MEKANIKA FLUIDA TENTANG KONSEP HUKUM ARCHIMEDES DAN HUKUM PASCAL. Dosen : Dr.Zuherna Mizwar,ST.MT DI SUSUN OLEH :

MEKANIKA FLUIDA TENTANG

KONSEP HUKUM ARCHIMEDES DAN HUKUM PASCAL Dosen : Dr.Zuherna Mizwar,ST.MT

DI SUSUN OLEH :

NAMA

: YUSUF BUDIMAN

NPM

: 1110015211023

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS BUNG HATTA 2014

KONSEP HUKUM PASCAL DAN HUKUM ARCHIMEDES

MEKANIKA FLUIDA

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan atas Karunia Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan rahmat-Nya, sehingga penulis berhasil menyelesaikan tugas makalah mata kuliah Mekanika Fluida dengan judul “Konsep Umum Pascal dan Hukum Archimedes” dalam upaya mengetahui manfaat konsep umum tersebut dalam kehidupan sehari-hari.

Pada kesempatan ini, penulis juga ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Ibu Dr.Zuherna Mizwar,ST.MT. 2. Semua pihak yang telah membantu penulis.

Penulis sadar bahwa dalam makalah ini masih banyak kekurangan. Penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila terdapat kesalahan dalam penulisan maupun isi dari penulisan makalah ini. Tak lupa penulis juga mengharapkan kritik dan saran bagi para pembaca untuk kesempurnaan makalah ini. Penulis berharap agar makalah ini dapat berguna bagi para pembaca.

Padang, 1 Oktober 2014 Penulis

YUSUF BUDIMAN YUSUF BUDIMAN 1110015211023

i


MEKANIKA FLUIDA

DAFTAR ISI Kata pengantar ……………………………………………………………………..

i

Daftar isi …………………………………………………………………………….

ii

BAB I ( Pendahuluan ) A. Latar Belakang ……………………………………………………………...

1

B. Rumusan Masalah ...………………………………………………………...

2

C. Tujuan Penulisan …………………………………………………………..

2

D. Manfaar Penulisan ...……….……………………………………………….

2

BAB II ( Dasar Teori ) A. Konsep Hukum Pascal ..……………………………………………...……..

3

B. Konsep Hukum Archimedes ...…………………………..………………….

9

BAB III ( Metedologi )

17

BAB IV ( Hasil dan Pembahasan )

19

BAB V ( Penutup ) A. Kesimpulan ………………………………………………………………...

21

B. Saran ...……………………………………………………………………...

21

Daftar Pustaka .……………………………………………………………………...

22

YUSUF BUDIMAN 1110015211023

ii


MEKANIKA FLUIDA

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

LATAR BELAKANG Dalam makalah ini kita berbicara tentang konsep umum pascal dan hukum archimedes dimana di dalam fluida hukum pascal dan hukum archimedes mempunyai arti dan kosep-konsep tersendiri mengernai pengertian, fungsi dan keguanaan serta implementasi untuk kehidupan kita sehari-hari. Sebelum masuk kedalam pembahasan yang lebih jauh terlebih dahulu kita harus memahami konsep umum dari fluida terlebih dahulu, karena pada makalah ini substansi yang akan dibicarakan mengacu pada pelajaran mekanika fluida yang termasuk Hukum Pascal dan Hukum Archimedes. Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir . Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air dan zat gas seperti udara dapat mengalir . Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair itu dapat dikelompokkan kedalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Sebelum membahas lebih lanjut sekilas mengenai hukum Pascal, bagaimana jika sebuah bejana U diisi dengan fluida homogen dan salah satu pipanya ditekandengan gaya sebesar F? Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikanpada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar. Aplikasi hukum pascal yang sangat terkenal adalah yang terdapat pada alat pengangkatan Hidrolik atau yang banyak dikenal dengan istilah Dongkrak Hidrolik.


