Transcript Fluida Statis

BAB. 13
(Fluida Statik)
4/10/2015
1
Fluida Statik
Fluida,
mempunyai
bentuk
yang
berubah-ubah
secara kontinyu seperti wadahnya, sebagai akibat
gaya geser (tidak dapat menahan gaya geser)
4/10/2015
2
Fenomena Fluida
• Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebih
mudah diangkat dalam air ?
• Mengapa balon gas bisa naik ke atas ?
• Mengapa telur dapat mengapung dalam air garam sementara dalam air murni tenggelam?
• Kenapa serangga kecil bisa bergerak di atas air
dan tidak tenggelam?
Ingin tahu jawabannya ?
kita ikuti materi berikutnya
4/10/2015
3
FLUIDA
Fluida dipandang sebagai sekelompok (sistem) partikel yang dapat mengalir sehingga sering disebut zat
alir.
Fase cair dan gas, termasuk ke dalam jenis fluida
DINAMIK
4/10/2015
STATIK
4
Fluida merupakan sesuatu yang dapat mengalir
sehingga sering disebut sebagai zat alir.
Fase zat cair dan gas termasuk ke dalam jenis
fluida
Zat alir terjadi karena jarak antar partikelnya tidak tetap, sebagai akibat dari ikatan antar partikel tidak kuat.
GAS:
• Molekul bergerak bebas dan saling bertumbukan
• Tekanan gas bersumber pada perubahan
momentum disebabkan tumbukan molekul gas
pada dinding
• Tekanan terjadi tidak tegak lurus pada bidang
4/10/2015
5
CAIR:
• Molekul-molekul terikat secara longgar namun
tetap berdekatan
• Tekanan yang terjadi karena ada gaya gravitasi
bumi yang bekerja padanya
• Tekanan terjadi secara tegak lurus pada bidang
Secara fisik terdapat perbedaan yang berarti antara gas dan zat cair, namun demikian terdapat
juga kesamaannya.
Problem mekanika fluida dapat dipandang sebagai problem mekanika sistem partikel.
Dalam keadaan ini benda dianggap sebagai satu
kesatuan (satu variabel dinamika).
4/10/2015
6
Massa jenis
Suatu sifat penting dari zat adalah rasio massa terhadap volumenya yang dinamakan massa jenis
 
m
V
ρ = densitas/massa jenis (Kg m-3)
m = Massa benda (Kg)
V = Volume benda (m3)
Dalam dunia medis, satuan densitas lebih sering dinyatakan sebagai gr/cc (specific gravity/SG)
1 gr/cc = 1000 kg m-3
Air pada suhu 4 oC memiliki densitas 1 SG
4/10/2015
7
Tekanan, (p)
Kenapa ayam sulit berjalan di tanah yang lembek
sedangkan itik relatif lebih mudah?
Kalau tangan kita ditekan dengan ujung pena yang
bagian runcingnya terasa lebih sakit daripada oleh
ujung yang bagian tumpulnya.
Di dalam fluida tekanan merupakan unsur utama
(penyebab perubahan) seperti halnya gaya di dalam benda tegar.
4/10/2015
8
Tekanan (p)
Tekanan di suatu titik didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya normal dF, (gaya tersebut
berada secara secara tegak lurus bidang) dengan
suatu elemen luasan dA,
P 
dF
dA
Jika luasan A, dan pada setiap titik dalam luasan
tersebut memperoleh pengaruh gaya yang sama,
sehingga,
P 
F
P = Tekanan (1 N m-2 = 1 Pa)
A
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
4/10/2015
9
Satuan tekanan dinyatakan sebagai N m-2 atau
pascal (Pa) tetapi dalam keadaan praktis dapat
dinyatakan dalam atmosfer.
Hubungan antara satuan atmosfer (atm) dengan
pascal dinyatakan sebagai,
1 atm = 1,013 105 Pa ≈ 1 bar
Secara mikroskopik gaya (dalam fluida istilah
gaya menjadi gaya tekan) tersebut merupakan
perubahan momentum fluida pada permukaan.
4/10/2015
10
Hubungan tekanan dengan kedalaman
po
h
Benda di dalam fluida keadaannya seimbang,  setiap titik pada elemen benda tersebut akan dalam keadaan seim
bang juga, ΣF = 0.
Balok ukuran dx, dy dan dz
berada di dalam fluida massa jenis  sedalam h dari per
mukaan.
Tekanan di atas permukaan fluida po dan tekanan
pada bidang atas permukaan benda p (sehingga
gaya yang menekan bidang atas benda, p dx dy).
4/10/2015
11
Tekanan pada bidang bawah benda, (p + dp) dx dy
dan gaya ke atas F!.
Perbedaan tekanan sebesar dp karena beda ketinggian dz.
Gaya dalam arah horisontal,  Fx = 0 dan  Fy = 0.
Karena Σ F = 0,  Σ Fz = 0 sehingga berlaku,
(p + dp) dx dy - p dx dy -  g dx dy dz = 0
dp =  g dz
p
 dp
po
4/10/2015
h


