RINGKASAN Tekanan dalam fluida

 RINGKASAN Tekanan dalam fluida

Tentu! Berikut adalah ringkasan lengkap dan terstruktur tentang Tekanan dalam Fluida, mencakup fluida statis dan prinsip-prinsip utamanya.

---

RINGKASAN TEKANAN DALAM FLUIDA

1. Konsep Dasar Tekanan

• Definisi: Tekanan ($P$) adalah gaya per satuan luas yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan.

• Rumus Umum:

  $$P=\frac{F}{A}$$

  • $P$ = Tekanan (Pascal/Pa atau N/m²)

  • $F$ = Gaya (Newton/N)

  • $A$ = Luas Permukaan (m²)

---

2. Tekanan Hidrostatis ($P_h$)

• Definisi: Tekanan yang diakibatkan oleh berat fluida itu sendiri pada kedalaman tertentu.

• Rumus:

  $$P_h=\rho \cdot g\cdot h$$

  • $\rho$ = Massa jenis fluida (kg/m³)

  • $g$ = Percepatan gravitasi (≈ 10 m/s²)

  • $h$ = Kedalaman dari permukaan fluida (m)

• Sifat:

  • Semakin dalam, semakin besar tekanan.

  • Tidak bergantung pada bentuk wadah.

  • Hanya bergantung pada massa jenis fluida dan kedalaman.

---

3. Tekanan Total/Mutlak ($P$)

• Tekanan total pada suatu titik di dalam fluida adalah tekanan atmosfer ($P_0$) ditambah tekanan hidrostatis ($P_h$).

• Rumus:

  $$P=P_0+\rho \cdot g\cdot h$$

  • $P_0$ = Tekanan atmosfer (1 atm ≈ 10⁵ Pa ≈ 76 cmHg)

---

4. Hukum Utama Hidrostatika

• Pernyataan:

  "Tekanan pada semua titik yang berada pada kedalaman yang sama dalam satu jenis fluida adalah sama besar."

• Rumus (jika dua titik berada pada kedalaman sama):

  $$P_1=P_2$$$${\rho }_1\cdot g\cdot h_1={\rho }_2\cdot g\cdot h_2$$

---

5. Hukum Pascal

• Pernyataan:

  "Tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah."

• Rumus (Prinsip Kerja Mesin Hidrolik):

  $$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}\text{atau}{F}_2=F_1\cdot \frac{A_2}{A_1}$$

  • $F_1$ = Gaya input (pada penampang kecil)

  • $F_2$ = Gaya output (pada penampang besar)

  • $A_1,A_2$ = Luas penampang

• Aplikasi: Dongkrak hidrolik, rem mobil, mesin press.

---

6. Hukum Archimedes (Gaya Apung)

• Pernyataan:

  "Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam fluida mengalami gaya apung ($F_A$) yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan."

• Rumus Gaya Apung:

  $$F_A={\rho }_{fluida}\cdot g\cdot V_{tercelup}$$

  • $V_{tercelup}$ = Volume benda yang tercelup dalam fluida (m³)

• Kondisi Benda:

  • Tenggelam: ${\rho }_{benda}>{\rho }_{fluida}$ → $F_A<w_{benda}$

  • Melayang: ${\rho }_{benda}={\rho }_{fluida}$ → $F_A=w_{benda}$

  • Terapung: ${\rho }_{benda}<{\rho }_{fluida}$ → $F_A=w_{benda}$ (hanya sebagian volume yang tercelup)

---

7. Tegangan Permukaan ($\gamma$)

• Definisi: Kecenderungan permukaan fluida (cairan) untuk menegang akibat gaya kohesi.

• Rumus:

  $$\gamma =\frac{F}{L}$$

  • $F$ = Gaya tegangan permukaan (N)

  • $L$ = Panjang permukaan (m)

• Contoh: Nyamuk berdiri di air, tetesan air berbentuk bulat.

---

8. Kapilaritas

• Definisi: Peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair dalam pipa kapiler (pipa sangat sempit).

• Penyebab: Interaksi antara gaya adhesi (zat cair dengan dinding) dan kohesi (antar molekul zat cair).

• Rumus Ketinggian ($h$):

  $$h=\frac{2\gamma \cos \theta }{\rho \cdot g\cdot r}$$

  • $\theta$ = Sudut kontak

  • $r$ = Jari-jari pipa kapiler (m)

• Contoh: Naiknya air pada akar tanaman, minyak pada sumbu kompor.

---

Tabel Ringkasan Rumus Penting:

Konsep	Rumus	Keterangan
Tekanan Hidrostatis	$P_h=\rho \cdot g\cdot h$	Tekanan pada kedalaman $h$
Tekanan Total	$P=P_0+\rho gh$	Termasuk tekanan atmosfer
Hukum Pascal	$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$	Transmisi tekanan dalam fluida tertutup
Gaya Apung	$F_A={\rho }_{f}g{V}_{tercelup}$	Hukum Archimedes
Tegangan Permukaan	$\gamma =\frac{F}{L}$	Gaya per satuan panjang
Kapilaritas	$h=\frac{2\gamma \cos \theta }{\rho gr}$	Kenaikan/penurunan dalam pipa kapiler

---

Kesimpulan:

Tekanan dalam fluida statis dipengaruhi oleh:

1. Kedalaman dan massa jenis fluida (Tekanan Hidrostatis).

2. Tekanan luar (Hukum Pascal).

3. Gaya apung yang menentukan benda tenggelam, melayang, atau terapung (Hukum Archimedes).

4. Fenomena permukaan seperti tegangan permukaan dan kapilaritas.

Semoga ringkasan ini membantu! 🚀