1


MEKANIKA FLUIDA

Setiap benda yang menggunakan istilah Hidrolik biasanya merupakan aplikasi dari hukum pascal. Contahnya Dongkrak hidrolik. Dongkrak hidrolik sering digunakan untuk mengangkat berat seperti saat harus mengganti ban mobil. Selanjutnya konsep umum Hukum Archimedes dimana Fenomena fluida statis ( fluida tak bergerak ) berkaitan erat dengan tekanan hidrostatis . Didalam fluida statis dipelajari hukum-hukum dasar yang berkaitan dengan konsep tekanan hidrostatis , salah satunya adalah HUKUM ARCHIMEDES. Hukum Archimedes berbunyi : suatu benda yang terendam sebagian atau seluruh dalam zat cair (fluida) mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair (fluida) yang dipindahkan oleh benda itu. Hukum Archimedes diambil dari nama penemunya yaitu ARCHIMEDES ( 287 - 212 SM ) yang berasal dari ITALIA . Hukum-hukum fisika dalam fluida statis sering dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia dalam kehidupannya, salah satunya adalah prinsip hukum archimedes. Namun, belun banyak masyarakat yang mengetahui hal tersebut . Oleh karena itu, diperlukan studi yang lebih mendalam mengenai hukum Archimedes serta penerapannya dalam kehidupan. I.2

RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang di atas dapat di rumuskan masalah sebagai berikut: 1. Apa yang dimaksud hukum pascal dan hukum archimedes dalam fluida ? 2. Bagaimana cara menuliskan persamaan hukum Pascal dan hukum Archimedes ? 3. Bagaimana penerapan hukum Pascal dan hukum Archimedes dalam fluida ?

I.3

TUJUAN PENULISAN MAKALAH Tujuan dari penulisan makalah ini adalah 1. Mengetahui pengertian hukum Pascal dan hukum Archimedes. 2. Mengetahui cara menuliskan persamaan hukum Pascal dan hukum Archimedes. 3. Mengetahui penerapan hukum Pascal dan hukum archimedes dalam fluida ?

I.4

MANFAAT PENULISAN MAKALAH Manfaat yang bisa diambil dari penulisan makalah ini adalah 1. Menambah wawasan dan pengetahuan kepada penulis tentang hukum Pascal dan hukum archimedes serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. 2. Memberikan informasi kepada pembaca tentang tentang hukum Pascal dan hukum archimedes serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.


2


MEKANIKA FLUIDA

BAB II DASAR TEORI

A.

KONSEP HUKUM PASCAL 1. PENGERTIAN Penerapan Hukum Pascal- Sebelum membahas lebih lanjut mengenai hukum Pascal, bagaimana jika sebuah bejana U diisi dengan fluida homogen dan salah satu pipanya ditekan dengan gaya sebesar F? Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar.

Gambar 1 Tekanan F1 di pipa satu sama besar dengan gaya angkat di pipa dua. Gambar di atas dapat dijelaskan menggunakan hukum pascal yang berbunyi : “ Tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala arah dan semua bagian ruang tersebut dengan sama besar. ” YUSUF BUDIMAN 1110015211023

3


Hukum

Pascal

dinyatakan

oleh

seorang

MEKANIKA FLUIDA

ahli

matematika

dan

fisika

berkembangsaan Prancis Blaise Pascal (1623 – 1662). Hukum ini terlahir dari suatu percobaan yang dilakukan oleh Pascal menggunakan alat penyemprot atau pesawat Pascal. Dari hasil percobaan, ketika batang penghisap ditekan, air yang berada di dalam tabung tertekan ke segala arah sehingga air menyembur ke luar melalui lubang – lubang pada tabung. Semburan air yang keluar dari lubang – lubang tersebut tekanannya sama rata. Prinsip hukum Pascal ini banyak digunakan untuk membuat peralatan hidrolik, seperti dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, rem hidrolik dan mesin pengepres hidrolik. Prinsip ini digunakan karena dapat memberikan gaya yang kecil untuk menghasilkan gaya yang besar.

2. PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Pernyataan di atas pertama kali dikemukakan oleh Blaise Pascal. Setelah melakukan percobaan dengan alat penyemprotan (penyemprot Pascal), dia menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah sama besar. Selanjutnya, pernyataan tersebut dikenal sebagai hukum pascal. Beberapa penerapan hukum Pascal dalam teknologi kehidupan seharihari adalah sebagai berikut: a. Dongkrak Hidrolik Dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat beban berat dengan gaya kecil. Pada dongkrak hidrolik terdapat dua tabung dengan ukuran berbeda. Tabung satu berdiameter kecil dan tabung dua berdiameter besar. Masing-masing tabung dilengkapi dengan penghisap. Tekanan yang diberikan pada penghisap kecil diteruskan ke penghisap besar. Pada penghisap besar dihasilkan gaya angkat ke atas yang jauh lebih besar daripada gaya tekan pada penghisap kecil. Itulah sebabnya dongkrak hidrolik dapat digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat seperti; menahan mobil pada saat pergantian ban.


4


MEKANIKA FLUIDA

Gambar Dongkrak Hidrolik b. Alat Pengangkat Mobil Alat pengangkat mobil banyak kita jumpai pada bengkel-bengkel mobil yang besar. Udara yang memiliki tekanan tinggi dimasukkan melalui salah satu dari dua keran yang ada pada alat pengangkatm mobil. Udara selanjutnya dimampatkan dalam suatu ruangan. Udara yang mampat tersebut menghasilkan tekanan yang sangat besar. Tekanan yang sangat besar diteruskan oleh minyak ke penghisap besar. Tekanan inilah yang menghasilkan gaya angkat sangat besar yang mempu mengangkat mobil. Selanjutnya, untuk menurunkan mobil dilakukan dengan cara membuang udara mampat melalui keran lainnya yaitu keran pengeluaran udara.

Gambar Pengangkat Mobil YUSUF BUDIMAN 1110015211023

5


MEKANIKA FLUIDA

c. Rem Hidrolik Bagian-bagian utama rem hidrolik adalah pedal rem, silinder master, sepatu jepit, dan minyak rem. Pada saat pedal rem ditekan dengan kaki, tekanan tersebut diteruskan oleh minyak rem ke sepatu jepit melalui silinder rem (ada 4 buah silinder rem, dua di depan dan dua di belakang). Pada sepatu jepit dihasilkan gaya gesek (hambat) yang sangat besar sehingga mampu menghentikan putaran roda mobil. Hal ini disebabkan luas penghisap silinder rem jauh lebih besar dari pada luas penghisap silinder master.

Gambar Rem Hidrolik


6


MEKANIKA FLUIDA

RUMUS HUKUM PASCAL

Secara analisis sederhana, Hukum Pascal dapat digambarkan seperti pada Gambar diatas. Tekanan oleh gaya sebesar F1 terhadap pipa 1 yang memiliki luas penampang pipa A1, akan diteruskan oleh fluida menjadi gaya angkat sebesar F2 pada pipa 2 yang memiliki luas penampang pipa A2 dengan besar tekanan yang sama. Oleh karena itu, secara matematis Hukum Pascal ditulis sebagai berikut. P1 = P2

(F1/A1) = (F2/A2)

dengan: F1 = gaya pada pengisap pipa 1,

A1 = luas penampang pengisap pipa 1,

F2 = gaya pada pengisap pipa 2, dan

A2 = luas penampang pengisap pipa 2.

Sistem kerja rem hidrolik di atas merupakan salah satu contoh pengaplikasian hukum Pascal. Selain itu, hukum pascal juga dapat di jumpai pada sistem alat pengangkat air, alat pengepres, dongkrak hidrolik, dan drum hidrolik. YUSUF BUDIMAN 1110015211023

7


MEKANIKA FLUIDA

CONTOH SOAL HUKUM PASCAL 1.

Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 4 × 10–4 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

2.

Sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder memiliki jari-jari 4 cm dan 20 cm. Jika pengisap kecil ditekan dengan gaya 200 N, berapakah gaya yang dihasilkan pada pengisap besar?