g dz  p  p o   g h
o
12
Persm di atas dikenal sebagai persm tekanan hidrostatika [berlaku pada fluida  tetap (fluida inkompresibel, massa tidak tergantung tekanan)].
Persm tersebut berlaku pada udara (untuk menghitung tekanan udara yang berhubungan dengan ketinggian).
Persm tersebut menyatakan tekanan fluida terhadap bidang mendatar (h sama) besarnya sama.
Jika udara berperilaku sebagai gas ideal (p V = n R T)
dan kerapatan gas ρ = m/V  ρ = (mp)/nRT.
dp =  g dz, 
p

po
4/10/2015
dp
p
h


o
mg


dz  p  p o exp  
h
nRT
 nRT

mg
disebut persm barometris
13
Soal
Hitunglah tekanan total yang dialami sebuah benda
yang tercelup dalam sumur pada ke dalaman 10 m
dari permukaan air sumur. Jika percepatan gravitasi di daerah itu adalah sebesar 10 m s-2
Penyelesaian.
?
4/10/2015
14
Soal
Berapa tekanan yang dialami penyelam yang berada pada posisi 100 m di atas dasar laut ?
(kedalaman laut = 1 km. massa jenis air laut :
1,025103 kg m-3).
Penyelesaian.
?
4/10/2015
15
Alat Ukur Tekanan Udara
Alat ukur tekanan udara terbuka disebut barometer
Alat ukur tekanan udara tertutup disebut manometer.
Pada dasarnya barometer dan manometer adalah
sebuah pipa U yang berisi zat cair sebagai penunjuk (pembacaan) skala.
Biasanya zat cair yang digunakan untuk mengisi
barometer maupun manometer adalah Hg (air raksa, fluida yang memiliki kerapatan besar).
4/10/2015
16
Barometer.
Pipa U barometer, satu ujung terbuka dan yang lain
tertutup.
Tekanan pada cair yang terletak pada bidang datar sama
po
pA
besar.
A
h
B
pB
Tekanan adalah sama di setiap titik pada kedalaman yang
sama
Tekanan yang diberikan pada
suatu cairan yang tertutup
akan diteruskan tanpa berkurang ke segala titik dalam flu-
ida dan ke dinding bejana (disebut prinsip Pascal,
Blaise Pascal 1623-1662)
4/10/2015
17
Dari gambar, memperlihatkan bahwa tekanan di
titik A dan B sama (karena terletak pada bidang
mendatar pA = pB).
Selisih tinggi fluida h sehinngga, pA = po + ρ g h
pA disebut tekanan absolut, pA – po disebut tekanan gauge.
Sebagai alat ukur umumnya po dibuat nol (udara di
atas fluida pipa B dibuat hampa).
Nilai pengukuran pembacaan skala, dibaca pada
selisih ketinggian zat (h) yang ada pada ke dua
kaki.
pA =  g h
4/10/2015
18
Barometer menggunakan zair mercuri (air raksa zat cair, Hg dengan
massa jenis 13600 kg m-3).
Ketika mengukur tekanan udara di
pantai, tinggi colom Hg, h = 76 cm
jika percepatan gravitasi 9.8 m s-2
Tekanan udara di pantai,
p = ρ g h = (13600)(9,8)(0,76)
= 101325 N m-2 = 101325 Pa
1 Atm = 101.3 kPa = 76 cm Hg = 760 Torr
4/10/2015
19
Contoh.
po
po
minyak
Pipa bejana U berisi air dan
minyak. Selisih tinggi permukaan air pada kedua kaki
0,135 m. Kaki kiri diisi minyak
setinggi h + 0,0123 m. Kerapatan air ρa dan minyak ρm
(lihat gambar). Hitunglah nilai
kerapatan minyak (ρm).
ℓ
h
Penyelesaian.
Tekanan air, pada kaki kanan
nilai (besar) p = po + ρa g h.
air
Tekanan minyak, pada kaki kiri p = po + ρm g (h + ℓ).
4/10/2015
20
Tekanan yang terletak pada bidang mendatar sama,
Berlaku, po + ρa g h = po + ρm g (h + ℓ).
Diperoleh persm,
m  a
0 ,135


