidrostatika berlaku pula pada pipa U (Bejana berhubungan) yang diisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak bercampur.


(Ph)A =  (Ph)B
 
 


r1h1 + r2h2 = r3h3
 
           

Percobaan pipa U ini biasanya digunakan untuk menentukan massa jenis zat cair.
  1. Paradoks hidrostatis
Segala bejana yang  mempunyai luas dasar (A) yang sama dan berisi zat cair dengan ketinggian yang sama pula (h).
      Menurut Hukum Utama Hidrostatis : Tekanan hidrostatis pada dasar masing-masing bejana adalah sama yaitu :
 Ph = r . g . h
Paradoks Hidrostatis : Gaya hidrostatis pada dasar bejana tidak tergantung pada banyaknya zat cair maupun bentuk bejana, melainkan tergantung pada :
1)      Massa jenis zat cair.
2)      Tinggi zat cair diatas dasar bejana.
3)       Luas dasar bejana.
             Jadi gaya hidrostatis pada dasar bejana-bejana tersebut sama yaitu :
Fh = r . g . h . A

Contoh:
  1. Sebuah pompa air dengan luas penamang pipa sebesar 75 cm2 ingin digunakan untuk mwmompa air kedalaman 8 m. Ambillah percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2. Jika pada saat memompa timbul gaya gesekan-gesekan lain diabaikan, gaya minimum yang diperlukan untuk memompa adalah sebesar…




                                                                         P       0,2m       O         1m         A
Jawab:                                                            B
Diketahui: Fs = 20 N                                                                                          F
Luas penampang pompa:
A =  75 cm2 = 75 x 10-4m2                                                        C
g = 10 m/s2                                                                                                         pengisap
�� = 1000 kg/m3                                                 8m
                                                                                     D  muka air sumur

Penyelesaian:
Begitu Anda menekan ujung A dengan gaya F maka ujung B dihasilkan gaya angkat P berarah vertikal ke atas. Tentu saja torsi yang dihasilkan gaya F dan gaya P terhadap poros O adalah sama.
 P (BO) = F (AO) (*)
P (0,2)  = F (1)
Supaya pengisap dari posisi D terangkat sampai ke posisi C, besar gaya P sama dengan jumlah gaya gesekan f dan gaya hidrostatis air setinggi h = 8 m.
Jadi, P = f + Fh
Gaya hidrostatis Fh sama dengan tekanan hidrostatis air, Ph = ��air gh kali penampang pipa A.
Jadi, P = f + ph A = f + (��air gh) A
  P = 20 N + (1000 kg/m3) (10m/s2) (8m) (75 x 10-4m2)
  P = 20 N + 600N = 620 N
Substitusi P = 620 N ke dalam (*) untuk mmeperoleh gaya minimum F.
Jadi, P (0,2) = F (1)
  620 N (0,2) = F , maka:
  F = 124N

  1. Hitunglah tekanan hidrostatik pada kedalaman 150 m di bawah permukaan laut!
Jawab:
Diketahui:
h = 150 m
g = 10 m/s2
��air laut = 1050 kg/m3
Ditanyakan: Ph = …?
Ph = �� .g.h
    = 1050 kg/m3 x 10 m/s2 x 150 m
    = 1 575 000 Pa

Untuk memahami tekanan hidrostatis, Anda dapat mengamati kejadian-kejadian di sekitar Anda. Ketika Anda menyelam di dalam air, mengapa terasa makin besar tekanannya? Mengapa kapal laut yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan laut? Mengapa balon udara yang berisi gas panas dapat naik ke udara?

  1. Hukum Pascal
Hukum Pascal berbunyi: Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam   ruang  tertutup diteruskan sama besar ke sagala arah.
Pascal merumuskan konsep di atas dengan melakukan percobaan yang menggunakan alat penyemprot/pompa yang disebut pompa pascal seperti yang terlihat dalam gambar 2.8.



 



Gambar 2.8:  Penyemprot Pascal

Percobaan dengan menggunakan penyemprot pascal menunjukkan bahwa tekanan yang diberikan kepada zat cair diteruskan kesegala arah dengan sama rata.  Jadi jika lapisan yang letaknya lebih diatas menekan lapisan yang lebih dibawahnya, zat cair akan   meneruskan tekanan itu kesegala arah.  Oleh karena itu setiap titik di dalam zat cair tak mengalir mengalami tekanan dari segala arah. Tekanan yang diadakan dari luar zat cair yang ada di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu kesegala arah dengan sama rata pernyataan ini disebut Hukum Pascal,   dengan persamaan:                         

Misalkan di dalam sebuah bejana mengalami tekanan,  tekanan P ini akan diteruskan sama rata kesegala arah didalam bejana dengan persamaan:
Penerapan prinsip Pascal dalam kehidupan sehari-hari digunakan pada alat-alat diantaranya pompa hidrolik, kempa hidrolik, alat pengangkat mobil dan alat suntik.

                                                               Gambar2.9. Alat pengangkat mobil



Contoh:
Pada pengisap I diberi gaya tekan sebesar 150 N dimana luas penampangnya 20 cm2. Sedangkan pada pengisap II luas penampangnya 10 cm2. Berapakah gaya pada penampang II.
Jawab:
Diketahui:
F1 = 150 N
A1 = 20 cm2
A2 = 10 cm2
Ditanyakan:
F2= ….?

F2 = 300 N

Percobaan sederhana:
Sediakan alat-alat; kantong kresek dan air.
Untuk menunjukkan hukum Pascal dapat menggunakan kantong kresek yang diberi lubang pada  bagian bawahnya kebudian diisi air kemudian ditekan.
        
  1. Gaya Apung dan Hukum Archimedes
Jika benda dicelupkan kedalam zat cair, sesungguhnya berat benda tidak berkurang.  Akan tetapi zat cair mengadakan gaya yang arahnya ke atas kepada setiap benda yang tercelup didalamnya.  Hal ini menyebabkan berat benda seakan-akan berkurang (perhatikan gambar 2.10).



 



                                                                  h   
                                                                  H
                       
Gambar 2.10. Benda mengalami gaya angkat ke atas oleh zat cair

Gaya ke atas di dalam zat cair dapat kita turunkan dengan menggunakan pengetahuan kita tentang tekanan di dalam zat cair.  Sebuah benda tercelup di dalam zat cair             yang massa jenisnya r.  Benda berbentuk balok persegi empat yang berkedudukan tegak, sisi-sisi yang berhadapan sama luasnya.  Dua sisi tegak yang berhadapan mendapat gaya yang sama besar dan berlawanan arah dari zat cair, sebab sama luasnya,berhadapan, dan terletak pada kedalaman sama.  Oleh karena itu gaya yang diakibatkan oleh tekanan dari samping saling meniadakan.  Sehingga besar tekanan diberikan dengan persamaan:
                         +  B
Keterangan:
        P  =  tekanan
        r  =  massa jenis fluida (rapat massa fluida)
        g  =  percepatan grafitasi bumi
        h  =  tinggi pipa diukur dari permukaan tanah
        B  =  tekanan atmosfer
Bunyi Hukum Archimedes:  Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair mengalami gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.”
Kemungkinan mengenai besar kedua gaya (gaya gravitasi dan gaya ke atas) di dalam zat cair dimana benda dalam keadaan tercelup semuanya.