3.

Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa besar memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memilki jari-jari 2 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila berat mobil adalah 15.000 N?

JAWAB 1.

Diketahui: A1 = 4 × 10–4 m2, A2 = 0,1 m2, dan F2 = 2 × 104 N. Berdasarkan Hukum Pascal

Dengan demikian, gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah 80 N.

2.

Diketahui: r2 = 20 cm, r1 = 4 cm, dan F1 = 200 N. Berdasarkan Hukum Pascal

3.

Diketahui R1 = 2 cm, R2= 25 cm, F2 = 15.000 N Berdasarkan Hukum Pascal


8


B.

MEKANIKA FLUIDA

KONSEP HUKUM ARCHIMEDES 1. AWAL MULA HUKUM ARCHIMEDES Archimedes Thoughtful yang hidup di Yunani pada tahun 287 sampai 212 SM adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom sekaligus filusuf. Archimedes dilahirkan di kota pelabuhan bernama Syracuse, kota ini sekarang dikenal sebagai Sisilia. Archimedes merupakan keponakan Raja Hiero II yang memerintah di kota Syracuse pada masa itu. Sebagian besar sejarahwan matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan terbesar sejarah, mungkin bersamasama Newton dan Gauss. Dan karena Archimedes adalah orang yang mendasarkan penemuannya dengan eksperimen, hingga kini ia dijuluki sebagai Bapak IPA . Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.

2. HUKUM ARCHIMEDES Hukum Archimedes Berbunyi “Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan” Besarnya gaya ke atas menurut. Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan :

Fa = ρ v g Keterangan : Fa = gaya ke atas (N) V = volume benda yang tercelup (m3) ρ = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (N/kg)

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hukum newton juga, o Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda melayang. o Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang YUSUF BUDIMAN 1110015211023

9


MEKANIKA FLUIDA

o Bila FA Fa ρb X Vb X g > ρa X Va X g ρb > ρa

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ) a. Melayang Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (w) sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan setimbang w = Fa ρb X Vb X g = ρa X Va X g ρb = ρa 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 +…..

b. Terapung Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (w) lebih kecil dari gaya ke atas (Fa). w = Fa ρb X Vb X g = ρa X Va X g ρb < ρa Misal : 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 YUSUF BUDIMAN 1110015211023

10


MEKANIKA FLUIDA

Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn). Fn = FA – W Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku FA’ = W rc . Vb2 . g = rb . Vb . g 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 + Vb 2 FA’ = rc . Vb2 . g Berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan Daya apung (bouyancy) ada 3 macam, yaitu : 1. Daya apung positif (positive bouyancy) : bila suatu benda mengapung. 2. Daya apung negatif (negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam. 3. Daya apung netral (neutral bouyancy) : bila benda dapat melayang.

Bouyancy adalah suatu faktor yang sangat penting di dalam penyelaman. Selama bergerak dalam air dengan scuba, penyelam harus mempertahankan posisi neutral buoyancy. Konsep Melayang, Tenggelam dan Terapung. Kapankah suatu benda dapat terapung, tenggelam dan melayang ? a. Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. (miskonsepsi). YUSUF BUDIMAN 1110015211023

11


MEKANIKA FLUIDA

b. Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair. (konsepsi ilmiah) c. Benda dapat melayang bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zatcair. (konsepsiilmiah) d. Benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. (konsepsi ilmiah). e. Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh volume benda. (miskonsepsi). f. Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh berat dan massa benda(miskonsepsi).

3. PENERAPAN HUKUM ARCHIMEDES DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI a. Balon Udara Prinsip kerja: Gaya apung yang diterima oleh suatu benda yang melayang di suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkannya. Fa = ρƒ. Vbƒ. g Dengan ρƒadalah massa jenis udara. Balon menggunakan prinsip yang sama dengan kapal laut. Hanya saja, karena kita menginginkan balon naik ke udara dan melayang pada ketinggian tertentu, maka yang dilakukan adalah mengisi balon sehingga berat udara yang dipindahkan lebih berat dari berat balon. Hingga kemudian mencapai titik ketinggian yang diinginkan. Untuk mencapai hal tersebut, prinsip kimia mengajarkan kita tentang mengisi balon dengan gas yang massa molekulnya lebih kecil dari massa rata-rata di udara atau dengan gas panas. Tidak semua gas memenuhi persyaratan itu, apalagi jika ada pertimbangan harga dan keselamatan. Beberapa di antaranya adalah gas Hidrogen(H2) dan Helium (He).