 (1000 ) 

h  
 0 ,135  0 , 0123 
h
 m  916 kg m
3
Hasil tidak tergantung pada tekanan udara luar.
4/10/2015
21
Manometer.
Manometer, salah satu ujung
pipa U dihubungkan dengan
ruangan yang hendak diukur
tekanannya dan terukur p.
Ujung yang lain terbuka berhubungan dengan udara bebas.
Besarnya tekanan ruangan ter-ukur p = po + ρ g h.
Seandainya terjadi fluida yang berhubungan dengan ruangan ternyata lebih tinggi dari fluida
dalam pipa yang terbuka, artinya tekanan udara
ruangan lebih kecil (rendah) dari po, (p < po).
4/10/2015
22
Hukum Pascal (Blaise Pascal 1623 - 1662
p
p
Hukum Pascal yang menyatakan bahwa tekanan
pada suatu titik di dalam
fluida akan diteruskan ke
segala arah sama besar.
A
Artinya apabila pada kaki
permukaan fluida tertentu
yang tekanannya ditambah
maka tekanan tambahan akan dirambatkan ke titik
lain dengan harga yang sama.
Prinsip tersebut mengungkapkan bahwa, tekanan
yang dilakukan oleh zat cair tertutup akan diterus
4/10/2015
B
23
kan ke segala arah oleh zat cair (fluida) tersebut
sama besar.
Pernyataan tersebut juga memberikan konsekuensi, jika dinding bejana juga memperoleh tekanan.
Jika di atas permukaan fluida ditambah dengan
p,  p tersebut akan diteruskan kepada pipa
yang lain sama besar.
Dengan prinsip tekanan hidrostatik dapat dijelaskan bahwa tekanan di pipa kiri dengan luas
penampang A akan sama dengan pipa sebelah
kanan luas penampang B.
4/10/2015
24
f
F
Tekanan bentuk (p) = F (gaya)/A
(luas).
A
B
Pada ke dua kaki berlaku, bentuk
pA = pB.
f
A

F
B
 F  B
f
A
Persm di atas dijadikan dasar dalam desain pada
kempa hidrolik.
4/10/2015
25
Kempa hidrolik.
F1
F2
p1 = p2
F1
A1
4/10/2015

F2
A2
26
Soal
Sebuah pipa berbentuk u yang memiliki luas
penampang kakinya berbeda digunakan untuk
mengangkat beban. Berapakah beban maksimum
yang dapat diangkat olehnya jika luas penampang
yang kecil, A = 1 m2, diberikan gaya 104 N dengan
luas penampang yang besar adalah 5 m2 ?
Penyelesaian.
?
4/10/2015
27
Hukum Archimedes
Tekanan pada benda di dalam fluida besarnya tergantung pada kedalaman (h, dihitung dari permukaan fluida sampai benda tersebut).
Tekanan bagian bawah benda menjadi lebih besar dari
bagian atasnya.
Archimedes
Greek Mathematician, Keadaan di atas berlaku paPhysicist and Engineer da setiap benda yang berada dalam fluida (tenggelam,
287 – 212 BC.
melayang dan terapung).
4/10/2015
28
Benda (diam) berada dalam fluida tenang, berarti
jumlah gaya yang bekerja benda nol ( F = 0).
Sistem gaya yang bekerja antara lain gaya berat
fluida, gaya tekan ke atas fluida dan berat benda.
Pernyataan keseimbangan tersebut dikenal sebagai
prinsip Archimedes.
Prinsip Archimedes menyatakan: setiap benda yang
terrendam dalam fluida (zat cair) sebagian atau
seluruhnya akan mendapat gaya tekan ke atas yang
sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan.
4/10/2015
29
po
y
h
Besar gaya tekan ke atas fluida =
berat volume fluida yang digantikan benda yang tercelup.
Kubus berada di dalam fluida.
Gaya ke atas, F! = A (po +  g y)
Gaya ke bawah,
F = A (po +  g h) + w,
w berat volume fluida yang didesak oleh benda dan
A luas permukaan benda.
4/10/2015
30
Benda diam di dalam fluida tenang berlaku formulasi F = F!.
A (po +  g y) = A (po +  g h) + w
w = A  g (y - h) = ρ g V
V volume benda (dapat berarti volume benda yang
berada di dalam zat cair atau fluida dan  massa
jenis fluida).
Persm gaya ke atas dari
fluida terhadap benda.
4/10/2015
31
Penerapan prinsip Archimedes.
Peristiwa mengapung, melayang dan tenggelam.
Massa jenis benda !, massa jenis fluida ρ.
Tiga kemungkinan keadaan benda di dalam fluida.
- Tenggelam
Benda berada di dasar tempat fluida
Terjadi jika   !,(berat benda lebih besar dari gaya ke atas yang disebabkan oleh fluida).
4/10/2015
32
Melayang
Benda seluruhnya di
bawah permukaan (belum pada dasar) fluida.
Terjadi jika  = !, (berat benda = gaya ke
atas) yang disebabkan
oleh fluida).
4/10/2015
mengapung
Volume benda sebagian berada di atas permukaan fluida.
Terjadi jika,   ! (berat
benda < gaya ke atas yang
disebabkan oleh fluida).
33
Fenomena Archimedes.
Anak yang terapung dengan bantuan perahu ringan
Anak yang terapung di laut yang kadar garamnya
tinggi sekali
4/10/2015
34
Contoh (kasus).
Archimedes diminta untuk mencari tahu apakah
mahkota raja yang baru dibuat benar-benar terbuat dari emas ataukah bukan ? Emas memiliki
specific gravity 19.3. massa mahkota tersebut
14.7 kg ketika di udara dan 13.4 kg ketika berada
di dalam air. Apakah mahkota tersebut terbuat
dari emas murni ?
Penyelesaian
Fa = Berat benda di udara–berat benda dalam air
= W – W’ =  f g V
4/10/2015
35
W

