Pengertian Fluida Statis dan Rumus Fluida Statis

Fluida Statis – Fluida adalah zat yang bisa mengalir. Contohnya adalah zat cair dan zat gas. Sedangkan statis artinya diam. Berarti fluida statis mempelajari tentang sifat-sifat fluida (zat alir) yang diam. Besaran-besaran yang dimiliki oleh fluida statis dapat kalian cermati penjelasan berikut.

Tekanan Hidrostatis

Mengapa air yang diam di waduk dapat menjebol tanggulnya? Jawabannya adalah karena fluida statis memiliki tekanan hidrostatis. Untuk mengetahui tekanan hidrostatis itu dapat dilihat pada Gambar berikut. 

Air dalam bejana
Air dalam bejana

Sebuah bejana berisi air yang diam. Mengapa di titik A ada tekanan hidrostatis. Sesuai definisinya, tekanan adalah besarnya gaya persatuan luas maka di titik A terasa ada tekanan karena ada gaya berat dari air di atasnya.

Berarti tekanan hidrostatis di titik A dapat ditentukan sebagai berikut.

Ph= ρ g h

dengan : 
Ph = tekanan hidrostatis (Pa)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
h = kedalaman fluida (m)
g = 10 m/s2, percepatan gravitasi
Kemudian yang perlu diperhatikan berikutnya adalah pada titik A itu dipengaruhi oleh dua tekanan yaitu tekanan hidrostatis dan tekanan udara, dan berlaku hubungan berikut.

PA = Ph + Pu

Persamaan  ini dinamakan persamaan tekanan mutlak titik A.

Hukum Pascal

Seorang ilmuwan dari Perancis, Blaise Pascal (1623-1662) telah menyumbangkan sifat fluida statis yang kemudian dikenal sebagai hukum Pascal. Bunyi hukum Pascal itu secara konsep dapat dijelaskan sebagai berikut.

“Jika suatu fluida diberikan tekanan pada suatu tempat maka tekanan itu akan diteruskan ke segala arah sama besar.”

Dari hukum Pascal di atas dapat ditentukan perumusan untuk bejana berhubungan pada Gambar berikut
Bejana berhubungan

Bejana berhubungan

Persamaan dapat ditulis sebagai berikut.
Rumus Hukum Pascal

Gaya Archimedes

Kapal laut terbuat dari bahan logam. Jika kalian masukkan sebatang logam ke dalam air tentu akan tenggelam. Tetapi mengapa kapal laut bisa terapung, bahkan dapat memuat barang dan orang yang cukup banyak? Fenomena inilah yang dapat dijelaskan dengan hukum Archimedes.

Archimedes adalah seorang ilmuwan yang hidup sebelum masehi (287-212 SM). Archimedes telah menemukan adanya gaya tekan ke atas atau gaya apung yang terjadi pada benda yang berada dalam fluida (air). Pandangan Archimedes dapat dirumuskan sebagai berikut.

“Jika benda dimasukkan dalam fluida maka benda akan merasakan gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan.”

FA = ρag VT

dengan : FA = gaya tekan ke atas (N)
ρa= massa jenis fluida air (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
VT = volume fluida yang dipindahkan atau volume benda tercelup

Gaya Archimedes arahnya ke atas maka pengaruhnya akan mengurangi berat benda yang tercelup. Pengaruh ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

FA = W – W¢

Keadaan benda
Apakah pengaruh pengurangan berat benda oleh gaya Archimedes? Kalian sudah banyak melihat kejadiannya dalam kehidupan sehari-hari. Jika benda dimasukkan dalam fluida atau air maka akan ada tiga kemungkinan keadaannya, yaitu: tenggelam, terapung dan melayang.

Tiga keadaan benda dalam air

  • Benda akan tenggelam dalam fluida jika gaya tekan keatasnya tidak mampu menahan beratnya. FA < w
  • Benda melayang dalam fluida syaratnya gaya tekan keatasnya harus sama dengan berat bendanya. FA = w
  • Benda terapung dalam fluida syaratnya sama dengan benda melayang yaitu gaya tekan keatasnya harus sama dengan berat bendanya.FA = w

Perbedaan yang perlu kalian perhatikan adalah benda terapung memiliki bagian yang di atas permukaan air. [rf]