BAB I PENDAHULUAN 1.1. 1.1. Latar Latar Bela Belakan kang g Masal Masalah ah
Salah Salah satu visi pendidikan pendidikan sains sains adalah adalah mempers mempersiap iapkan kan sum sumber ber daya manusia manusia yang handal dalam dalam sains sains dan teknolo teknologi gi serta serta memaham memahamii lingkun lingkungan gan sekitar melalui pengembangan keterampilan berpikir, penguasaan konsep esensial, dan dan kegi kegiat atan an tekn teknol olog ogi. i. Komp Kompet eten ensi si rump rumpun un sain sainss sala salah h satu satuny nyaa adal adalah ah mengarahkan sumber daya manusia untuk mampu menerjemahkan perilaku alam. Salah satu fenomena alam yang sering ditemukan ditemukan adalah fenomena fenomena fluida. 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 merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Fenomena Fenomena fluida statis (fluida tak bergerak) berkaitan erat dengan tekanan hidraustatis. Dalam fluida statis dipelajari hukum-hukum dasar yang berkaitan dengan dengan kons konsep ep tekanan tekanan hidraust hidraustati atis, s, salah salah satunya satunya adalah adalah hukum hukum Pascal Pascal dan hukum Archimedes. Archimedes. Hukum Pascal diambil dari nama penemunya yaitu Blaise Pascal (1623 (1623--1662 1662)) yang berasal dari Perancis Perancis.. Sedangkan hukum Archimedes diambil diambil dari nama penemunya yaitu Archimedes (287-212 SM) yang berasal dari Italia. Hukum Hukum-hu -hukum kum fisika fisika dalam dalam fluid fluidaa stat statis is sering sering dimanf dimanfaat aatkan kan untuk untuk kesejahteraan manusia dalam kehidupannya, salah satunya adalah prinsip hukum Pascal dan prinsip hokum Archimedes. Namun, belum banyak masyarakat yang mengetahui hal tersebut. Oleh karena itu, diperlukan studi yang lebih mendalam mengena mengenaii hukum hukum Pascal Pascal dan hokum hokum Archim Archimedes edes serta serta penerapa penerapannya nnya dalam dalam kehidupan.
1
BAB II PEMBAHASAN 2.1. Pengerti Pengertian an Fluida Fluida
Fluida Fluida diartika diartikan n sebagai sebagai suatu suatu zat yang dapat mengali mengalir. r. Istilah Istilah fluida fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air atau zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu dan besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air, minyak pelumas, dan susu merupakan contoh zat cair. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan seharihari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalam dalamnya nya.. Seti Setiap ap hari hari pesa pesawa watt udara udara terba terbang ng mela melalui luinya nya dan kapal kapal laut laut meng mengapu apung ng di atasn atasnya. ya. Demi Demikia kian n juga juga kapal kapal selam selam dapat dapat menga mengapun pung g atau atau mela melaya yang ng di dala dalamn mnya ya.. Air Air yang yang dimi diminu num m dan dan udar udaraa yang yang dihi dihiru rup p juga juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat sa at meskipun sering tidak disadari. Fluida dibagi menjadi dua bagian yakni fluida statis (fluida diam) dan fluida dinamis (fluida bergerak). Fluida statis ditinjau ketika fluida yang sedang diam atau berada dalam keadaan setimbang. setimbang. Fluida dinamis ditinjau ketika fluida ketika sedang dalam keadaan bergerak). Fluid luidaa
stat statis is
erat erat
kait kaitan anny nyaa
deng dengan an
hidr hidrau aust stat atik ikaa
dan dan
teka tekana nan. n.
