Apa itu fluida?
Ia berasal dari bahasa Inggris “Fluid” yang berarti cairan. Walaupun dalam bahasa inggris memiliki arti cairan namaun ia tidak selalu identik dengan benda-benda cair. Pengertian fluida yang lebih tepat adalah benda yang dapat mengalir. Jadi contoh fluida tidak hanya benda-beda cair seperti air, susu, gel, tetapi juga udara karena ia juga memiliki sifat bisa mengalir. Salah satu sifat yang dimiliki oleh fluida adalah menekan ke segala arah.
Apa itu tekanan fluida?
Coba sobat hitung ingat lagi saat belajar tekanan di SMA. Tekanan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas bidang tekan. Untuk tekanan benda padat kita kenal rumus
P = F/A
P = tekanan
F = gaya
A = luas permukaan bidang tekan
Dimana tekanan akan semakin besar bila luas permukaan semakin kecil. Kembali pada tekanan fluida. Fluida meiliki sifat menekan ke sagala arah artinya misal sobat memasukkan sebuah benda ke dalam suatu jenis fluida maka ia akan mengalami tekanan ke segala arah. Besarnya tekanan yang diberika oleh fluida bergantung pada kedalaman benda tersebut. Berbanding lurus, semakin dalam posisi benda maka tekanannya akan semakin besar. Tekanan yang disebabkan oleh fluida ini sering diistilahkan sebagai tekanan hidrostatis dengan rumus
P = ρ g H
P = tekanan hidrostatis
ρ = massa jenis air (massa/volume)
H = kedalaman dari permukaan fluida
Bila sobat punya tong berbentuk tabung yang penuh diisi air dan sobat berusaha memasukkan sebuah benda ke dalamanya, akan terasa lebih besar tekanan ke atas saat benda tersebut semakin dalam. Semakin dalam sobat memasukkan benda tersebut tekanannya akan semakin besar.
Contoh Soal
Sebuah kubus dengan massa 20 gram dann rusuk 20 cm dimasukkan ke dalam fluida yang massa jenisnya 1/2 dari massa jenis benda. Berapa tekanan fluida terhadap benda tersebut jika ia berada pada kedalaman 100 cm
Pembahasan
Diketahui
m = 20 gram = 0,2 kg
rusuk = 20 cm = 0,2 m
volume = r3 = 0,008
H = 100 cm = 1m
ρ fluida = 1/2 ρ benda = 1/2 x 0,2/0,008 = 12,5 kg/m3
Gunakan rumus tekanan hidrostatis
P = ρ g H
P = 12,5.10.1 = 125 N/m2
Pipa U
Saya sering menjumpai banyak soal fisika SMA atau soal ujian nasional materi fluida yang melibatkan kasus pada pipa U. Seperti namanya, pipa ini berbentuk U dengan dua leher kanan dan kiri yang atasnya terbuka. Soalnya dalam pipa tersebut dimasukkan dua jenis cairan berbeda dan menyebabkan perbedaan ketinggian fluida pada leher kanan dan kiri. yang sering ditanyakan adalah massa jenis, perbedaan ketinggia, atau perbandingan massa jenis fluida di dalamnya.
ρ1.H1 = ρ2.H2
Contoh Soal (ujian nasional fisika tahun 2006)
Sobat punya sebuah pipa U yang didalamnya sobat masukkan air raksa dan fluida x sehingga terjadi perbedaan ketinggian seperti tampak pada ilustrasi di bawah ini.
JIka massa jenis raksa adalah 13,6 g/cm3, berapa massa jenis fluida x?
ρ raksa . H1 = ρ fluida x. H2
13, 6 . 12 = ρ fluida x . 14
ρ fluida x = 13,6 x 12/14 = 11,67 g/cm3
Pada prakteknya variasi soal fluida sangat bermacam-macam di Fisika SMA. Sobat perlu paham benar basicnya dan latihan soal sebanyak mungkin. InsyaAlloh soall fisika tekanan fluida akan sangat mudah sobat hitung taklukan.