fluida statis - HaloEdukasi.com https://haloedukasi.com/sub/fluida-statis Tue, 02 Aug 2022 07:37:21 +0000 id-ID hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.6.2 https://haloedukasi.com/wp-content/uploads/2019/11/halo-edukasi.ico fluida statis - HaloEdukasi.com https://haloedukasi.com/sub/fluida-statis 32 32 Hukum Fluida Statis Beserta Rumus dan Contoh Soal https://haloedukasi.com/hukum-fluida-statis-beserta-rumus-dan-contoh-soal Tue, 02 Aug 2022 07:37:19 +0000 https://haloedukasi.com/?p=37724 Fluida statis adalah fluida yang berada pada fase diam atau tidak bergerak tetapi tidak adanya percepatan antar partikel fluida. Fluida akan memberikan tekanan pada setiap bidang permukaan yang bersinggungan dengannya. Tekanan dapat diartikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu permukaan dibagi luas permukaan. Penjelasan tersebut dapat dituliskan dalam bentuk rumus P = F/A Keterangan : […]

The post Hukum Fluida Statis Beserta Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Fluida statis adalah fluida yang berada pada fase diam atau tidak bergerak tetapi tidak adanya percepatan antar partikel fluida. Fluida akan memberikan tekanan pada setiap bidang permukaan yang bersinggungan dengannya. Tekanan dapat diartikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu permukaan dibagi luas permukaan.

Penjelasan tersebut dapat dituliskan dalam bentuk rumus

P = F/A

Keterangan :

P = tekanan (N/m2 atau pa)

F = gaya (N)

A = luas bidang tekan (m2)

Berikut ini hukum-hukum fluida statis.

Hukum pascal

Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Untuk permasalahan bejana berlaku tekanan pada luas penampang 1, sama besar dengan tekanan pada penampang 2.

P1=p2

F1/A1=F2/A2

F1/r2=F2/r2

F1/d1=F2/d2

keterangan :

  • P= tekanan pada penampangan (Pa)
  • F= gaya yang bekerja (N)
  • A= luas penampang (m3)
  • r= jari-jari penampang (m)
  • d= diameter penampang (m)

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes berbunyi setiap benda yang terendam seluruhnya atau sebagian di dalam fluida akan mendapatkan gaya apung dengan arah ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu.

Maka, gaya ke atas dituliskan dalam persamaan.

FA = Wu – Wf – atau FA=Pf . g . Vbt

Keterangan :

  • FA = gaya archimedes (N)
  • Wu = berat benda ketika di udara (N)
  • Pf = massa jenis fluida
  • g = percepatan gravitasi (m/s2)
  • Vbt = volume benda tercelup (m3)

Benda yang dicelupkan di dalam fluida akan mengalami gaya ke atas sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu.

Mengapung

Benda yang mengapung memiliki gaya berat w sama dengan gaya ke atas FA. Benda yang mengapung pada dasarnya benda hanya tercelup sebagian. Oleh karena itu, volume zat cair dipindahkan sama dengan volume benda tercelup dalam zat cair.

Benda dapat mengapung ketika Pb<Pf dan Vbt<Vb. Apabila hal itu dituliskan dalam sebuah persamaan sebagai berikut.

w = FA

m.g=Pf.g.Vbt

Pb.g.Vb=Pf.g.Vbt

Pb.Vb = Pf.Vbt

Keterangan :

  • Pb = massa jenis benda (kg/m2)
  • Vb = volume benda (m3)
  • Pf = massa jenis fluida (kg/m3)
  • Vbt = volume benda tercelup (m3)

Melayang

Benda melayang memiliki gaya berat w sama dengan gaya atas FA. Hal ang membedakan antara benda mengapung dan melayang adalah ketika benda melayang, benda keseluruhan tercelup di dalam zat cair, sehingga volume yang dpindahkan sama dengan volume benda keseluruhan. Ketika benda melayang, volume zat cair yang dipindahkan (Vbt) berlaku Pb = Pf. Jadi, sebuah benda dikatakan melayang apabila massa jenis zat cair. Oleh karena itu benda melayang berlaku persamaan berikut.

w= FA

m.g=Pf.g.Vbt

Pb.g.Vb=Pf.g.Vbt

Pb.Vb=Pf.Vbt

Tenggelam

Benda tenggelam memiliki gaya berat w lebih besar dibadingkan dengan gaya ke atas. Ketika benda tenggelam, seluruh benda tercelup dalam zat cair, sehingga volume zat cair yang dipindahkan sama dengan volume benda.