Hidraustatika merupakan ilmu yang mempelajari tentang gaya maupun tekanan di dalam zat cair yang diam. Sedangkan tekanan didefinisikan sebagai gaya normal per satuan luas permukaan. permukaa n. 2.2. Hukum Pascal Pascal 2.2.1. 2.2.1. Penger Pengertia tian n Huku Hukum m Pasc Pascal al
Bila ditinjau dari zat cair yang cair yang berada dalam suatu wadah, tekanan zat cair pada dasar wadah tentu saja lebih besar dari tekanan zat cair pada bagian di atasnya. Semakin Semakin ke bawah, semakin besar tekanan zat cair tersebut. Sebaliknya,
2
semaki semakin n mende mendekat katii permu permukaa kaan n atas atas wada wadah, h, semaki semakin n kecil kecil tekan tekanan an zat cair cair tersebut. Besarnya tekanan sebanding dengan pgh (p = massa jenis, jenis, g = percepatan gravitasi dan h = ketinggian/kedalaman). Setiap titik pada kedalaman yang sama memiliki besar tekanan yang sama. Hal ini berlaku untuk semua zat cair dalam wadah apapun dan tidak bergantung pada bentuk wadah tersebut. Apabila ditambahkan tekanan luar misalnya dengan menekan permukaan permukaan zat cair tersebut, pertambahan pertambahan tekanan dalam zat cair adalah sama di segala arah. Jadi, jika diberikan tekanan luar, setiap bagian zat cair mendapat jatah tekanan yang sama. Jika seseorang memeras ujung kantong plastik berisi air yang memiliki banyak lubang maka air akan memancar dari setiap lubang dengan sama kuat. Blaise Pascal (1623 (1623--1662 1662)) menyim menyimpulk pulkanny annyaa dalam dalam hukum hukum Pascal Pascal yang berbunyi berbunyi,, “tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah”. Blai Blaise se Pasc Pascal al (1623 1623--1662 1662)) adal adalah ah fisi fisika kawa wan n Pran Pranci ciss yang yang lahi lahirr di Clermount pada 19 Juli 1623. Pada usia 18 tahun, ia menciptakan kalkulator digit digital al perta pertama ma di dun dunia ia.. Ia mengh menghabi abiska skan n waktu waktunya nya denga dengan n berma bermain in dan mela melaku kuka kan n
eksp eksper erim imen en
teru teruss-me mene neru russ
sela selama ma
peng pengob obat atan an
kank kanker er
yang yang
dideritanya. Ia menemukan teori hukum Pascal dengan eksperimenya bermainmain dengan air. 2.2.2. 2.2.2. Persam Persamaan aan Hu Hukum kum Pasca Pascall
Jika suatu fluida yang dilengkapi dengan sebuah penghisap yang dapat bergerak maka tekanan di suatu titik tertentu tidak hanya ditentukan oleh berat fluida di atas permukaan air air teta tetapi pi juga juga oleh oleh gaya gaya yang yang dike dikera rahk hkan an oleh oleh penghisap. Berikut ini adalah gambar fluida yang dil dilengkap gkapii
ole oleh
d ua
pen penghi ghisap sap
denga ngan
luas uas
penampang berbeda. Penghisap pertama memiliki luas penampang yang kecil (diameter kecil) dan penghisap yang kedua memiliki luas penampang yang besar (diameter besar).
3
Gambar : Fluida yang Dilengkapi Dilengkapi Penghisap dengan Luas Permukaan Permukaan Berbeda (Sumber: 4.bp.blogspot.com) Sesuai dengan hukum Pascal bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah, maka tekanan yang masuk pada penghisap penghisap pertama sama dengan tekanan pada penghisap kedua. Tekanan dalam fluida dapat dirumuskan dengan persamaan di bawah ini. P = F : A sehingga persamaan hukum Pascal Pascal bisa ditulis sebagai berikut. P1 = P2 F1 : A 1 = F2 : A 2 denga dengan n P = tekan tekanan an (pasca (pascal), l), F = gaya gaya (newt (newton) on),, dan A = luas luas permu permukaa kaan n penampang (m2). Ada berbagai macam satuan tekanan. Satuan SI untuk tekanan adalah newton per meter persegi (N/m2) yang dinamakan pascal (Pa). Satu pascal sama dengan satu newton per meter persegi. Dalam sistem satuan Amerika Amerika sehari-hari, tekanan biasanya diberikan dalam satuan pound per inci persegi (lb/in2). Satuan tekanan lain yang biasa digunakan adalah atmosfer (atm) yang mendekati mendekati tekanan udara udara pada pada ketin ketinggi ggian an laut laut.. Satu Satu atmosf atmosfer er didefi didefisi sinik nikan an sebag sebagai ai 101 101,32 ,325 5 kilopascal yang hampir sama dengan 14,70 lb/in2. Selain itu, masih ada beberapa satuan lain diantaranya cmHg, mmHg, dan milibar (mb). 1 mb = 0.01 bar