a.   Benda tenggelam di dalam zat cair
Berat zat cair yang dipindahkan  (w) = mc . g
                                                                       = rc . Vc . g
          Karena Volume zat cair yang dipindahkan = Volume benda, maka :                                                                                                = rc . Vb . g
    Gaya keatas yang dialami benda tersebut besarnya :


FA = rc . Vb . g
 
 




           


    FA
 
           
rb
=
Rapat massa benda
FA
=
Gaya ke atas
rc
=
Rapat massa zat cair
Vb
=
Volume benda
W
=
Berat benda
Vc
=
Volume zat cair yang
Ws
=
Berat semu


dipindahkan

(berat benda di dalam zat cair).








            w                     Benda tenggelam maka : FA ¢ W
                                          rc . Vb . g ¢ rb . Vb . g
rc ¢rb
 
                                                  

Selisih antara W dan FA disebut Berat Semu (Ws)
Ws = W - FA
 
           


b.         Benda melayang di dalam zat cair.
        Benda melayang di dalam zat cair berarti benda tersebut dalam keadaan    setimbang.
 FA

  w
   
 
                               FA = W
                   rc . Vb . g  =  rb . Vb . g
rc = rb
 
                       
                                                                                         W
     Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :
                                                (FA)tot = Wtot
rc . g (V1+V2+V3+V4+…..)  =  W1 + W2 + W3 + W4 +…..
 
           
   

c.                                                               Benda terapung di dalam zat cair.
Misalkan sepotong gabus ditahan pada dasar bejana berisi zat cair, setelah dilepas, gabus tersebut akan naik ke permukaan zat cair (terapung) karena :
                             FA > W
                rc . Vb . g  >  rb . Vb . g





rc > rb
 



Fn =  FA - W
 
 


Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn):

  Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :

 FA’ = W
rc . Vb2 . g  =  rb . Vb . g
 

  V1
   V2
 
           
FA
=
Gaya ke atas yang dialami oleh bagian benda yang tercelup di dalam zat cair.
Vb1
=
Volume benda yang berada dipermukaan zat cair.
Vb2
=
Volume benda yang tercelup di dalam zat cair.
Vb
=
Vb1 + Vb2
FA  =  rc . Vb2 . g
 
                         

           
Contoh:
Sebuah batu karang massa 80 kg terletak di dasar sebuah danau. Volum batu 2,5 x 104 cm3. Berapa besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat batu karang tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 80 kg
V = 2,5 x 104 cm3 = 2,5 x 10-2 m3
��air = 1000 kg/m3
Ditanyakan:
Fa = …..?
Jawab:
Untuk benda yang tenggelam maka besarnya gaya angkat mengikuti persamaan:
Fa > W atau Fa > �� V g atau Fa > m.g
Fa > m g
Fa > 80 kg x 1000 kg/m3
               Fa >80 000 N

Tabel 2.2 besaran dan satuan yang berhubungan dengan gaya Archimides
Besaran
r
g
V
FA dan W
MKS
kg/m3
m/det2
m3
Newton
CGS
g/cm3
cm/det2
cm3
Dyne

                     
D.       Rangkuman
1.      Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel (molekul-molekul) dari zat yang sama.  
2.      Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel (molekul-molekul) dari zat yang berbeda
3.      Tegangan permukaan adalah kemampuan permukaan air pada khusunya, zat cair pada umumnya, menahan benda-benda kecil dipermukannya seperti jarum,pisau silet dan seranggadapat dijelaskan dengan menggunakan konsep kohesi antara molekul air itu dengan persamaan:
                                                                   
4.      Naiknya atau turunnya zat cair didalam pipa yang diameternya kecil disebut kapilaritas dengan persamaan:  
                                                                   
5.      Tekanan di dalam zat alir tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi disebut tekanan hidrostatik.
6.      Tekanan yang diadakan dari luar zat cair yang ada di dalam ruang  tertutup diteruskan oleh zat cair itu kesegala arah dengan sama rata pernyataan ini disebut hukum Pascal,   dengan persamaan:
                   
7.         Besar tekanan diberikan dengan persamaan:
                     +  B
8.         Kemungkinan mengenai besar kedua gaya (gaya grafitasi dan gaya ke atas) di dalam zat cair dimana benda dalam keadaan tercelupsemuanya:
a.      G > Fa.  Fa  dikalahkan oleh B. Benda tenggelam  
b.     G = Fa.  Seimbang dengan G.  Benda melayang.  Artinya jika benda dilepaskan di dalam zat cair, benda tidak turun dan tidak pula naik.
c.      G < Fa.  Fa mengalahkan G.  Bila dilepaskan di dalam zat cair, benda naik   kepermukaan dan benda terapung.  Pada saat benda mulai muncul diatas permukaan, Fa  makin berkurang sampai  Fa = G


E.     Latihan/Tugas
      Setelah mempelajari materi modul BAB ini, sebaiknya anda mencoba berlatih menyelesaikan soal-soal di bawah ini bersama teman diskusi Anda dapat dikerjakan di luar kelas. Sebaiknya mengerjakan soal yang dianggap mudah terlebih dahulu.
I. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan benar!
1.  Kapur dapat menempel pada papan tulis karena adanya …
        2. Pada thermometer terlihat permukaan raksa melengkung ke atas, hal   tersebut disebabkan …
3.    Tegangan permukaan terjadi akibat dari …
4.   Terjadinya kapilaritas disebabkan karena …
5.   Tekanan di dalam zat alir tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya  gravitasi disebut …

II.                                                                          Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas dan benar!
1.     Pada suatu aliran garis lurus.  Zat alir mengalir melalui pipa yang luas penampangnya berbeda-beda.  Pada penampangnya yang luasnya 10 cm2 kecepatan fluida adalah 0,50 m/s.  Berapa kecepatan fluida pada penampang yang luasnya 1,0 cm2.

2.     Perhatikan gambar, besar gaya luas                                         F
yang membuat kawat AB (panjangnya 5 cm)                               
 setimbang dalam selaput air sabun 0,007 N.             A                             
           Hitung  tegangan permukaan selaput air sabun.
                                                                                                         W
3.     Suatu gelombang sabun bergaris tengah 5 cm,tegangan permukaan 0,04 N/m. Tentukan usaha yang dilakukan untuk memperbesar garis tengah gelembung sabun menjadi 10 cm.

4.     Kecepatan rata-rata aliran minyak pada sebuah pipa yang berdiameter 6 cm adalah 3 m/det. Hitung jumlah zat (minyak) yang mengalir tiap detik Q)!