Ketika benda tenggelam, volume zat cair yang dipindahkan (Vbt) sama dengan volume benda Vb maka berlaku Pb > Pf. Jadi, sebuah benda dikatakan tenggelam apabila massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair. Oleh karena itu, benda melayang berlaku persamaan sebagai berikut.

w>FA

m . g > Pf . g. Vbt

Pb . g. Vb > Pf.g.Vbt

Pb.Vb>Pf.Vbt

Contoh 1

Sebuah balok kayu dimasukkan ke dalam air ternyata volume benda yang berada di atas permukaan air 30%. Jika massa jenis air 1gr/cm3, maka massa jenis kayu adalah….

Pembahasan :

Vbf=(100%-30%)

= 70% Vb

Pf= 1g/cm3

= 1000 kg/m3

Berat benda sama dengan gaya ke atas

(Wb = FA), maka berlaku:

Pf.Vb = PbVb

1000(0,7 Vb) = PbVb

Pb= 700 kg/m3

The post Hukum Fluida Statis Beserta Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Fluida Statis: Hukum – Rumus dan Contoh Soalnya https://haloedukasi.com/fluida-statis Wed, 03 Feb 2021 12:37:03 +0000 https://haloedukasi.com/?p=20125 Fluida merupakan suatu benda dalam bentuk cair maupun gas. Salah satu jenis fluida yaitu fluida statis. Berikut ini merupakan pembahasan mengenai fluida statis. Apa itu Fluida Statis? Hidrostatika atau statika fluida merupakan cabang ilmu yang membahas fluida dalam keadaan diam dan merupakan sub unit kajian mekanika fluida. Fluida dalam statika fluida terjadi dalam keadaan yang […]

The post Fluida Statis: Hukum – Rumus dan Contoh Soalnya appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Fluida merupakan suatu benda dalam bentuk cair maupun gas. Salah satu jenis fluida yaitu fluida statis. Berikut ini merupakan pembahasan mengenai fluida statis.

Apa itu Fluida Statis?

Hidrostatika atau statika fluida merupakan cabang ilmu yang membahas fluida dalam keadaan diam dan merupakan sub unit kajian mekanika fluida.

Fluida dalam statika fluida terjadi dalam keadaan yang stabil. Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir dan dapat berbentuk cair atau gas.

Fluida statis adalah suatu zat cair maupun gas yang tidak mengalir dan tidak mengalami gerakan yang dinamis.

Tekanan yang dihasilkan pada fluida statis disebabkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut.

Tekanan pada zat cair bertambah diikuti dengan pertambahan kedalaman. Selain itu nilai tekanan sama dalam semua arah.

Dalam kehidupan sehari-hari, fluida statis dapat ditemukan pada air di dalam gelas, botol, air kolam renang.

Sifat Fluida Statis

Fluida statis merupakan tidak memiliki gerakan dan relatif diam. Fluida statis memiliki ciri dan sifat khusus tersebut akan memudahkan untuk mengkategorikan fluida statis dalam kehidupan sehari-hari.

Sifat-sifat tersebut diantaranya yaitu adanya massa jenis, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas. Dalam fluida statis, massa jenis memiliki sifat yang digunakan untuk menentukan zat.

Setiap zat mempunyai volume dan massa dan memiliki massa jenis yang sama.Tegangan permukaan dalam fluida statis disebabkan oleh adanya molekul-molekul zat cair yang saling mendekat dipermukaan zat cair tersebut.

Jika molekul tersebut menjauhi permukaan dan molekul ada di bagian bawah permukaan cairan, dapat menimbulkan gaya pemulih pada fluida statis.

Akan tetapi, jika molekul di permukaan cairan diberi tekanan, molekul bagian bawah permukaan akan menimbulkan gaya pemulih ke arah atas. Tegangan permukaan pada fluida statis memiliki sifat untuk menegang.

Kapilaritas pada fluida statis disebabkan oleh kohesi dan adhesi. Kohesi menyebabkan zat satu dengan zat yang lain tidak mengalami pendekatan karena molekulnya saling menolak.

