Kelompok 6
DISUSUN
O
L
E
H
nama
PENDIDIKAN TEKNIK
BANGUNAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI
MEDAN
T.A.2011/2012
Kata Pengantar
Materi hidrolika yaitu
hidrostatika seperti kita ketahui susah untuk dipahami terutama untuk kinerja
sebuah fluida.Hal ini mempersulit mahasiswa-mahasiswa Fakultas Tekhnik,Terutama
jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Untuk menuangkannya ke suatu rencana sebuah
bangunan.Hidrostatika membahas topik-topik khusus yang berkaitan dengan
fluida.Oleh karena itu hidrostatika bukan hanya mempelajari gaya-gaya tekanan
pada suatu bejana saja,namun Hidrostatika juga memperluas wawasan kita dalam
membuat suatu bangunan misalkan bendungan.
Secara umum, topik yang
disajikan pada makalah ini menggunakan pendekatan teori.Makalah ini memuat
kajian-kajian pokok seperti yang sudah
di sampaikan pada materi-materi hiodrolika lainnya,yaitu konsep
dasar,pengaruh tekanan,hukum-hukum pada hidrostatika juga dibahas dalam hal
ini.
Pada kesempatan ini kami selaku
penyusun makalah HIDROSTATIKA ini ingin mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada Ibu Pembimbing,yaitu Ibu Ir.Rumilla Harahap.MT.Karena
atas bimbingannya dalam mata kuliah Hidrolika kami telah di ajari dan di
berikan pengetahuan yang luar biasa,sehingga makalah ini dapat
tersusun.Mudah-mudahan segala pengetahuan yang bersifat positif yang telah
beliau berikan pada kami dapat kami teruskan kembali kepada semua pihak yang
membutuhkannya.
Akhirnya,”tak ada gading yang tak retak”,segala kekhilafan yang kami lakukan
pada penyajian makalah ini kami harap agar dapat memakluminya.Kritik dan
saran-saran yang bersifat membangun amat kami harapkan guna penyempurnaan
materi-materi yang disajikan pada makalah ini.Mudah-mudahan segala budi baik
para pembaca ataupun pendengar sekalian,mendapat imbalan yang sepadan dari
Tuhan Yang Maha Esa.
Penyusun
Kelompok 6
i
DAFTAR ISI
Kata Pengantar..............................................................................................
i
Daftar isi........................................................................................................ii
Hidrostatika...................................................................................................1
Tekanan statik dalam fluida..........................................................................1
Tekanan Hidrostatik......................................................................................1
Gaya Apung (Prinsip Archimedes)...............................................................2
Paradoks Hidrostatis.....................................................................................3
Hukum Utama Hidrostatika..........................................................................4
Kesimpulan...................................................................................................7
Daftar
Pustaka...............................................................................................8
ii
HIDROSTATIKA
Statika fluida, kadang disebut juga hidrostatika, adalah cabang ilmu yang mempelajari fluida dalam keadaan diam, dan merupakan sub-bidang kajian mekanika fluida. Istilah ini biasanya merujuk pada penerapan matematika
pada subyek tersebut. Statika fluida mencakup kajian kondisi fluida dalam
keadaan kesetimbangan yang stabil.
Penggunaan fluida untuk melakukan kerja disebut hidrolika, dan ilmu mengenai fluida dalam keadaan bergerak disebut sebagai dinamika fluida.
Tekanan statik di dalam fluida
Karena sifatnya yang tidak dapat dengan mudah dimampatkan, fluida dapat
menghasilkan tekanan normal pada semua permukaan yang berkontak dengannya. Pada
keadaan diam (statik), tekanan tersebut bersifat isotropik, yaitu bekerja
dengan besar yang sama ke segala arah. Karakteristik ini membuat fluida dapat
mentransmisikan gaya sepanjang sebuah pipa atau tabung, yaitu, jika sebuah gaya
diberlakukan pada fluida dalam sebuah pipa, maka gaya tersebut akan
ditransmisikan hingga ujung pipa. Jika terdapat gaya lawan di ujung pipa yang
besarnya tidak sama dengan gaya yang ditransmisikan, maka fluida akan bergerak
dalam arah yang sesuai dengan arah gaya resultan.
Tekanan hidrostatik
Sevolume kecil fluida pada kedalaman tertentu
dalam sebuah bejana akan memberikan tekanan ke atas untuk mengimbangi berat
fluida yang ada di atasnya. Untuk suatu volume yang sangat kecil, tegangan adalah sama di segala arah, dan berat fluida yang ada di atas volume
sangat kecil tersebut ekuivalen dengan tekanan yang dirumuskan sebagai berikut
h adalah tinggi kolom fluida (dalam meter).