5.     Hitung volume air yang keluar tiap menit sebuah bak melalui lubang  yang berdiameter 2 cm terletak 8 m dari permukaan air! (anggap bak luas sekali sehingga penurunan permukaan diabaikan)

F.  Tes Mandiri
Untuk lebih memantapkan materi yang sudah di bahas dalam bab ini, sebaiknya dilakukan latihan dengan beberapa soal sesuai dengan indikator yang telah ditetapkan di muka. Seperti pada latihan, soal-soal pada tes mandiri juga dibuat bervariasi terdiri dari soal pilihan ganda dan esai.
        A. Pilihlah jawaban di bawah ini yang dianggap paling benar di antara A, B, C, D, dan E!
1.                                         Tinta dapat menempel pada kertas disebabkan …
B.  Adhesi                                                     D. kapilaritas
C.  Kohesi                                                     E. tegangan permukaan
D. Meniscus

2. Minyak yang ditumpahkan ke permukaan air akan menggumpal karena …
A. Gaya adhesi > gaya kohesi                      D. gaya adhesi = 0
B.  Gaya adhesi < gaya kohesi                      E. gaya kohesi = 0
C.  Gaya adhesi = gaya kohesi

3. Butiran air hujan berbentuk bola akibat adanya gaya …
A.Adhesi                                                      D. kapilaritas
                             B.   Kohesi                                                     E. tegangan permukaan
                             C.   Meniskus

       4. Terjadinya kapilaritas dapat diakibatkan karena …
A. Gaya adhesi                                             D. tekanan
B.  Gaya kohesi                                             E. kapilaritas
C.  Meniskus

5. Ketika naik mobil pada saat hujan maka sisi dalam kaca mobil sering basah. Hal ini karena …
  A. air dari sisi luar kaca meresap masuk ke  dalam melalui pori-pori
  B. uap air di sisi dalam kaca mengalami pengembunan
  C. adanya uap air dari luar yang masuk melalui jendela mobil
  D. partikel air hujan sangat kecil
  E. daya absorpsi air


 B. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas dan benar!
1.       Apa yang disebut  kohesi?
2.       Apa yang disebut adhesi?
3.       Apa yang dimaksud tegangan permukaan zat cair?
4.       Bagaimana terjadinya kapilaritas?
5.   Apa yang disebut tekanan hidrostatis?


























BAB III
KEGIATAN BELAJAR 2
FLUIDA DINAMIS


A.       Kompetensi Dasar
  Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan  dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

B.     Materi Pokok
1. Aliran fluida
2. Debit fluida
3. Persamaan kontinuitas
4. Persamaan Bernoulli
5. Aliran Viscositas

C.    Uraian Materi

      Fluida Dinamis
Secara umum kita mengenal dua macam fluida, yaitu:
a.       Fluida ideal
b.      Fluida sejati
Adapun sifat fluida ideal adalah:
1)                  Tidak kompresibel (tidak mengalami perubahan volume) karena tekanan
2)      Ketika bergerak tidak mengalami gesekan
3)      Alirannya stationer (aliran fluida yang kecepatannya pada titik-titik tertentu konstan)
Sedangkan sifat fluida sejati:
         1)                                                                                                                                 Kompresibel (volumenya berubah/massa jenisnya bertambah bila ditekan)
         2)                                                                                                                                 Mempunyai viskositas (gesekan dalam fluida)
3)    Alirannya tidak stationer (turbulen)

1. Aliran Fluida

Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam, yaitu :
  a. Aliran laminar / stasioner / streamline.
Suatu aliran dikatakan laminar / stasioner / streamline bila :
Setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu mempunyai lintasan (garis arus) yang tertentu pula.
Partikel-partikel yang pada suatu saat tiba di K akan mengikuti lintasan yang terlukis pada gambar di bawah ini. Demikian partikel-partikel yang suatu saat tiba di L dan M.
Kecepatan setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu sama. Misalkan setiap partikel yang melalui K selalu mempunyai kecepatan vK.

b. Aliran Turbulen
Aliran yang tidak memenuhi sifat-sifat di atas disebut : aliran turbulen


 

                                 K              L                      
                                                                  M                 N   


 


Gambar 3.1. aliran fluida

2. Debit Fluida
Fluida mengalir dengan kecepatan tertentu, misalnya v meter per detik. Penampang tabung alir seperti terlihat pada gambar di atas berpenampang A, maka yang dimaksud dengan Debit fluida adalah volume fluida yang mengalir persatuan waktu melalui suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.
                    Q =     atau  Q = A . v
Q    = debit fluida dalam satuan SI  m3/det
Vol = volume fluida   m3
A    = luas penampang tabung alir    m2
V    = kecepatan alir fluida   m/det

3. Persamaan Kontinuitas
Perhatikan tabung alir a-c di bawah ini. A1 adalah penampang lintang tabung alir di a. A2 = penampang lintang di c.  v1 = kecepatan alir fluida di a, v2 = kecepatan alir fluida di c.







 

                                                                                    v2                       P2


                  v1                                                                                 h2
        h1            P1
                         Bidang acuan untuk Energi Potensial
Gambar 3.2. aliran fluida pada ketinggian dan luas penampang berbeda

Partikel – partikel yang semula di a, dalam waktu Dt detik berpindah di b, demikian pula partikel yang semula di c berpindah di d. Apabila Dt sangat kecil, maka jarak a-b sangat kecil, sehingga luas penampang di a dan b boleh dianggap sama, yaitu A1. Demikian pula jarak c-d sangat kecil, sehingga luas penampang di c dan di d dapat dianggap sama, yaitu A2. Banyaknya fluida yang masuk ke tabung alir dalam waktu Dt detik adalah :
r.A1.v1. Dt  dan dalam waktu yang sama sejumlah fluida meninggalkan tabung alir sebanyak r.A2.v2. Dt.  Jumlah ini tentulah sama dengan jumlah fluida yang masuk ke tabung alir sehingga :
                                       r.A1.v1. Dt   =  r.A2.v2. Dt
Jadi :                              A1.v1  =  A2.v2

Persamaan ini disebut : Persamaan Kontinuitas
A.v yang merupakan debit fluida sepanjang tabung alir selalu konstan (tetap sama nilainya), walaupun A dan v masing-masing berbeda dai tempat yang satu ke tempat yang lain. Maka disimpulkan :
                                     Q =  A1.v1  =  A2.v2  = konstan

4. Persamaan Bernoulli
Bayangkan suatu fluida ideal mengalir dengan cara aliran garis arus pada sebuah pipa melengkung yang garis tengahnya tidak sama. Sebagian pipa bentuknya seperti pada gambar dibawah:
                                                              V2                                                                                                                                    P2
                                                                             DS2  
                                         V1                           
                        P1                                                                                            h2
                                                h1
                                   
gambar 3.3 Aliran arus pada pipa melengkung
Penampang di A1 mendapat tekanan P1 dari zat cair di kirinya dan zat cair pada penampang A2 mendapat tekanan P2 dari zat cair dikananya.
Ujung kiri  dan ujung kanan bagian pipa ini merupakan bagian yang kedudukannya mendatar (horisontal).  Luas penampang ujung kiri adalah A1; luas permukaan ujung kanan A2 .  A1< A2.  Ujung  kanan terletak lebih tinggi dari ujung kiri.  Tinggi ujung kiri dan ujung kanan, ditinjau terhadap suatu bidang acuan sembarang,berturut-turut adalah h1 dan h2
keterangan:
            P  =  Tekanan
            v  =  kecepatan fluida (zat cair)
            h  =  tinggi pipa diukur dari tanah
            r  =  massa jenis fluida (rapat massa fluida)
            g  =  percepatan gravitasi bumi
Hukum Bernoulli yang dijabarkan dari zat cair bergerak juga dapat berlaku pada zat cair diam.  Misalkan kita akan menentukan tekanan di titik B yang berbeda dalam zat cair yang diam.  Berdasarkan hukum Bernoulli ditunjukkan pada gambar 3.4.
                                                            PA
                                                     A
                                                              H                                                                              
                     hA       B    
                                       hB    
Gambar 3.4. menunjukkan prinsip Bernoulli

Dari hukum Bernoulli dapat dirumuskan dengan persamaan:
 
5.      Aliran Viskositas
Fluida sejati bersifat kompresibel dan mengalami gaya gesekan (viskositas) selama bergerak.  Semakin kental fluida makin besar gaya gesekannya (viskositasnya).  Dalam fluida ideal sifat-sifat di atas diabaikan.  Setiap fluida mempunyai koefisien kekentalan (koefisien viskositas).

a.                              Benda bergerak dalam fluida sejati
Bila sebuah benda bergerak di dalam fluida (misalnya zat cair) yang diam, maka benda tersebut mendapat gaya gesekan.  Jika benda berbentuk bola,maka besarnya gaya gesekannya adalah:
                                   
keterangan:
            F  =  gaya gesekan (N)
            h  =  koefisien gesekan (koefisien kekentalan)
            r  =  jari-jari bola (m)
            v  =  kecepatan bola (m/dt)
Hal tersebut dijabarkan oleh Sir George Stokes pada tahun 1845 dan disebut hukum Stokes. (perhatikan gambar di bawah!)