1 atm = 76 cm Hg = 1,01 x 105 Pa= 0,01
1 bar = 105 Pa
bar 1 atm = 101,325 kPa = 14,70 lb/in2
Untuk menghormati Torricelli, fisikawan Italia penemu barometer (alat pengukur tekanan), tekanan ), ditetapkan satuan dalam d alam torr, dimana 1 torr = 1 mmHg 2.2.3. 2.2.3. Penera Penerapan pan Hu Hukum kum Pascal Pascal
Hidr Hidrau auli lika ka
adal adalah ah
ilm ilmu
yang yang
mem mempela pelaja jari ri
berb berbag agai ai
gera gerak k
dan dan
keseimbangan zat cair. Hidraulika merupakan sebuah ilmu yang mengkaji arus zat cair cair melalui melalui pipa-pip pipa-pipaa dan pembulu pembuluh–pe h–pembul mbuluh uh yang tertutu tertutup p maupun maupun yang terbuka terbuka.. Kata Kata hidraul hidraulika ika berasal berasal dari dari bahasa bahasa Yunani Yunani yang berarti berarti air. Dalam teknik, teknik, hidrauli hidraulika ka berarti berarti pergerak pergerakan-pe an-perger rgerakan akan,, pengatur pengaturan-p an-penga engatura turan, n, dan pengendalian-pengendalian pengendalian-p engendalian berbagai gaya dan gerakan dengan bantuan tekanan suatu zat cair.
4
Semua Semua instalas instalasii hidraul hidraulika ika pada sistem sistem fluida fluida statis statis (tertut (tertutup) up) bekerja bekerja dengan dengan prinsip prinsip hidraust hidraustatis atis.. Dua hukum hukum terpenti terpenting ng yang berhubun berhubungan gan dengan dengan hidraustatistika adalah 1. Dalam Dalam sebuah sebuah ruang tertutup tertutup (sebuah (sebuah bejana atau reservoir reservoir), ), tekanan tekanan yang dikenakan terhadap zat cair akan merambat secara merata ke semua arah. 2. Besarnya Besarnya tekanan tekanan dalam zat cair (air (air atau minyak) minyak) adalah sama dengan dengan gaya (F) dibagi oleh besarnya bidang tekan (A). Dari hukum Pascal diketahui bahwa dengan memberikan gaya yang kecil pada penghisap dengan luas penampang kecil dapat menghasilkan gaya yang besar pada penghisap dengan luas penampang yang besar. Prinsi inilah yang dimanfaatkan pada peralatan teknik yang banyak dimanfaatkan manusia dalam kehidupan misalnya dongkrak hidraulik, pompa hidraulik, dan rem hidraulik. Prinsip Kerja Dongkrak Hidraulik
Prinsip Prinsip kerja kerja dongkrak dongkrak hidrauli hidraulik k adalah adalah dengan dengan memanfaatkan memanfaatkan hukum Pascal. Dongkrak hidraulik terdiri dari dari dua dua tabu tabung ng yang yang berh berhub ubun unga gan n yang yang memi memili liki ki diam diamet eter er yang yang berb berbed edaa ukur ukuran anny nya. a. Masi Masing ng-- masi masig g ditut ditutup up dan dan diisi diisi air. air. Mo Mobil bil dilet diletak akkan kan di atas atas tutup tutup tabung tabung yang berdiam berdiameter eter besar. besar. Jika kita kita memberi memberikan kan gaya yang kecil pada tabung yang berdiameter kecil, tekanan akan disebarkan secara merata ke segala arah termasuk ke tabung besar tempat diletakkan mobil. Jika gaya F1 diberikan pada penghisap yang kecil, tekanan dalam cairan akan bertambah dengan F1/A1. Gaya ke atas yang diberikan diberikan oleh cairan pada penghisap yang lebih besar adalah penambahan tekanan ini kali luas A2. Jika gaya ini disebut F2, didapatkan F2 = (F : A1) x A2 Jika A2 jauh lebih besar dari A1, sebuah gaya yang lebih kecil (F1) dapat digunakan untuk menghasilkan menghasilkan gaya yang jauh lebih besar (F2) untuk mengangkat sebuah beban yang ditempatkan di penghisap yang lebih besar. Berikut ini contoh perhitungan tekanan pada sebuah dongkrak hidraulik. Misalnya, sebuah dongkrak hidraulik mempunyai dua buah penghisap dengan luas penampang melintang A1 = 5,0 cm2 dan luas penampang melintang A2 = 200 cm2.