12


MEKANIKA FLUIDA

b. Kapal selam Prinsip kerja: Kapal selam di desain memiliki tanki balast (trim), Tanki balast berfungsi menyimpan udara dan air, letaknya berbeda beda tergantung biro desain yang merancangnya. Ketika kapal selam siap untuk menyelam, katup-katup besar yang dikenal

sebagai

“kingstons”,

yang

terletak

di

dasar

tangki as,

dibuka

untuk membiarkannya masuk ke laut.Udara di dalam tangki keluar melalui katupkatup pada bagian atas, yang dikenal sebagai “lubang-lubang angin”. Kapal selamitu masuk ke dalam air Ketika kapal selam siap untuk muncul ke permukaan, lubang-lubang angin ditutup dan tekanan udara didorong masuk ke dalam tangki-tangki. Hal ini meniup air kembali melalui kingstons, dan kapalpun naik.

c. Galangan kapal Prinsip kerja : Hampir sama dengan kapal laut. Pertama-tama galangan kapal diisi dengan air laut, kemudian ditempatkan tepat dibawah kapal laut, lalu air nya disedot dan galangan kapal naik ke atas dan muncul ke purmukaan air. Akhirnya air disekeliling kapal hilang dan kapal siap di perbaiki. Setelah kapal diperbaiki galangan kapal diisi kembali oleh air laut dan mulai tenggelam. Dan kapal siap kembali ke laut

d. Jembatan ponton Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Drum-drum itu biasanya terbuatdari besi dan di dalamnya diisi dengan udara sehingga massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drumdrum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.


13


MEKANIKA FLUIDA

e. Hidrometer Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Biasanya alat ini digunakan oleh usaha setrum accu. Untuk mengetahui bahwa air accu itu sudah tidak bisa digunakan maka harus diukur dengan hidrometer. Cara menggunakan alat ini adalah dengan mencelupkannya pada zat cair yang akan diukur massa jenisnya. Kemudian, dilihat skala permukaan zat cair dan nilai itulah yang merupakan nilai massa jenis dari zat cair tersebut.

Prinsip kerja Hidrometer merupakan sebuah alat ukur besaran turunan yang menjadi salah astu aplikasi dari Hukum Archimedes yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Sebuah benda dalam fluida (zat cair atau gas) mengalami gaya dari semua arah yang dikerjakan oleh fluida di sekitarnya. Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas seberat zat cair yang dipindahkan oleh benda itu. Prinsip kerja Hidrometer menggunakan Hukum Archimedes. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada Hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu zat cair. Nilai massa jenis suatu zat cai dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perbahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.


14


MEKANIKA FLUIDA

Tambahan : Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air Biasa? Pada saat telur tenggelam dalam air, berlakulah HUKUM ARCHIMEDES… ”Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.” Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air Biasa? Sesuai dengan Hukum Archimedes mengenai prinsip TENGGELAM, maka telur tenggelam dalam air biasa disebabkan karena :  W telur > Fa (berat telur > gaya ke atas oleh air)  S telur > S zat cair (berat jenis telur > berat jenis zat cair)

Dimana Rumus Berat Jenis : S = massa jenis x gravitasi Note : 1. Supaya telur tersebut tidak tenggelam, kita dapat menambahkan garam pada air tersebut. Sehingga menyebabkan W telur < Fa dan S telur < S air.

2. Mengapa Kapal baja bisa mengapung di-Air, padahal BJ baja 7.85 tom/m3 dan BJ air 1 ton/m3? Karena berat baja per luasannya masih lebih kecil dari air 3. Bagaimana Penerapan Hukum Archimedes ? Pada kapal selam dimana kapal dapat melayang ( tidak tenggelam tidak juga mengapung).