                                                                        FA
                                                  Fg      
                                                                     

W=mg   V
                                      Gambar 3.5. bola bergerak dalam zat cair

Tinjau gaya-gaya yang bekerja pada bola bergerak dalam zat cair (fluida).
b.                  Besarnya gaya berat (W) ditulis dengan persamaan:
       Keterangan: 
            m   =  massa bola
            V   =  volume bola
            r   =  massa jenis bola


c.                   Gaya Archimedes (Fa)
Hukum Archimides berbunyi : Bila sebuah benda diletakkan di dalam fluida, maka fluida tersebut akan memberikan gaya ke atas (FA) pada benda tersebut yang besarnya = berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Besarnya gaya Archimides (FA)  dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:
FA  =  r0  V g   ®              r0  =  massa jenis fluida
                                                V   =  volume bola
Gaya gesekan ( Fg) persamaannya sebagai berikut: Fg  =  6 h p r  v
Persamaan yang digunakan untuk menentukan koefisien kekentalan (koefisien viskositas) berbagai jenis zat cair:
                                               
  1. Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang
Kita akan membahas gaya angkat pada sayap pesawat terbang dengan  menggunakan persamaan Bernoulli. Untuk itu, kita anggap bentuk  sayap pesawat terbang sedemikian rupa sehingga garis arus al;iran udara yang melalui sayap adalah tetap (streamline).

             
                       Gambar 3.6.  Burung mengepakkan sayap

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian yang atas lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk ini menyebabkan aliran udara di bagian atas lebih besar daripada di bagian bawah (v2 > v1). Dapat dianalogikan pada sayap burung seperti yang dapat dilihat pada gambar 3.6.
Dari persamaan Bernoulli kita dapatkan :
                      P1 + ½ r.v12 + r g h1 = P2 + ½ r.v22 + r g h2
                                 Gambar 3.8. aliran udara pada sayap pesawat

Ketinggian kedua sayap dapat dianggap sama (h1 = h2), sehingga  r g h1 = r g h2.
Dan persamaan di atas dapat ditulis :
                                 P1 + ½ r.v12 =  P2 + ½ r.v22             
                                 P1 – P2 =  ½ r.v22 -  ½ r.v12
                                 P1 – P2 =   ½ r(v22 – v12)
Dari persamaan di atas dapat dilihat  bahwa v2 > v1 kita dapatkan P1 >  P2 untuk luas penampang sayap   F1 = P1 . A  dan F2 = P2 . A dan kita dapatkan bahwa F1 > F2. Beda gaya pada bagian bawah dan bagian atas (F1 – F2) menghasilkan gaya angkat pada pesawat terbang. Jadi, gaya angkat pesawat terbang dirumuskan sebagai :
                                 F1 – F2 =  ½ r A(v22 – v12)
Dengan  r = massa jenis udara   (kg/m3)
Contoh soal:
Air PAM memasuki rumah melalui sebuah pipa berdiameter 2,0 cm pada tekanan 4,0 atm (1 atm = 1,0 x 105 Pa). pipa menuju ke kamar mandi lantai kedua pada ketinggian 5,0 m dengan diameter pipa 1,0 cm. jika kelajuan aliran air pada pipa masukan adalah 3,0 m/s, hitunglah kelajuan, debit dan tekanan air di dalam bak mandi!
Penyelesaian:
Diketahui:
Pilih pipa masukan ke rumah sebagai titik 1 dan pipa bak mandi sebagai titik 2. Data-data yang diketahui untuk titik 1 (pipa masuk) adalah; diameter D1 = 2,0 cm = 2,0 x 10-2m, tekanan p1= 4,0 atm = 4,0 x 105Pa, kelajuan v1 = 3,0 m/s dan ketinggian h1 = 0 9titik 1 diambil sebagai acuan).
Data-data yang diketahui untuk titik 2 (pipa bak mandi) adalah:
Diameter  D2 = 1,0 cm = 10-2m, ketinggian h2= 5,0 m.
Besaran-besaran yang ditanyakan adalah v2, Q, dan P2.
Kelajuan air dalam pipabak mandi v2 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas untuk perbandingan diameter yang diketahui.
v1,  (sebab v berbanding terbalik dengan kuadrat diameter)
 
      = 12 m/s
Debit ait dapat dihitung dengan persamaan debit
Q = A2v2 = [ π D22/4] v2
Q = 3π x 10-4 m3/s
Tekanan air dalam pipa bak mandi data dihitung dengan persamaan Bernoulli. Ambil massa jenis air �� = 1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2.
P2 + ½ ��gV22 + ��gh2 = P1 + ½ ��gV12 + ��gh1
 P2 + ½ ��gV22 + ��gh2 = P1 + ½ ��gV12 + 0 (sebab h1 =0)
P2  =  P1 + ½ �� (V12 – v22) -  ��gh2
     = 4,0 x 105 + ½  (1000) (32- 122) – 1000 (10) (5)
    = 2,8 x 105 Pa atau 2,8 atm

D.                                                                            Rangkuman
1.         Aliran fluida ada dua macam:
a. aliran laminar/stasioner/streamline: Setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu mempunyai lintasan (garis arus) yang tertentu pula.
b.     aliran turbulen: aliran yang tidak stasioner
2. Debit fluida adalah volume fluida yang mengalir persatuan waktu  melalui suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.
3. Persaman Bernoulli:
                   
4. Fluida sejati bersifat kompresibel dan mengalami gaya gesekan (viskositas) selama bergerak.  Semakin kentalfluida makin besar gaya gesekannya (viskositasnya).  Dalam fluida ideal sifat-sifat di atas diabaikan.  Setiap fluida mempunyai koefisien kekentalan (koefisien viskositas)
5. Bila sebuah benda bergerak di dalam fluida (misalnya zat cair) yang diam, maka benda tersebut      mendapat gaya gesekan.  Jika benda berbentuk bola,maka besarnya gaya gesekannya adalah:
                   




D.     Latihan/Tugas
Untuk memantapkan pemahaman materi dalam bab ini, Anda dapat mengerjakan beberapa soal di bawah ini dengan teman diskusi Anda.
  1. Sepotong besi yang volumenya 0,010 m3 dan massa jenisnya 7,7 x 103 kg/m3 tercelup seluruhnya di dalam air yang massa jenisnya 1,0 x 103 kg/m3. berapa gaya keatas yang dialami oleh besi itu?  Seakan-akan menjadi berapakah berat benda di dalam  air? g = 10 m/s2 .
  2. Berapakah tekanan pada kedalaman 4,0 m di dalam air sebuah kolam,jika tekanan atmosfer yang besarnya 70 cmHg diperhitungkan?  Berapa jika tekanan atmosfer itu tidak diperhitungkan? g = 10 m/s2.    Massa jenis air 103 kg/m3 .
  3. Sebuah benda pejal (tak berongga) yang massa jenisnya 0,80 x 103 kg/m3 dicelupkan kedalam air yang massa jenisnya 1,0 x 103 kg/m3.  berapa bagiankah dari benda yang muncul di permukaan air?