Fa
m g V
 air g V

W

Fa
14 , 7
1, 3

m
 air
m
1 gram cm
3
 m  11 , 3 s g
Berarti mahkota tersebut bukan terbuat dari
emas murni (karena 11,3 < 19,3).
APAKAH ADA CARA YANG LEBIH MUDAH ??
4/10/2015
36
Contoh.
Batu volume 0,03 m3 bermassa 70 kg berada di
dasar kolam. Berapa besar gaya yang diperlukan
untuk mengangkat batu tersebut sampai permukaan ?
Penyelesaian.
Gaya ke atas disebabkan oleh berat zat cair yang
dipindahkan oleh batu.
F=gV
= (1000 kg m-3)(10 m s-2)(0,03 m3) = 300 N
Berat batu, w = m g
= (70 kg)(10 m s-2) = 700 N
F yang digunakan untuk mengangkat batu sampai
permukaan air, (700 N) – (300 N) = 400 N atau seolah-olah batu bermassa 40 kg.
4/10/2015
37
Prinsip Archimedes digunakan untuk mendesain
kapal, agar kedudukan kapal tidak mudah tenggelam karena goncangan fluida (agar kapal stabil).
F
Gaya tekan ke atas (F) dan gaya be
rat kapal (w) memiliki titik tangkap
di dalam kapal.
0lengan kapal menyebabkan berpindahnya titik tangkap F.
fluida
Titik tangkap F ditentukan oleh ben
tuk zat cair yang dipindahkan oleh
kapal.
4/10/2015
w
Bentuk air sesuai dengan bagian ka
pal yang tercelup.
38
F
F
fluida
w
Keadaan kapal pada posisi stabil (gaya berat
dan gaya ke atas) satu
garis lurus (satu titik
4/10/2015
tangkap).
Fluida
w
Keadaan kapal
tidak
tenggelam, momen gaya mengembalikan keadaan posisi kapal me39
nuju stabil.
F
fluida
w Keadaan kapal, menuju posisi untuk tenggelam (momen
gaya searah mempercepat
kemiringan kapal).
4/10/2015
40
Hidrometer
Hidrometer, alat untuk mengukur kerapatan zat cair.
Cara kerja hidrometer didasarkan pada prinsip Archimedes (peristiwa mengapung, melayang dan tenggelam benda dalam fluida).
Pengukuran kerapatan zat cair dilakukan dengan cara hidrometer diletakkan dalam fluida (menenggelamkan hidrometer).
Hidrometer terdiri dari tabung dengan pemberat
pada bagian bawahnya.
4/10/2015
41
Contoh.
Pipa gelas berdiameter 2 cm2 panjang 25 cm
dengan pemberatnya bermassa 45 gram, digunakan untuk menentukan kerapatan air. Berapa
panjang letak skala hasil pengukuran tersebut
dihitung dari ujung pemberat skala tersebut ?
Penyelesaian.
Kerapatan hidrometer,
 