15


MEKANIKA FLUIDA

Karena F archimedes = F benda F archimedes = V benda x massa jenis air x gravitasi. Sebagai percobaan ambil wadah bening di isi air putih lalu masukan 1 butir telur, yang terjadi telur akan tenggelam, lalu coba dalam wadah itu masukan garam.. hingga telur mengapung. ini dikarenakan perbedaan massa jenis air garam dengan benda. karena massa jenis air laut umumnya sama maka berat kapal selam sudah didisain sedemikian rupa agar kapal bisa melayang.

4. Mengapa Kapal Yang Berat Terapung tetapi batu yang kecil tenggelam? Semua ini berkaitan dengan daya apungan, misalnya apabila kita mencampak sesuatu ke dalam air ia akan menolak & mengantikan kandungan air. Misalnya apabila kita masukkan sebiji bola tenis ke dalam kolah, air sebanyak bola tennis akan melimpah keluar. Jika berat air yang digantikan lebih berat daripada berat bola tennis, bola berkenaan akan terapung. Jika bola berkenaan dipenuhi dengan logam berbanding dengan udara, ia akan menjadi lebih berat daripada kandungan yang digantikan dengan air dan ia akan terapung. Manusia yang menemui teori ini adalah ahli matematik Greek, Archimedes yang terkenal sebagai bapa apungan yang menemui teori itu semasa dalam kolah mandi. Prinsip Archimedes menyatakan bahawa daya tujah ke atas yang bertindak pada sesuatu jasad yang tenggelam atau separa tenggelam adalah sama dengan berat cecair yang disesarkan oleh jasad tersebut. Aplikasi daya tersebut dalam kehidupan harian adalah kapal laut, kapal selam dan belon udara. Sebuah kapal selam akan terapung pada permukaan lautan jika tanki keapungannya diisi dengan udara. Ini adalah kerana daya tujah ke atas bertindak pada kapal selam melebihi beratnya. Apabila tangki keapungannya diisi dengan air, kapal tersebut akan tenggelam dalam laut kerana daya tujah yang bertindak ke atasnya kurang daripada beratnya.


16


MEKANIKA FLUIDA

BAB III METEDOLOGI A. Metode Penulisan Dalam pembuatan makalah ini, penulis menggunakan metode deskriptif kualitatif. Metode ini merupakan suatu cara yang digunakan untuk membuat gagasan secara sistematis mengenai hubungan antara fenomena yang diselidiki dan hasil akhir yang diperoleh tidak dinyatakan dalam bentuk angka. Alasan digunakannya metode ini karena dapat membantu tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan, yaitu menjelaskan tentang peran penting pemerintah dalam upaya pendayagunaan tanaman gambir sebagai sumber daya alam hayati yang pengelolaannya masih jauh dari harapan yang diinginkan. B. Teknik Pengumpulan Data Teknik yang digunakan dalam proses pengumpulan data pada karya tulis ini adalah studi pustaka (library research) dan searching internet. C. Jenis dan Sumber Data Jenis data yang digunakan dalam penulisan adalah data sekunder, yaitu data yang diperoleh dari beberapa referensi yang berhubungan konsep hukum pascal dan hukum archimedes. D. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan karya tulis ini adalah sebagai berikut: 1. Pendahuluan Pada bab pendahuluan, penulis memaparkan gambaran umum tentang sifatsifat dasar dari fluida. Kemudian diakhiri dengan manfaat penulisan dengan tujuan akhir dijadikan sebagai salah satu referensi untuk mengetahui konsep hukum pascal dan hukum archimedes. 2. Teori Dasar Merupakan dasar yang dapat digunakan untuk menganalisis permasalahan berikutnya yang diperoleh dari beberapa referensi. 3. Metode Penulisan YUSUF BUDIMAN 1110015211023

17


MEKANIKA FLUIDA

Merupakan uraian tentang metode yang digunakan dalam menyusun karya tulis (makalah) ini sehingga dapat tersusun secara sistematis. 4. Hasil dan Pembahasan Merupakan inti dari penulisan, di mana dasar teori diperoleh, dianalisis dan dikaitkan antara satu dengan yang lainnya. 5. Penutup Merupakan bab yang memuat kesimpulan dan saran dari keseluruhan isi penulisan.