E.      Tes Mandiri
Untuk mengukur pemahaman Anda pada materi dalam Bab ini Anda diharapkan menyelesaikan soal-soal tes mandiri di bawah ini. Ingat jangan melihat kunci jawaban terlebih dahulu.
Perhatikan petunjuk dari setiap bagian soal ! Selamat mengerjakan !
I.      Pilihlah jawaban yang benar diantara A, B, C, D dan E !
1.      Perhatikan gambar berikut.
 Air memancar paling kuat pada …
A.    Lubang A                                                             A
B.     Lubang B                                                                                   B
C.     Lubang C                                                             D                   C
D.    Lubang D
E.     Lubang B dan C

2.      Pada kedalaman yang sama, tekanan di dalam air sungai lebih kecil daripada tekanan air laut karena …
A.    Air sungai tawar, sedangkan air laut lebih asin
B.     Jumlah air sungai lebih sedikit daripada jumlah air laut
C.     Massa jenis air sungai lebih kecil daripada massa jenis air laut
D.    Air laut bergelombang
E.     Air sungai mengalir

3.      Ada dua buah alat suntik, satu berlubang kecil dan lainnya berlubang besar. Untuk menyuntik akan lebih mudah jika menggunakan …
A.    Alat suntik berlubang kecil
B.     Alat suntik berlubang besar
C.     Sama mudahnya
D.    Bergantung jenis cairan obat
E.     Bergantung pada gaya yang diberikan

4.      Permukaan air bendungan harus lebih tinggi daripada sawah yang akan dialiri. Prinsip yang digunakan adalah …
A.    Hukum Pascal                                     D. efek bejana berhubungan
B.     Hukum Archimides                             E. efek kapilaritas
C.     Hukum Bernoulli                               

5.      Suatu benda dimasukkan ke berbagai jenis zat cair. Zat cair yang massa jenisnya paling besar adalah …













 



                          A                      B                            C                           D
A.    A                     B. B                   C. C            D. D            E. A dan E

II.  Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas dan benar!
1.     Sebuah kapal tanker yang beratnya 1.200.000 N sedang terapung di atas laut.
a.  berapakah gaya angkat yang dialami kapal itu?
b. sebanyak 200.000 N minyak bawaan kapal itu dikeluarkan saat berlabuh di Pelabuhan Belawan. Berapakah gaya angkat yang dialaminya sekarang?
2.     Sebuah pipa dengan diameter 12 cm ujungnya menyempit dengan diameter 8 cm, jika kecepatan aliran di bagian pipa yang berdiameter besar 10 cm/det, hitung kecepatannya di ujung yang kecil!
3.     Lebar total sayap sebuah pesawat terbang 18 m2. Udara mengalir pada bagian atas sayap dengan kecepatan 50 m/det pada bagian bawah sayap 40 m/det. Hitunglah berat pesawat (�� = 1,29 kg/m3)























 BAB IV
  EVALUASI


A.    Maksud dan Tujuan Evaluasi
1.      Materi yang akan dievaluasi adalah materi fisika konsep meliputi;  fluida statis;  tegangan permukaan dan kapilaritas,  tekanan hidrostatis, fluida dinamis; hukum Pascal, gaya apung dan hukum Archimides, persamaan Bernoulli, serta aliran Viscositas.
2.      Kriteria yang digunakan untuk menilai evaluasi
Pada modul ini, kriteria penilaian yang digunakan untuk mengevaluasi peserta diklat dengan menggunakan skala penilaian sebagai berikut:
Nilai <  40 = sangat kurang
Nilai 41 - 60 = kurang
Nilai 61 – 68 = cukup
Nilai 69 – 79 = baik
Nilai  >  80   = sangat baik

B.  Materi Evaluasi
Standar kompetensi dan kompetensi dasar menjadi arah dan landasan untuk mengembangkan materi pokok, kegiatan pembelajaran, dan indikator pencapaian kompetensi untuk penilaian. Dalam merancang kegiatan pembelajaran dan penilaian perlu memperhatikan Standar Proses dan Standar Penilaian.
             Materi  evaluasi dibedakan menurut kompetensi yang ditetapkan pada materi fluida  yaitu   menjelaskan penerapannya dari awal sampai akhir modul ini yang dijabarkan ke dalam indikator pencapaian meliputi;
1.                                 Menjelaskan peristiwa kohesi dan adhesi
2.         Membedakan peristiwa kohesi dan adhesi dalam penerapan sehari-hari.
3.         Menjelaskan peristiwa tegangan permukaan dan contoh penerapannya.
4.         Menjelaskan peristiwa kapilaritas dan penerapannya.
5.         Menjelaskan peristiwa tekanan hidrostatis.
6.         Menghitung besarnya  tekanan hidrostatis.
7.         Menjelaskan tentang hukum Pascal dan penerapannya.
8.         Menghitung besarnya gaya angkat dengan prinsip Pascal
9.         Menjelaskan prinsip gaya apung dan gaya Archimides dan penerapannya.
10.     Menghitung besarnya gaya angkat dengan prinsip Archimides.
11.     Menjelaskan prinsip tenggelam, melayang dan terapung.
12.     Menghitung besarnya tekanan zat cair pada peristiwa tenggelam, melayang dan terapung.
13.     Menjelaskan azas Bernoulli dan penerapannya.
14.     Menghitung tekanan zat cair dengan menggunakan hukum Bernoulli.
15.     Menjelaskan prinsip viskositas zat cair dan penerapannya.
16.     Menghitung koefisien kekentalan pada berbagai jenis zat cair dengan prinsip viskositas.

C. Soal-soal Evaluasi
I. Pilihlah jawaban di bawah ini yang dianggap benar!
1.         Butiran air hujan berbentuk bola akibat adanya gaya …
                                 A.        Adhesi                                     D. kapilaritas
                                 B.        Kohesi                                     E.tegangan permukaan
                                 C.        Meniskus

2.         Terjadinya kapilaritas dapat diakibatkan karena …
                                 A.        Gaya adhesi                                        D. tekanan
                                 B.        Gaya kohesi                                        E. kapilaritas
                                 C.        Meniscus

3.         Permukaan zat cair makin cekung jika …
A.tarikan kohesi makin besar
B. tarikan adhesi makin besar
C. tarikan adhesi menyamai tarikan kohesi
D. massa jenis makin besar
E. massa jenis makin kecil

4.         Ukuran gelembung udara yang mengalir naik dari dasar laut makin lama …
A.                            Makin besar                                          D. berubah-ubah
B.                             Makin kecil                                           E. naik turun
C.                             tetap                                         

5.         Pada kedalaman yang sama, tekanan di dalam air sungai lebih kecil daripada tekanan air laut karena …
A.                            Air sungai tawar, sedangkan air laut lebih asin
B.                             Jumlah air sungai lebih sedikit daripada jumlah air laut
C.                             Massa jenis air sungai lebih kecil daripada massa jenis air laut
D.                            Air laut bergelombang
E.                             Air sungai mengalir