5
Bila diberikan suatu gaya F1 sebesar 200 newton, pada penghisap dengan luas penampang A2 akan dihasilkan gaya F2 = (F1 : A 1) x A 2 = (200 : 5) x 200 = 8000 newton. Prinsip Kerja Rem Hidraulik
Dasar Dasar kerja kerja pengerem pengereman an adalah adalah pemanfa pemanfaata atan n gaya gaya gese gesek k dan dan huku hukum m Pasc Pascal al.. Tenag enagaa gera gerak k kend kendar araa aan n akan akan dila dilawa wan n oleh oleh tena tenaga ga gese gesek k ini ini sehingga kendaraan dapat berhenti. Rem hidraulik paling
banyak
penumpang
dan
digunakan truk
pada
ringan.
mobil-mobil
Rem
hidraulik
memakai prinsip hukum Pascal dengan tekanan pada piston kecil akan diteruskan diteruskan pada piston besar yang menahan gerak cakram. Cairan dalam piston bisa diganti apa saja. Pada rem hidraulik biasa dipakai minyak rem karena dengan minyak bisa sekaligus berfungsi melumasi piston sehingga tidak macet (segera kembali ke posisi semula jika rem dilepaskan). Bila dipakai air, dikhawatirkan akan terjadi perkaratan. Gambar Gambar Gaya Gesekan Gesekan pada Prinsip Prinsip Kerja Kerja Rem Hidraulik Hidraulik (Sumber: (Sumber: www.yanto-triyanto.co.cc)) www.yanto-triyanto.co.cc Prinsip Kerja Pompa Hidraulik
Dala Dalam m menj menjal alan anka kan n suat suatu u sist sistem em tert terten entu tu atau atau untu untuk k memb memban antu tu opera operasio siona nall dari dari sebua sebuah h sist sistem em,, tidak tidak jaran jarang g kita kita mengg mengguna unakan kan rangk rangkai aian an hidrauli hidraulik. k. Sebagai Sebagai contoh, contoh, untuk untuk mengang mengangkat kat satu satu rangkaia rangkaian n kontaine kontainerr yang memilik memilikii beban beban beribu–r beribu–ribu ibu ton, untuk untuk memerm memermudah udah itu digunaka digunakanlah nlah sistem sistem hidraulik. Sistem hidraulik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, oli, untuk untuk melakuk melakukan an suatu suatu gerakan gerakan segaris segaris atau atau putaran. putaran. Sistem Sistem ini bekerja bekerja berdasarkan prinsip prins ip Pascal, yaitu jika suatu zat cair dikenakan tekanan, tek anan, tekanan itu akan akan mera meramb mbat at ke sega segala la arah arah deng dengan an tida tidak k bert bertam amba bah h atau atau berk berkur uran ang g kekuatannya. kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidraulik adalah menggunakan fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan dengan pompa hidraulik untuk menjalankan suatu sistem tertentu.