1
Gaya Apung (Prinsip Archimedes)
Sebuah benda padat yang terbenam dalam fluida akan
mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan.
Hal ini disebabkan oleh tekanan hidrostatik fluida. Sebagai contoh, sebuah kapal kontainer dapat mengapung sebab gaya beratnya
diimbangi oleh gaya apung dari air yang dipindahkan. Makin banyak kargo yang
dimuat, posisi kapal makin rendah di dalam air, sehingga makin banyak air yang
"dipindahkan", dan semakin besar pula gaya apung yang bekerja.
Berat
jenis sebuah benda adalah berat benda itu di udara dibagi dengan berat air yang
volumenya sama. Berat jenis=
Akan
tetapi menurut prinsip Archimedes,berat air yang sama volumenya sama dengan
gaya apung pada benda ketika tenggelam.Karena itu sama dengan hilangnya berat benda bila ia ditimbang
ketika tenggelam di air.Jadi,
Berat
Jenis =
Dinamika
fluida adalah subdisiplin dari mekanika fluida yang
mempelajari fluida
bergerak. Fluida terutama cairan dan
gas.
Penyelsaian dari masalah dinamika fluida biasanya melibatkan perhitungan banyak
properti dari fluida, seperti kecepatan, tekanan, kepadatan,
dan suhu,
sebagai fungsi ruang dan waktu. Disiplini ini memiliki beberapa subdisiplin
termasuk aerodinamika
(penelitian gas) dan hidrodinamika
(penelitian cairan). Dinamika fluida memliki aplikasi yang luas. Contohnya, ia
digunakan dalam menghitung gaya dan
moment pada pesawat, mass flow rate dari petroleum
dalam jalur pipa, dan perkiraan pola cuaca,
dan bahkan teknik lalu lintas, di
mana lalu lintas diperlakukan sebagai fluid yang berkelanjutan. Dinamika fluida
menawarkan struktur matematika yang membawahi disiplin praktis tersebut yang
juga seringkali memerlukan hukum empirik dan semi-empirik, diturunkan dari pengukuran arus,
untuk menyelesaikan masalah praktikal.
Mekanika
fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum
yang mempelajari fluida
(yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida
statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam
sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak
Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang
dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya.
2
PARADOKS HIDROSTATIS
Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana
tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi
tergantung pada luas dasar bejana ( A ), tinggi ( h ) dan massa jenis zat cair
( p )
dalam bejana.
Ph
= g h
Pt =Po + Ph
F = P h A = g V
Pt =
F = P h A = g V
p =
h = tinggi zat cair dari permukaan
g = percepatan gravitasi
Pt = tekanan total
Ketika botol yang memiliki empat lubang diberi air hingga penuh,pancaran air yang mendarat di atas tanah dari pinggiran botol memiliki jarak pancaran yang sama pada keempat lubang tersebut.
Dapat kita simpulkan bahwa semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama.Pernyataan inilah yang kita sebut sebagai hukum pokok hidrostatika.
Evangelista Toricelli merupakan seorang fisikawan Italia yang menemukan Barometer,yang terdiri dari sebuah tabung panjang yang tertutup pada salah satu ujungnya dan diisi dengan raksa.Ujung terbuka tabung dicelupkan kedalam suatu wadah yang juga berisi raksa.Ujung tertutup tabung mendekati vakum,sehingga tekanannya dapat dianggap nol.Titik B ditekan oleh tekanan udara luar P0 dan titik A ditekan oleh raksa setinggi h.Titik B dan A berada pada bidang mendatar dalam zat cair sejenis,yang menurut hukum pokok hidrostatika haruslah
PB=PA
P0 = ρgh
P0 = ρgh
Dengan ρ adalah massa jenis raksa dan h adalah tinggi kolom raksa.
3
Hukum
Utama Hidrostatika
Apabila
suatu wadah dilubangi di dua sisi yang berbeda dengan ketinggian yang sama dari
dasar wadah, maka air akan memancar dari ke kedua lubang tersebut dengan jarak
yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa pada kedalaman yang sama tekanan air sama
besar.
Disamping
itu kita juga sudah mengetaahui bahwa tekanan hidrostatis di dalam suatu zat
cair pada ke dalaman yang sama memiliki nilai yang sama.