6.         Hukum Pascal berlaku jika zat cair …
A.                            Tidak berwarna
B.                             Berupa cair
C.                             Berada dalam ruangan tertutup
D.                            Hanya sejenis
E.                             Diberikan gaya

7.         Ada dua buah alat suntik, satu berlubang kecil dan lainnya berlubang besar. Untuk menyuntik akan lebih mudah jika menggunakan …
A.                            Alat suntik berlubang kecil
B.                             Alat suntik berlubang besar
C.                             Sama mudahanya
D.                            Bergantung jenis cairan obat
E.                             Bergantung pada tekanan

8.         Permukaan air bendungan harus lebih tinggi daripada sawah yang akan dialiri. Prinsip yang digunakan adalah …
A.                            Hukum Pascal                           D.efek bejana berhubungan
B.                             Hukum Archimides                  E.tegangan permukaan
C.                             efek kapilaritas

9.         Berikut ini adalah hasil teknologi yang memanfaatkan hukum Archimides kecuali, …
A.                            Kapal laut                                             D. kapal terbang
B.                             Balon udara                                          E. kapal selam
C.                             Dongkrak Hidrolik

10.     Intan sulit dipatahkan, sedangkan arang sangat mudah diremukkan. Perbedaan ini disebabkan …
A.Gaya antar-atom dalam arang lebih kuat daripada dalam intan
B. Gaya antar-atom dalam arang lebih lemah daripada dalam intan
C. Gaya antar-atom dalam arang lebih kuat dan intan sama besar
D. susunan partikel intan teratur
E. susunan partikel arang teratur

     II. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan benar!
1.  Kapur dapat menempel pada papan tulis karena adanya …
2. Pada termometer terlihat permukaan raksa melengkung ke atas, hal   tersebut disebabkan …
3.   Tegangan permukaan terjadi akibat dari …
4.   Terjadinya kapilaritas disebabkan karena …
5.     Tekanan di dalam zat alir tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya   gravitasi disebut …
6.     Tekanan yang diadakan dari luar zat cair yang ada di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu kesegala arah dengan sama rata pernyataan ini disebut …
7.     Terjadinya peristiwa terapung jika …
8.     Peristiwa tenggelam terjadi jika …
9.     Besarnya gaya ke atas oleh zat cair sebanding volume benda yang tercelup dikenal dengan hukum …
10. Bila sebuah benda bergerak di dalam fluida (misalnya zat cair) yang diam, maka benda tersebut          mendapat gaya gesekan.  Jika benda berbentuk bola,maka besarnya gaya gesekannya …

III. Jawablah soal-soal di bawah ini dengan benar!
1.     Hitung rapat massa dan rapat massa relatif dari gasolin bila 51 gram = 75   cm3
2.     Berapa Volume dari 300 gram air raksa jika rapat massa air raksa 13,6     g/cm3
3.     Dua macam cairan A dan B dimasukkan dalam satu bejana dan menghasilkan rapat massa yang baru 1,4 g/cm3. Sedangkan rapat massa cairan A = 0,8 g/cm3. Rapat massa cairan B = 1,8 g/cm3. Hitunglah volume masing-masing cairan dalam 1000 cm3 volume campuran.
4.     Sebongkah emas dan jam tangan = 100 gram. Rapat massa emas = 19,3 g/cm3 dan rapat massa jam tangan = 2,6 g/cm3, sedangkan rapat massa bongkah emas + jam tangan = 6,4 g/cm3. Hitunglah massa emas dalam jam tangan tersebut.
5.     Berapa galon minyak biji kapas seberat 400 dyne dengan rapat massa relatif 0,926 g/cm3. (1 galon air = 8,34 dyne).
6.     1 liter susu = 1032 gram. 4 % dari volume tersebut berupa lemak keju yang rapat massanya 0,865 g/cm3. Berapa rapat massa dari susu yang telah diambil lemaknya tersebut.
8.     Apabila sebuah kapal selam menyelam sedalam 60 m, berapa besar  tekanan yang dialami kapal selam tersebut. (Rapat massa air laut = 1,03 g/cm3).
9.     Seorang pemain sepak bola yang beratnya 75 kgf memakai sepatu yang  masing-masing dilengkapi dengan 6 buah paku (Spike). Penampang tiap paku 0,6 cm2. Hitung tekanan di bawah salah satu paku pada tanah.
10. Sebuah pipa besi dipakai untuk menopang sebuah lantai yang melentur  yang beratnya 1500 kgf. Garis tengah dalam pipa itu 10 cm, garis tengah luarnya 12 cm. Hitung tekanan yang dilakukan oleh ujung bawah pipa itu pada tanah.
11. Balok besi berukuran 20 cm x 10 cm x 5,5 cm terletak pada dasar bejana  dengan bagian yang berukuran 10 cm x 5,5 cm sebagai dasar balok besi. Jika tinggi air dalam bejana 1,4 m, hitunglah gaya yang bekerja pada dinding balok yang berbeda. (Gaya Hidrostatis).
12. Sebuah bejana yang berukuran panjang 40 cm, lebar 30 cm dan tinggi 25  cm berisi minyak sebanyak 19,2 kgf.
            Rapat massa minyak = 0,8 g/cm3   ;   g = 10 m/det2   ;   BAR = 76 cmHg.
a.      Tentukan tekanan total dan gaya total yang dialami dasar bejana.
b.     Tentukan tekanan hidrostatis dan gaya hidrostatis yang dialami oleh  dinding bejana.
14. Sebuah corong, lubang atas berdiameter 11 cm dan lubang bawah  berpenampang dengan diameter 1,6 cm. Tinggi corong 2 dm, penuh berisi air. Berapa gaya total yang menekan pada ibu jari yang menutup lubang dimana BAR = 75 cmHg.
15. Balok berukuran panjang 21 m, lebar 14 m dan tebal 3,25 m terletak dalam air. Dinding berukuran 21 m x 14 m menjadi dasar balok dan dinding bagian atas terletak 5 m di bawah permukaan air. Berapa besar gaya pada dinding samping yang luas ?
16. Bejana penampung air hujan berbentuk kubus dengan rusuk 1 m. Bejana  diberi tutup dan dipasang silinder vertikal penampangnya 120 cm2 dan tingginya di atas tutup adalah 3,5 m. Hitunglah gaya hidrostatis yang dialami oleh dinding-dinding bejana serta pada tutup jika silinder penuh berisi air.
17. Sebuah silinder berisi minyak tanah (rm = 0,8 g/cm3) dilengkapi dengan sebuah penghisap dengan luas penampangnya = 154 cm2, tinggi minyak 50 cm. Di atas penghisap terdapat beban 5 kgf. BAR = 1 atm. Tentukan gaya total yang bekerja pada dasar dan sisi bejana. (g = 10 m/det2).
18. Luas penampang penghisap yang kecil dan yang besar dari suatu pompa  hidrolik adalah a cm2 dan b cm2. Jika pada penghisap yang kecil bekerja gaya A N, berapakah besar gaya timbul pada penghisap yang besar ?
19.  Pompa hidrolik mempunyai penghisap dengan luas penampang 15 cm2 dan 3 dm2. Jika pada penghisap yang kecil diberi beban 400 N. Berapa besar .gaya pada penghisap yang besar agar terjadi keseimbangan ?
20. Gaya besarnya 5 N pada penghisap yang kecil dari suatu pompa hidrolik dapat mengangkat beban beratnya 600 N yang terdapat pada penghisap yang besar. Jika penghisap yang kecil berpenampang 400 cm2, berapakah luas penampang yang besar ?

