18


MEKANIKA FLUIDA

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Soal Hukum Pascal Dan Hukum Archimedes A. Hukum Pascal 1. Dongkrak hidrolik memiliki penampung masing-masing berdiameter 20 mm dan 50 mm. Berapa gaya minimum yang harus dikerjakan pada penampang kecil untuk mengangkat mobil yang beratnya 5000 N? Penyelesaian: Diketahui:

d1 = 20 mm d2 = 50 mm F2 = 5000 N

Ditanya:


F1 = …… ?

19


MEKANIKA FLUIDA

B. Hukum Archimedes 1. Sebuah benda tercelup sebagian (terapung) dalam cairan dengan massa jenis 0,20 g/cm3. Jika volume benda yang tercelup adalah 1,5 dari volume totalnya, tentukan massa jenis benda tersebut? Penyelasaian : Diketahui :

ρf = 0,20 g/cm3

Vf = 1,5 Vb

Ditanya : Massa jenis benda tersebut? Jawab : Massa jenis benda tersebut :

Fb = Ff ρb gVb = ρf gVf ρb Vb = ρ f V f ρb Vb = (0,20 g/cm3) (1,5) Vb ρb = 0,3 g/cm3


20


MEKANIKA FLUIDA

BAB V PENUTUP

1. KESIMPULAN Adapun kesimpulan yang dapat kita ambil dalm makalah ini adalah banyaknya penerapan yang dilakukan dalam kehidupan sehari-hari adalah merupakan sebagian dari hukum pascal dan hukum Archimedes. Tetapi banyak kita tidak menyadari akan hal tersebut. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Hukum Pascal dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : P masuk = P keluar F1 : A1 = F2 : A2 dengan P = tekanan (pascal), F = gaya (newton), dan A = luas permukaan (m2). Penerapan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari antara lain penggunaan dongkrak hidraulik, rem hidraulik, dan pompa hidraulik.

Hukum Archimedes “suatu benda yang terendam sebagian atau seluruh dalam zat cair (fluida) mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair (fluida) yang dipindahkan oleh benda itu.” Contoh penerapan dalam kehidupan sehari-hari yaiu balon udara dan kapal selam . kedua Benda itu menggunakan prinsip kerja hukum archimedes.

2. SARAN Hendaknya masyarakat lebih mengenali pemanfaatan prinsip hukum pascal dan archimedes dalam kehidupan sehari-hari. Hendaknya lebih kreatif dan inovatif lagi dalam penulisan selanjutnya. YUSUF BUDIMAN 1110015211023

21


MEKANIKA FLUIDA

DAFTAR PUSTAKA http://ayha-samsuel.blogspot.com/2014/04/makalah-penerapan-hukum-archimedes.html https://id.scribd.com/doc/137281774/Makalah-Hukum-Pascal-Archimedes http://aldadeskamahyar.blogspot.com/2013/06/perbedaan-hukum-pascal-dengan-hukum.html http://www.kamusq.com/2012/12/hukum-pascal-adalah-pengertian-dan.html http://lusimira.blogspot.com/2010/01/hukum-pascal-dan-penerapanya-dalam.html http://yusiseftiakanita.blogspot.com/2012/11/makalah-fluida.html http://duniafisikaasyik.wordpress.com/category/b-soal-hukum-pascal-dan-hukum-archimedes/


22

MEKANIKA FLUIDA TENTANG KONSEP HUKUM ARCHIMEDES DAN HUKUM PASCAL. Dosen : Dr.Zuherna Mizwar,ST.MT DI SUSUN OLEH :

Recommend Documents