Belajar Fisika dari Dasar

Banyak hal penting di sekitar kita yang tanpa disadari adalah zat fluida: udara yang kita hirup, udara panas dari kompor gas, air yang kita minum, air di kolam renang, dan juga darah dalam pembuluh darah di tubuh kita. Apa sebenarnya fluida itu? Dapatkah kita memahami fluida dengan hukum yang sudah ada? Karakteristik fisik dari fluida tak bergerak atau statis dan hukum fisika yang berlaku inilah yang akan dibahas pada chapter ini. Gambar 12.0.1 (Sumber: narmadi.com) : Fluida membantu perenang dalam menopang berat tubuh saat berenang. 

Materi terwujud dalam bentuk padat, cair, atau gas; keadaan ini dikenal sebagai tiga fase umum materi . Zat padat memiliki bentuk tertentu dan volume tertentu, cairan memiliki volume tertentu namun bentuknya berubah bergantung pada wadahnya, dan gas tidak memiliki bentuk tertentu maupun volume tertentu saat molekulnya bergerak mengisi suatu ruang (termampatkan) (Gambar 12.1.1) Gambar 12.1.1 (Sumber phys.libretexts.org) : a. Zat padat : jarak antar-partikel sangat rapat dan partikel-partikelnya tidak dapat bergerak bebas. Contoh : Batu. b. Zat cair : jrarak antar-partikel lebih renggang dan partikel-partikelnya dapat bergerak bebas namun terbatas. Contoh : Air c. Zat gas : jarak antar-partikel sangat renggang dan partikel-partikelnya dapat bergerak bebas. Contoh : Udara. Zat yang termasuk fluida adalah zat cair dan gas, karena zat tersebut dapat mengalir dan dapat terdeformasi secara berkesinambungan apabila diberi tekanan.Yang membedakan antara zat cair dan gas terletak pada kompresibi...

 Manakah yang lebih berat, 1 ton kapas atau 1 ton batu bata? Tebak-tebak an yang sering kita dengar ini berhubungan dengan massa dan massa jenis. Kapas dan batu bata sama-sama bermassa 1 ton, namun batu bata memiliki massa jenis yang lebih besar daripada kapas, karena hal itulah yang terkadang membuat kita berfikir kalau batu bata 1 ton lebih berat dari 1 ton kapas. Padahal kenyataannya ya sama. Gambar 12.2.1 (Sumber : lumenlearning.com) : Satu ton kapas dan satu ton batu bata memiliki massa yang sama, tetapi kapas tersebut memiliki tumpukan yang jauh lebih besar karena kerapatannya jauh lebih rendah daripada batu bata. Kerapatan massa jenis merupakan karakteristik yang penting dari suatu zat. Hal ini karena massa jenis dapat menentukan apakah suatu benda akan tenggelam atau mengapung dalam suatu fluida. Massa jenis didefinisikan sebagai massa partikel zat tiap persatuan volume. Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik ( )

  Kalian pastinya tidak pernah asing mendengar kata tekanan digunakan dalam dunia kesehatan, seperti contohnya tekanan darah (tekanan darah tinggi atau rendah) dan pastinya pernah digunakan juga dalam hal yang berkaitan dengan cuaca (sistem cuaca bertekanan tinggi ataupun rendah). Contoh ini hanyalah dua dari begitu banyak contoh tekanan dalam fluida. Gambar 12.3.1 (Sumber: msomibora.com): tekanan pada selang berlubang kecil lebih besar dari tekanan pada selang berlubang besar Pengaruh gaya yang bekerja pada suatu benda bergantung pada besar gaya tersebut dan luas daerah dimana gaya itu bekerja. Perbandingan antara besar gaya tekan (F) dengan luas permukaan (A) inilah yang disebut tekan tekanan (P).                                                     (11.3.1) Dengan: P = tekanan ( ) F = gaya tekan ( ) A = luas permukaan bidang ( ) Suatu gaya dapat memili...

 Tekanan hidrostatis pada fluida dipengaruhi oleh massa jenis benda, gaya gravitasi, dan kedalaman suatu fluida yang diukur dari permukan. Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik kebawah. Semakin tinggi zat cair dalam wadah, maka semakin berat partikel zat cair akan menekan partikel dibawahnya, dan partikel-partikel air di bawahnya akan saling menekan hingga ke dasar permukaan, sehingga tekanan di bawah akan lebih besar dari tekanan di atas. Gambar 12.4.1 (Sumber:  phys.libretexts.org) Rumus tekanan Hidrostatis Jika tekanan udara pada zat cair Po, maka tekanan pada dasar bejana adalah: Dengan keterangan: Catatan:  Gambar 12.4.1 (Sumber: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu) Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapapun tidak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatis menekan ke segala arah. Satuan tekanan hidrostatis adalah Newton per meter kuadrat   (N/m 2 )  (Pa). Penerapan ...

Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Dapatkah tekanan pada fluida terjadi peningkatan ketika kita mendorong secara langsung ke fluida? Jawabannya adalah bisa, namun hal ini akan lebih mudah jika fluida berada pada sistem yang tertutup. Contoh yang sangat dekat adalah jantung. Jantung meningkatkan tekanan darah dengan mendorong darah secara langsung dalam sistem yang tertutup (katup tertutup jantung). Fluida pada sistem tertutup tidak akan mengalir keluar, sehingga tekanan lebih mudah ditingkatkan dengan diberikannya gaya pendorong. Konsep inilah yang disebut hukum Pascal.  Gambar 12.5.1 (Sumber: youtube.com/bodhaguru) Hukum Pascal dinyatakan oleh seorang ilmuan Perancis, Blaise Pascal (1623-1662). Pascal menyatakan bahwa:  “ Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.” Hukum Pascal ini menggambarkan bahwa kenaikan tekanan pada fluida, harus...

Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada sebuah benda yang dibenamkan sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Gaya apung adalah gaya yang diberikan fluida terhadap benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya dalam fluida dengan arah gayan ke atas. Gambar 12.6.1 (Sumber:  phys.libretexts.org) Peristiwa benda yang berada di air akan mengalami tiga kejadian y aitu terapung, melayang, tenggelam. Konsep terapung, melayang d an tenggelam suatu benda dalam air pertama kali diteliti oleh  A rchimedes. Secara matematis Hukum Archimedes dituliskan sebagai berikut: Dengan: Berdasarkan hukum Archimedes kita bisa menentukan syarat sebuah benda untuk kondisi terapung, tenggelam dan melayang. 🅐  Mengapung   Gambar 12.6.2 (Sumber: freedomsiana.id) Benda dikatakan mengapung di dalam zat cair, bila ada bagian benda yang muncul diatas permukaan zat cair. Benda mengapung jika gaya berat benda W sama dengan gaya ke atas 𝐹𝐴. Gambar 12.6.3 (Sumber: kelaspint...

Gambar 12.7.1 (Sumber: Unsplash.com) : Gelembung sabun di foto ini disebabkan oleh gaya kohesif antara partikel dalam fluida. Zat cair adalah zat yang terdiri atas molekul-molekul atau partikel-partikel yang dapat bergerak bebas kesegala arah dibandingkan dengan zat padat. Tetapi meskipun demikian gaya antar partikel masih ada. Gaya inilah yang biasa disebut kohesi. Gambar 12.7.2 (Sumber: today.line.me) : partikel air yang melekat pada lantai disebabkan oleh gaya adhesi antara partikel air dan partikel lantai Air  yang tumpah di lantai menyebabkan lantai basah. Jadi ada partikel air yang melekat pada partikel lantai. Hal ini hanya akan terjadi  apabila ada gaya tarik menarik antar partikel dari zat yang tidak  sejenis. Gaya inilah yang disebut adhesi.   Sebuah partikel yang berada didalam suatu zat cair maka partikel ini menerima gaya tarik dari partikel disekitarnya.   Sedangkan partikel benda yang berada dipermukaan zat cair, maka dia hanya beri...

Viskositas Fluida Sifat fluida real atau sejati adalah kompresibel dimana volum dan massa jenis akan berubah jika diberi tekanan. Fluida sejati memiliki  viskositas koefisien gesekan didalam fluida. Gambar 12.8.1 (Sumber: rumusrumus.com) : tingkat kekentalan setiap cairan berbeda satu sama lain Jika sebuah bola bergerak pada fluida, bola akan mengalami gaya gesek Kecepatan Termal Suatu benda yang dijatuhkan dalam suatu fluida kental kecepatannya semakin besar sampai mencapai kecepatan tertentu, selanjutnya  bergerak dengan kecepatan secara konstan. Kecepatan ini adalah  kecepatan terbesar benda yang disebut kecepatan termal. Pada kecepatan termal tercapai, gaya-gaya yang bekerja pada benda  adalah seimbang. Kecepatan terminal dalam fluida kental