BAB V
 PENUTUP


A.    Tindak Lanjut
Sebagai tindak lanjut dari pembelajaran dalam modul ini, Anda diharapkan untuk mencari rujukan yang sesuai dengan materi dalam modul dan membaca beberapa sumber yang terkait yang terdapat di perpustakaan pada Balai diklat tempat Diklat berlangsung. Supaya lebih bermakna, kerjakanlah soal-soal tanpa melihat kunci jawaban dan mencari soal-soal latihan dari buku-buku yang relevan.
Jika masih terdapat hasil evaluasi yang belum memenuhi kriteria ketuntasan, dapat ditindak lanjuti dengan memberikan pengayaan dan remedial. Soal-soal  untuk remedial sebagai berikut:
1.     Sebuah kempa hidrolik mempunyai torak yang berdiameter 20 cm dan 2 m  untuk mengangkat mobil. Pada torak kecil dilakukan gaya sebesar 100 kgf, sehingga torak besar naik setinggi 1 cm. Tentukan massa mobil dan berapa m turunnya torak kecil tersebut.
2.     Suatu bejana berbentuk pipa U mula-mula diisi dengan air raksa yang massa jenisnya 13,6 g/cm3, kemudian kaki kanan dituangkan 14 cm air lalu di atas air ini dituangkan minyak yang massa jenisnya 0,8 g/cm3, ternyata dalam keadaan setimbang selisih tinggi permukaan air raksa dalam kedua kaki 2 cm. Hitung berapa cm tinggi lajur minyak pada kaki kanan.
3.     Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massa 13,6 g/cm3). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 20 cm kemudian minyak (Rapat massanya 0,9 g/cm3) tingginya 8 cm. Pada kaki kanan ditambahkan alkohol (Rapat massa 0,8 g/cm3) sehingga permukaan minyak dan permukaan alkohol sebidang. Berapa beda tinggi Hg pada kedua kaki pipa ?
4.     Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massanya 13,6 g/cm3). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 30 cm. Berapa tinggi minyak pada kaki di sebelah kanan harus ditambahkan agar permukaan air dan permukaan minyak sebidang ? (Rapat massa minyak 0,9 g/cm3).
5.     Ke dalam pipa U yang berdiameter cm, mula-mula diisi air raksa (Rapat massa 13,6 g/cm3). Kemudian kaki kiri diisi dengan gliserin (Rapat massa 1,25 g/cm3). Tentukan volume gliserin yang diperlukan agar air raksa pada kaki kanan naik ½ cm.
6.     Batang besi dalam air berat semunya 372 N. Berapa berat semu besi tersebut dalam cairan yang densitasnya 0,75 g/cm3 jika berat besi 472 N.
7.     Suatu gelas beratnya 25 N di udara, 15 N di air, dan 7 N di dalam asam belerang, hitung rapat massa asam belerang.
8.     Sebuah benda mempunyai berat 100 N di udara dan 60 N di minyak (Rapat massanya 0,8 g/cm3). Hitung massa jenis benda tersebut.
9.     Sepotong besi massanya 450 gram, di dalam air massanya berkurang menjadi 390 gram. Tentukan rapat massa besi.
10. Sebuah patung berongga mempunyai berat 210 N dan jika ditimbang di dalam air beratnya 190 N. Patung tersebut terbuat dari logam (Rapat massa 21 g/cm3). Tentukan volume rongga patung tersebut. (g = 10 m/det2).
11. Sebatang emas (Rapat massa 19,3 g/cm3) dicurigai mempunyai rongga. Beratnya di udara 0,3825 N dan di air 0,3622 N. Berapa besar rongga tersebut ?
12. 50 gram gabus (Rapat massa 0,25 g/cm3) diikatkan pada timbal sehingga gabungan benda melayang di dalam air. Berapa berat timbal (Rapat massanya 11,3 g/cm3).
13. Sebuah kubus dari gabus dibebani dengan sepotong logam sehingga melayang dalam aseton. Jika massa logam 77 gram, rapat massa gabus 0,24 g/cm3, rapat massa logam 8,8 g/cm3, rapat massa aseton 0,8 g/cm3. Tentukan rusuk kubus.
14. Sebongkah es (Rapat massanya 0,9 g/cm3) terapung pada air laut (Rapat massanya 1,03 g/cm3). Jika es yang timbul di permukaan air laut 7,8 dm3. Hitunglah volume es.
15. Massa jenis es 917 kg/m3. Berapa bagian es terletak di permukaan air.
16. Sebatang kayu yang massa jenisnya 0,6 g/cm3 terapung di dalam air. Jika bagian kayu yang ada di atas permukaan air 0,2 m3, tentukan volume kayu seluruhnya.
17. Sebuah kawat berbentuk segitiga sama sisi diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair. Tegangan permukaan zat cair 74 dyne/cm. Gaya oleh tegangan permukaan 1,776 dyne. Tentukan tinggi segitiga tersebut.
18. Untuk mengangkat sebuah jarum yang panjangnya 5 cm dari permukaan zat cair, kecuali berat jarum itu sendiri, masih diperlukan gaya sebesar F Newton. Tegangan permukaan zat cair 63,1 dyne/cm. Tentukan F.
19. Hitunglah tekanan (turunnya tinggi) pipa kapiler berdiameter 0,4 mm dan diletakkan vertikal yang salah satu ujungnya dicelupkan dalam bak yang berisi air raksa. (Rapat massa 13,6 g/cm3) dengan sudut kontak 1500, tegangan permukaan 450 dyne/cm.
20. Sebuah sungai lebarnya 5 meter, dengan kedalaman yang rata diberi pintu air sehingga terjadi perbedaan tinggi air di kanan dan di kiri. Tinggi air di kanan 4 meter dan tinggi air di sebelah kiri 3 meter. Jika g = 10 m/det2 dan rapat massa air sungai 1,05 g/cm3. Tentukan perbedaan gaya hidrostatis yang dialami oleh pintu air tersebut.

B.     Harapan
Konsep-konsep yang terdapat dalam materi Fluida  merupakan mata diklat pendalaman materi  dalam  modul ini, yang harus dikuasai oleh peserta diklat. Penguasaan atas materi dalam modul ini bersifat mutlak karena berhubungan dengan standar kompetensi yang harus dikuasai oleh guru mata pelajaran fisika pada tingkat madrasah aliyah dan merupakan materi minimal yang harus dikuasai peserta diklat yang akan disajikan dalam proses pembelajaran di kelas.
Dengan mempelajari modul ini, diharapkan peserta dapat memahami dan mampu mengaplikasikan isi modul dan mengkombinasikan dengan berbagai sumber belajar yang terdapat di tempat kerja masing-masing, terutama dapat mentransfer kepada siswanya masing-masing.
Untuk memperdalam materi ini anda dapat mempelajari buku-buku yang menunjang dengan materi fluida, diantaranya:
1.         Halliday Resnick, Fisika Jilid 1 (terjemah). Erlangga, Jakarta.2006
2.         Tipler.Fisika Untuk Sains dan Teknik  Jilid 1 (terjemah). Erlangga, Jakarta.2006
3.         Young & Freedman. Fisika universitas Jilid 1 (terjemah).. Erlangga, Jakarta. 2002