m
V

45 gram
(2 cm
2
 0 , 9 gram cm
3
)( 25 cm )
Dalam air akan seimbang dengan 0,9 bagian volume hidrometer terendam.
4/10/2015
42
Jika penampang hidrometer homogen
maka, panjang pipa yang terendam
dalam air adalah (0,9)(25 cm) = 22,5
cm.
0,8
1
22,5 cm
Jadi letak skala 1000 kg m-3 sebagai
skala penunjuk kerapatan air adalah
25 cm pada panjang 22,5 cm.
air
Makin rendah kerapatan zat cair,
hidrometer makin panjang bagian
yang terendam, sehingga letak (nilai)
skala makin ke atas makin kecil.
4/10/2015
43
Tegangan Permukaan dan Kapilaritas
Pisau silet terbuat dari logam mestinya akan tenggelam dalam air (karena ρlogam > ρair) ternyata
mengapung.
Muncul karena gaya tarik-menarik molekul-molekul zat cair yang sejajar permukaan.
Peristiwa mengapungnya pisau silet tersebut karena tegangan permukaan di dalam air.
Gejala tegangan permukaan, pada hakikatnya adalah peristiwa kohesi antar molekul zat cair pada
permukaan.
Percobaan dengan mengguakan kawat bentuk U
ditutup dengan kawat lain yang dapat bergerak
bebas tanpa geseran.
4/10/2015
44
Sistem kawat tersebut dicelupkan dalam air sabun.
F
Akibat dari air sabun tersebut kaℓ
wat penutup tertarik/bergerak ke
atas dan pada suatu saat berhenti
y
(artinya terjadi keseimbangan antaw
ra berat kawat dan gaya tegangan
permukaan).
Selama suhu tetap keseimbangan tersebut tidak
tergantung pada luas selaput.
Selaput larutan air sabun dapat dianggap memiliki
tebal sebesar volume molekul zat cair (ada dua
lapisan/permukaan).
Besar gaya tiap satuan panjang disebut tegangan
permukaan (notasi ),
4/10/2015
 
F
45
2
Berat kawat (w) dalam keseimbangan (kawat penutup telah berhenti) berlaku  F = 0  F = w.
w
 
2
Apabila kawat digeser sejauh y energi yang dilakukan air sabun sebesar F y.
Permukaan air sabun bertambah 2 y (angka dua
menyatakan jumlah bidang muka belakang).
Kerja yang dilakukan tiap satuan luas adalah
 
F y
2 y
Satuan tegangan permukaan dapat dinyatakan
dengan N m-1 atau J m-2 .
4/10/2015
46
Hakikat tegangan permukaan, menyebabkan permukaan zat cair dalam suatu tempat berbentuk
cekung atau cembung.
Sudut antara dinding bejana dengan permukaan
zat cair disebut sudut kontak (θ).
 lancip, ( 90o), zat cair
θ
membasahi dinding bejana,
permukaan cekung.
, ( 90o) terjadi karena gaya adhesi >
gaya kohesinya.
air
4/10/2015
Gaya adhesi > gaya kohesi menyebabkan permukaan zat cair pada pipa kapiler lebih tinggi dari permukaan di luar pipa.
47
θ
θ tumpul ( 90o), permukaan zat cair
cembung.
θ ( 90o), terjadi karena gaya adhesi <
gaya kohesinya.
Hg
Permukaan zat cair (Hg) dalam pipa kapiler lebih rendah (gaya kohesi > adhesi).
r
4/10/2015
w
r
48
Kapilaritas.
Gejala kenaikan dan penurunan permukaan zat
cair dari sekitarnya.
Misal kenaikan zat cair da-lam
pipa kapiler y, jari-jari pipa
kapiler r.
2r
Gaya yang menyebabkan zat cair naik,
F = 2  r  cos 
Besaran (2  r) merupakan keliling lingkaran pipa.
4/10/2015
49
Gaya (2  r  cos ) akan diimbangi oleh gaya berat zat cair setinggi y.
Massa jenis zat cair ,  berat zat cair
setinggi y menjadi  g  r2 y.
2
y Diperoleh kesamaan, 2  r  cos  =  g  r y.
y 
2  cos 
 g r
Dari persm di atas, jika zat cair tidak membasahi
dinding bejana,  tumpul ( 90o), cos  negatif 
y menjadi lebih rendah dari permukaan zat cair di
luar pipa).
4/10/2015
50
FENOMENA FLUIDA
• Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebih
mudah diangkat dalam air ?
• Mengapa balon gas bisa naik ke atas ?
• Mengapa telur bisa mengapung dalam air garam
sementara dalam air murni tenggelam?
• Kenapa serangga kecil bisa bergerak di atas air
dan tidak tenggelam?
4/10/2015
51
FLUIDA STATIK
Fluida selalu mempunyai bentuk yang dapat berubah secara kontinyu seperti wadahnya, sebagai
akibat gaya geser (tidak dapat menahan gaya geser)
4/10/2015
52
Massa jenis
Kadang kalau kita perhatikan orang banyak mengatakan bahwa buah manggis lebih berat daripada
kapas atau besi lebih berat daripada plastik.
Hal ini tidak seluruhnya benar karena semua itu
tergantung ukuran dari masing-masing benda.
4/10/2015
53
Massa jenis (lanjut……)
Suatu sifat penting dari zat adalah rasio massa
terhadap volumenya yang dinamakan massa jenis
 