6
Pom ompa pa hidr hidrau auli lik k
mengg enggun unak akan an kine kineti tik k
ener energi gi
dari dari cair cairan an yang yang
dipompakan pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tibatiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidraulik. Pompa hidraulik bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidraulik dan mendorongnya kedalam sistem hidraulik hidraulik dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat menghambat aliran oli dalam sistem hidraulik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh orifice, silinder, motor hidraulik, dan aktuator. Pompa hidraulik yang biasa digunakan ada dua macam yaitu positive dan nonpositive displacement pump. Ada dua macam peralatan yang biasanya digunakan dalam merubah energi hidraulik menjadi energi mekanik yaitu motor hidraulik dan aktuator. Motor hidraulik mentransfer energi hidraulik menjadi energi mekanik dengan cara memanfaatkan aliran oli dalam dalam sistem sistem merubah merubahnya nya menjadi menjadi energi energi putaran putaran yang dimanfa dimanfaatka atkan n untuk untuk menggerakan roda, transmisi, pompa dan lain-lain. 2.3. Hukum Archimede Archimedess
Pernahkah melihat kapal laut ? jika belum pernah melihat kapal laut secara langsung langsung,, mudah-m mudah-mudah udahan an pernah pernah melihat melihat kapal kapal laut melalui melalui televise televise.. Coba bayangkan, kapal ka pal yang massanya mass anya sangat besar tidak tenggelam, sedangkan sedang kan sebuah batu yang ukurannya kecil dan terasa ringan bisa tenggelam. Aneh bukan? Mengapa bisa demikian ? Jawab Jawabann annya ya sanga sangatt mu mudah dah jika jika mema memaham hamii kon konsep sep pengap pengapung ungan an dan prinsip Archimedes. Archimedes. Pada Pada kese kesemp mpat atan an ini ini kami kami ingi ingin n memb membim imbi bing ng untu untuk k memahami apa sesungguhnya prinsip archimedes. Sebelum membahas prinsip Archimedes lebih jauh, kami ingin mengajak kalian untuk melakukan percobaan berikut ini. 2.3. 2.3.1. 1. Te Teng ngge gela lam m
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (w) lebih besar dari gaya ke atas (Fa). w > Fa ρb X Vb X g > ρa X Va X g
7
ρb > ρa Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ) 2.3. 2.3.2 2. Melay layang
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 +….. 2.3. 2.3.3 3. Te Terrapun apung g
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 > Wrc . Vb . g > rb . Vb . grc $rb Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn). Fn = FA - W Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku : FA’ = Wrc . Vb2 . g = rb . Vb . g Dengan :
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.
8
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 : •
Daya apung positif (positive bouyancy) : bila suatu benda mengapung.
•
Daya apung negatif (negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam.
•
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 bouyancy. a. Konsep Melayang, Melayang, Tenggelam Tenggelam dan Terapung. Terapung. Kapankah suatu benda dapat terapung, tenggelam dan melayang ? •
Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. (miskonsepsi).
•
Benda dapat melayang bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair. (konsepsi ilmiah)
•
Benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. (konsepsi ilmiah).
•
Tera Terapun pung, g, melay melayang ang dan tengg tenggel elam am dipeng dipengar aruhi uhi oleh oleh volum volumee benda. benda. (miskonsepsi).
•
Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh berat dan massa benda b. Penerapan Hukum Archimedes dalam da lam Kehidupan Sehari-hari 1. Hidrom dromeeter Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis cairan.
Nilai massa jenis cairan dapat kita ketahui dengan membaca skala pada hidr hidrom omet eter er.. Misa Misaln lnya ya,, deng dengan an meng menget etah ahui ui mass massaa jeni jeniss susu susu,, maka maka dapa dapatt ditentukan kadar lemak dalam susu, dan dengan mengetahui massa jenis zat cairan anggu anggur, r, dapat dapat dite ditentu ntukan kan kadar kadar alkoho alkoholl dalam dalam caira cairan n anggur anggur..