GLOSARIUM

Adhesi. Gaya tarik menarik antar molekul-molekul yang tidak sejenis.
Aliran luminer. Setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu mempunyai lintasan (garis arus) yang tertentu pula.
Aliran turbulen. Aliran yang tidak stasioner.
 Debit fluida.  Volume fluida yang mengalir persatuan waktu melalui suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.
Fluida Statis. Zat alir dalam keadaan diam.
Fluida dinamis. Zat alir yang bergerak.
Gaya angkat. Gaya yang diberikan oleh zat cair terhadap benda untuk mengangkat sehingga benda menjadi terangkat.
Gaya apung. Gaya yang diberikan oleh zat cair terhadap benda sehingga benda menjadi terapung.
Hukum Archimides. Bila sebuah benda diletakkan di dalam fluida, maka fluida tersebut akan memberikan gaya ke atas (FA) pada benda tersebut yang besarnya = berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Hukum Pascal. Tekanan yang diadakan dari luar zat cair yang ada di dalam   ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu kesegala arah dengan sama rata ,   dengan persamaan:                                   
Kapilaritas. Naik atau turunnya zat cair di dalam pipa yang diameternya kecil.
                                                                       
Kohesi. Gaya tarik menarik antar molekul-molekul yang sejenis.
rc = rb
 
Melayang. Disebabkan karena berat jenis zat cair lebih besar dari berat jenis benda. FA = W,          rc . Vb . g  =  rb . Vb . g
 Tegangan Permukaan. Kemampuan permukaan air pada khusunya, zat cair pada umumnya, menahan benda-benda kecil dipermukannya seperti jarum,pisau silet dan serangga dapat dijelaskan dengan menggunakan konsep kohesi antara molekul air itu keadaan bidang batas pada zat alir.
Tekanan hidrostatis. Tekanan di dalam zat alir tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi
Tenggelam. Disebabkan karena berat jenis benda lebih besar dari berat jenis zat cair. .         FA < W,         rc . Vb . g  <  rb . Vb . g
Terapung. Disebabkan karena berat jenis zat cair sama dengan/sebanding  dengan berat jenis benda.         FA > W,         rc . Vb . g  >  rb . Vb . g
Viskositas. Gaya gesekan yang disebabkan karena zat cair mengalir terjadi pada fluida sejati.















DAFTAR PUSTAKA

Asri Poerno, Heru: dkk., Fisika SMA 2a, Jakarta: Yudhistira, 2004
Budikase, Nyoman Kertiasa, Fisika SMA 2, Balai Pustaka, Jakarta: 2000
Foster Bob, Fisika Terpadu SMA 2a. Jakarta: 2004
Halliday, Resnick, Fisika Jilid 1. Erlangga: 2006
Kamajaya, Penuntuk Belajar Fisika SMA 2, Bandung:Ganeca Exact, 2005
Kanginan Marthen, Fisika SMA 2, Jakarta: Erlangga, 2007
Muhadi, dkk., Konsep-konsep Fisika  SMA 2, Salatiga: PT. Intan Pariwara, 2000
Puskur, Kurikulum KTSP 2004 SMA, Pedoman Khusus Pengembangan Silabus dan sistem Penilaian Pelajaran Fisika: 2004
Surya,Yohanes; P.Ananta:  fisika 2a: PT. Intan Pariwara, Jakarta: 2003
Tim PDKBM Fisika II, Pustekkom Diknas, Jakarta: 2000
Tim Kegiatan Pembelajaran Fisika, Proyek Alat-alat IPA dan PKG Diknas, Jakarta: 1997
Tipler, Paul A., Fisika Untuk Sains dan Teknik, jilid 1, Jakarta: Erlangga, 2006
Wiladi Hasan, Fisika 2 SMA, Bandung: Grafindo, 2000
Young; Freedman, Fisika Universitas jilid 1, Jakarta: Erlangga, 2002





KUNCI JAWABAN

Latihan 1
A. Pilihan Ganda : 1.  D
                               2.C
4.   B
5.   D
6.   A
B. Essay :  1. a. > 1.200.000 N
                      b. > 1.200.000 -200.000 N =  1.000.000 N
                  2. 22,5 cm/det
                  3. 10.449 N

Latihan 2
  1. 7600 N
  2. 4,0 x 104 N/m2
  3. 0,2 bagian

Tes Mandiri 1
A.                 1. A
2. B
3. C
4. D
5. B
B.                          1. Kohesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel (molekul-molekul) dari zat yang sama.  
2. Adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel-partikel (molekul-molekul) dari zat yang berbeda
  3.Tegangan permukaan adalah kemampuan permukaan air pada khusunya, zat cair pada umumnya, menahan benda-benda kecil dipermukannya seperti jarum,pisau silet dan serangga dapat dijelaskan dengan menggunakan konsep kohesi antara molekul air itu
4.  Naiknya atau turunnya zat cair didalam pipa yang diameternya kecil disebut kapilaritas
5.   Tekanan di dalam zat alir tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi

Tes Mandiri 2
A.1. adhesi
2. meniskus cembung
3. adhesi dan kohesi
4. adhesi dan kohesi
5. tekanan hidrostatis
B. 1. 5 cm/s
    2.  0,07 N/m
 3.  8,48 x 10-3m2/det
 4. 0,2359 cm3

Soal-soal Evaluasi
A. Pilihan Ganda
1. C
2. D
3. B
4. A
5. C
6. C
7. A
8. D
9. C,D
10. B
B. 1. adhesi
2. meniskus cembung
3. adhesi dan kohesi
4. adhesi dan kohesi
5. tekanan hidrostatis
     6. Hukum Pascal
    7. W benda < Fa
    8. W benda > Fa
    9. Hukum Archimides
   10. F = 6πηrv
C. Essay
01.  0,68 g/cm3   ;  0.68
02.  22,0588 cm3
03.  400 cm3   dan    600 cm3
04.  68,6182 gram
05.  51,7944 galon
06.  1,039 g/cm3
07.  618.000 N/m2
08.  104,17 . 104 N/m2
09.  4,3428 . 106 N/m2
10.  30 N
11.  66 N   ;   260 N   ;   143 N
12.  a.  16.000 dyne/cm2   ;   192 N
      b.   8.000 dyne/cm2   ;   64 N   ;   8000 dyne/cm2   ;   48 N
13.  20,89984 N
14.  4.521.562,5 N
15.  45.000 N   ;   40.000 N   ;   34.580 N
16.  1667 N   ;   23374,2857 N
17.   N
18.  8.000 N
19.  48.000 cm2
20.  400 N

Tindak Lanjut
1.         10 ton   ;   1 meter
2.         16,5 cm
3.         27,625 cm   ;   0,375 cm
4.         29,7638 cm   ;   0,2362 cm
5.         51,75 p cm3
6.          cm3
7.         397 N
8.         1,8 g/cm3
9.         2 g/cm3
10.     7,5 g/cm3
11.     1.000 cm3
12.     0,0481 cm3
13.     1,646 N
14.     5 cm
15.     61,80 dm3   atau   61,800 cm3
16.     0,083 bagian
17.     0,5 m3
18.     a.  6,9444 N   ;b.  2,5 N   ;c.  4,4444 N   ;d.  8,22 cm
19.     2 cm
20.     648 dyne