m
V
ρ = Densitas / massa jenis (Kg/m3)
m = Massa benda (Kg)
V = Volume benda (m3)
• Dalam dunia medis, satuan densitas lebih sering
dinyatakan sebagai gr/cc (specific gravity / SG)
• 1 gr/cc = 1000 kg/m3
• Air pada suhu 4 oC memiliki densitas 1 SG
4/10/2015
54
Contoh.
Beberapa ikan seberat 1 kg dimasukan dalam
tabung (diameter 0.5 m) yang berisi air dengan
ketinggian 1 m sehingga permukaan air meningkat
0.7 m. Berapakah massa jenis ikan–ikan tersebut?
4/10/2015
55
Contoh.
Hitunglah tekanan total yang dialami sebuah benda
yang tercelup dalam sumur pada ke dalaman 10 m
dari permukaan air sumur. Jika percepatan
gravitasi di daerah itu adalah sebesar 10 m/s2
Berapa tekanan yang dialami penyelam yang
berada pada posisi 100 m di atas dasar laut ?
(kedalaman laut = 1 km. massa jenis air laut :
1,025103 kg/m3)
4/10/2015
56
Prinsip Pascal
• Tekanan yang diberikan pada suatu cairan yang
tertutup akan diteruskan tanpa berkurang ke
segala titik dalam fluida dan ke dinding bejana
(Blaise Pascal 1623-1662)
• Tekanan adalah sama di setiap titik pada
kedalaman yang sama
4/10/2015
57
Prinsip Pascal (lanjutan….)
P1  P2
F1

A1
4/10/2015
F1
F2
F2
A2
58
Prinsip Pascal (lanjutan….)
Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari
Paradoks hidrostatik
A1
F1
A2
F2
Dongkrak Hidrolik
4/10/2015
59
Contoh
Sebuah pipa berbentuk u yang memiliki luas penampang kakinya berbeda digunakan untuk mengangkat beban. Berapakah beban maksimum yang
dapat diangkat olehnya jika luas penampang yang
kecil, A = 1 m2, diberikan gaya 104 N dengan luas
penampang yang besar adalah 5 m2?
4/10/2015
60
PRINSIP ARCHIMEDES
• Kenapa kayu-kayu yang besar dan
banyak lebih mudah diangkat
dalam air ?
• Mengapa balon gas He bisa naik
ke atas ?
Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau
sebagian dalam suatu fluida akan mendaapatkan
gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat
fluda yang dipindahkan
4/10/2015
61
Fenomena Archimedes
Anak yang terapung dengan
bantuan perahu ringan
Anak yang terapung di laut
yang kadar garamnya tinggi
sekali
4/10/2015
62
Fenomena Archimedes
Gaya Buoyant = Fb
h1
F1
h2
F2
A
F b  F 2  F1
Fb  
f
gA ( h 2  h1 )
Fb  
f
gAh
Fb  
f
gV
Prinsip Archimedes: Gaya Buoyant dari benda
dalam fluida adalah sama dengan berat dari
fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut
4/10/2015
63
PRINSIP ARCHIMEDES ( lanjut…)
• Apa syarat terjadinya benda terapung, melayang,
dan tenggelam ?
• Semua berdasarkan resultan gaya arah vertikal
dengan melihat komponen gaya gravitasi dan
archimedes
Fa
4/10/2015
W
Fa
W
Fa
W
64