9
Hidr Hidrom omete eter r
umumnya digunakan untuk memeriksa muatan aki mobil. Hidrometer terbuat dari tabung kaca dan desainnya memiliki tiga bagian. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung haruslah dibebani dengan butiran timbel. Diameter bagian bawah tabung juga harus dibuat lebih besar supaya volum zat cair yang dipindahkan hidrometer lebih besar. Jadi, gaya apung yang dihasilkan menjadi lebih besar sehingga hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis cairan menjadi lebih jelas karena tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam cairan. Prinsip kerja Hidrometer :
Gaya ke atas = berat hidrometer V bf ρfg = w, w hidrometer konstan (Ah bf ) ρf g = mg, sebab V bf = Ah bf Persamaan Hidrometer :
h bf =
Ket :
m Aρf
h bf = tinggi tangkai yang tercelup (m) m = massa hidrometer (kg) A = luas tangkai (m2) ρf = massa jenis cairan (kg/m3) Massa hidrometer m dan luas tangkai A adalah tetap, sehingga tinggi
tangkai yang tercelup di dalam cairan h bf berbanding berbanding terbalik dengan massa jenis cairan ρf. Jika massa jenis cairan kecil (ρf kecil), tinggi hidrometer yang tercelup di dalam cairan besar (h bf besar). besar). Akan didapat bacaan skala yang menunjukkan angka yang lebih kecil. 2. Kapal Laut Massa jenis besi lebih besar daripada massa jenis air laut, tetapi mengapa kapal laut yang terbuat dari besi mengapung di atas air? Badan kapal yang terbuat
10
dari besi dibuat berongga. Ini menyebabkan volum air laut yang di pindahkan oleh badan kapal menjadi sangat s angat besar. Gaya apung apu ng sebanding se banding dengan volum air yang ya ng dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar. Gaya apung ini mampu mengatasi berat total kapal sehingga kapal laut mengapung di permukaan laut. Jika dijelaskan berdasarkan konsep massa jenis, maka massa jenis rata-rata besi berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil daripada massa jenis air laut. Itulah sebabnya seb abnya kapal laut mengapung. mengapu ng. Titik penting dalam stabilitas kapal
Diagram Diagram stabili stabilitas tas kapal, kapal, pusat pusat gravita gravitasi si (G), pusat daya apung (B), dan Metacenter (M) pada posisi kapal tegak dan miring. Sebagai catatan, G pada posisi tetap sementara B dan M berpindah kalau kapal miring. Ada tiga titik yang penting dalam stabilitas kapal, yaitu:
G adalah titik pusat gravitasi kapal.
B adalah titik pusat apung kapal.
M adalah metacenter kapal (titik perpotongan garis vertikal B dengan garis pusat kapal).
Bagaimana kapal laut bisa tenggelam?
Jika M di bawah G, kopel menghasilkan torsi yang searah dengan jarum jam. Torsi ini justru membuat kapal lebih miring lagi, dan keseimbangan menjadi tidak stabil stabil sehingga sehingga dapat dapat membuat membuat kapal kapal tenggel tenggelam. am. Untuk Untuk kestabil kestabilan an maksim maksimal, al, haruslah G rendah dan M tinggi. 3. Kapa Kapall Sela Selam m Kapal Kapal selam selam adal adalah ah kapal kapal laut laut yang yang dapat dapat berada berada dalam dalam tiga tiga keada keadaan, an, yait yaitu u mengapung, melayang, dan tenggelam. Ketiga keadaan ini dapat dicapai dengan cara mengatur banyaknya air dan udara dalam badan kapal selam.
Pada ada bada badan n kapa kapall sela selam m terda terdapat pat tangk tangkii pember pemberat at yang dapat diisi udara atau air. Tangki ini terletak di antara lambung sebelah
11
dalam dan lambung sebelah luar. Ketika kapal selam ingin terapung maka tangki tersebut harus berisi udara. Ketika akan melayang, udaranya dikeluarkan dan diisi dengan air sehingga mencapai keadaan melayang. Jika ingin tenggelam maka airnya harus lebih diperbanyak lagi. 4. Balon Udara
Balon udara adalah penerapan penerapan prinsip Archimedes Archimedes di udara. Balon udara harus diisi dengan gas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer sehingga balon udara dapat terbang karena mendapat gaya ke atas, misalnya diisi udara yang dipanaskan. Secara Secara sepinta sepintas, s, mung mungkin kin kamu kamu tidak tidak melihat melihat hubungan hubungan anta antara ra balo balon n udar udaraa yang yang naik naik ting tinggi gi di angk angkas asaa deng dengan an kapa kapall sela selam m yang yang menyelam di lautan. Sebenarnya, kapal selam maupun balon udara harus diatur beratnya untuk naik, turun, ataupun melayang pada ketinggian atau kedalaman tertentu. Beratnya diatur berdasarkan besar gaya apungnya. Catatan : •
Pada Pada cair cairan an bisa bisa terj terjadi adi hanya hanya sebagi sebagian an benda benda yang yang terce tercelup lup dalam dalam cairan, hingga V bf belum tentu sama dengan V b. Dalam udara, volum benda yang tercelup selalu sama dengan volum volu m benda (V bf = V b).
•
Massa jenis gas panas lebih kecil daripada massa jenis udara
12
BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan
Jadi dapat kita simpulkan bahwa fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari.
13
DAFTAR PUSTAKA
www.google.com www.gurumuda.com www.ensiklopedia.org
14
15