Berkaitan
dengan hal tersebut, dalam fluida statik terdapat sebuah hukum yang menyatakan
tekanan hidrostatis pada titik – titik di dalam zat cair yang disebut dengan Hukum
Utama Hidrostatis
Hukum
Utama hidrostatis menyatakan bahwa :
Tekanan hidrostatis suatu zat cair hanya bergatung
pada tinggi kolom zat cair (h), massa jenis zat cair (r) dan percepatan
grafitasi (g), tidak bergantung pada bentuk dan ukuran bejana, perhatikan
gambar berikut :
Gambar
: tiga buah bejana berbeda bentuk berisi zat cair yang sama dengan ketinggian
yang sama memiliki tekanan hidrostatis yang sama besar pada tiap
bejana.
Kelima bejana di atas di isi dengan air yang sama dengan ketinggian yang
sama. Tekanan hidrostatis pada tiap dasar bejana sama besar, sedangkan berat
zat cair pada tiap bejana berbeda.Sebuah tabung berbentuk U berisi minyak dan
dan air seperti tampak pada gambar di bawah.
4
Titik A dan titik B berada pada satu bidang datar
dan dalam satu jenis zat cair. Berdasarkan hukum utama hidrostatis maka kedua
titik tersebut memiliki tekanan yang sama, sehingga
Setiap bagian di dalam fluida statis akan mendapat
tekanan zar cair yang disebabkan adanya gaya hidrostatis disebut
Tekanan Hidrostatis “Ph”. Contoh nyatanya ketika sebuah
bola yang di masukkan ke dalam air, ketika kita lepaskan akan mendapat gaya ke
atas.
Besarnya tekanan hidrostatis tidak bergantung pada
bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada massa
jenis zat cair, percepatan gravitasi bumi dan kedalamannya. Secara matematis
tekanan hidrostatis disuatu titik (misal didasar balok) diturunkan dari konsep
tekanan.
ingat! w = m.g = ρ V g = ρA h g
5
Ket :
Ph = Tekanan Hidrostatis (N/m2) ; h =kedalaman/tinggi diukur
dari permukaan fluida (m) ; g = percepatan gravitasi (m/s2)
Jika tekanan udara luar (Patm)
mempengaruhi tekanan hidrostatis maka tekanan total pada suatu titik adalah
berdasarkan
rumus diatas tekanan hidrostatis di suatu titik dalam fluida diam tergantung
pada kedalaman titik tersebut, bukan pada bentuk wadahnya oleh karena itu semua
titik akan memiliki tekanan hidrostatis yang sama. Fenomena ini
disebut sebagai Hukum Utama Hidrostatis.
6
Kesimpulan
- hidrostatika, adalah cabang ilmu yang
mempelajari fluida dalam
keadaan diam, dan merupakan sub-bidang kajian mekanika fluida. Istilah ini biasanya merujuk pada penerapan
matematika pada subyek tersebut.
- fluida
dapat menghasilkan tekanan normal pada semua permukaan yang berkontak dengannya. Pada
keadaan diam (statik), tekanan tersebut bersifat isotropik, yaitu bekerja
dengan besar yang sama ke segala arah.
Tekanan=P , dengan rumus P = ρgh
- Menurut prinsip Archimedes,berat air yang sama
volumenya sama dengan gaya apung pada benda ketika tenggelam.Karena itu
sama dengan hilangnya berat
benda bila ia ditimbang ketika tenggelam di air.
·
Hukum
Utama hidrostatis menyatakan bahwa :
Tekanan
hidrostatis suatu zat cair hanya bergatung pada tinggi kolom zat cair (h),
massa jenis zat cair (r) dan percepatan grafitasi (g), tidak bergantung pada
bentuk dan ukuran bejana,
- Setiap bagian di dalam fluida statis akan mendapat tekanan
zar cair yang disebabkan adanya gaya hidrostatis disebut Tekanan
Hidrostatis “Ph”.
- Besarnya tekanan hidrostatis tidak bergantung pada
bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada
massa jenis zat cair, percepatan gravitasi bumi dan kedalamannya.
·
Suatu titik dalam fluida diam tergantung pada kedalaman titik tersebut,
bukan pada bentuk wadahnya oleh karena itu semua titik akan memiliki
tekanan hidrostatis yang sama. Fenomena ini disebut sebagai Hukum Utama
Hidrostatis.
7
Daftar
Pustaka
www.wikipediasearch.com
Tipler,Paul
A.(2011).Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ke-3 Jilid 1.Penerbit
Erlangga,Ciracas jakarta.
8
Informasi atap zincalume
BalasHapushttp://www.atap-kliplok-lysaght.com/
Informasi atap zincalume
BalasHapushttp://www.atap-kliplok-lysaght.com/