Adhesi menyebabkan zat satu dengan zat yang lain dapat mendekat karena molekulnya saling tarik-menarik. Viskositas pada fluida statis digunakan untuk mengetahui ketahan fluida yang diubah dengan tekanan atau tegangan.

Viskositas menjelaskan ketahanan yang terjadi di dalam fluida untuk mengalir dan digunakan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Semakin rendah viskositas fluida, semakin besar pergerakan fluida. Fluida memiliki sifat tahan dari tekanan.

Hukum Fluida Statis

Fluida statis memiliki hukum yang digunakan sebagai dasar untuk mengukur fluida tersebut. Hukum fluida statis juga memudahkan untuk memahami dasar-dasar dari fluida statis.

Hukum fluida statis diantaranya yaitu Hukum Pokok Hidrostatika, Hukum Pascal, dan Hukum Archimedes.Hukum Pokok Hidrostatika mengatakan tekanan hidrostatik di semua titik yang terletak pada satu bidang mendatar di dalam satu jenis zat cair memiliki besar yang sama.

Fenomena sehari-hari berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatika contohnya yaitu pemasangan infus. Hukum Pacal ditemukan oleh ilmuwan Prancis bernama Blaise Pascal.

Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Fenomena sehari berdasarkan Hukum Pascal contohnya yaitu mesin hidrolik dan rem hidrolik pada mobil.

Hukum Archimedes mengatakan sebuah benda yang tercelup di dalam fluida dapat menimbulkan gaya ke atas yang memiliki besar sama dengan berat fluida yang dipindahkan.        

Rumus Fluida Statis

Rumus fluida statis memudahkan untuk menghitung berdasarkan hukum fluida statis yang ada. Rumus fluida statis diantaranya yaitu rumus hukum pokok hidrostatik, rumus Hukum Pascal, dan rumus Hukum Archimedes.

Rumus Hukum Pokok Hidrostatik

P1 = P2   atau   p1gh1 = p2gh2  

Keterangan: 
p = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitas (m/s2)
h=tinggi permukaan zat cair (m)

Rumus Hukum Pascal

P= F1 / A1    atau  F2 = P2.A2 atau P2 = F2 / A2

Keterangan:
F1 = gaya pada pengisap 1 (N)
F2 = gaya pada pengisap 2 (N)
A1= luas penghisap 1 (m2)
A2 = luas penghisap 2 (m2)

Rumus Hukum Archimedes

FA = p . g . V

Keterangan:
FA  = gaya ke atas atau Archimedes (N)
p = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
V = volume benda tercelup (m3).

Contoh Soal Fluida Statis

Contoh soal memudahkan untuk memahami rumus fluida statis pada soal-soal berikut ini.  Berikut ini merupakan contoh soal fluida statis beserta pembahasannya.

1. Seorang tukang bangunan akan menaikkan batu bermassa 1 ton. Jika luas penampang pipa besar 100 kali luas penampang pipa kecil, berapakan gaya minimal yang diberikan agar batu bisa terangkat?

Pembahasan:

F1 = F
F2 = Wbatu  = (1000)(10) =10000 N
A1 : A2 = 1 : 100
F1 / A1   = F2 / A2
F  / 1     = 10000 / 100
F          =  100 N

Jadi, gaya minimal yang diberikan agar batu terangkat yaitu sebesar 100 N.

2. Seekor ikan berada pada kedalaman 25 meter di bawah permukaan air. Massa jenis air 1500 kg/m3, percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Berapakah tekanan hidrostatis yang dialami ikan?

Pembahasan:

Ph   =  pgh
Ph  = (1500)(10)(25)
Ph  = 375000 = 3,75 x 105 N/m2.

The post Fluida Statis: Hukum – Rumus dan Contoh Soalnya appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Fluida: Pengertian, Jenis dan Contoh Soalnya https://haloedukasi.com/fluida Fri, 15 Jan 2021 06:49:52 +0000 https://haloedukasi.com/?p=19283 Pengertian Fluida Fluida merupakan zat yang bisa mengalir dan berubah bentuk atau bisa dimampatkan apabila diberi tekanan. Zat yang termasuk ke dalam fluida adalah zat cair dan gas. Jenis Fluida Fluida ada dua jenis, yaitu fluida yang tidak mengalir (statis) dan fluida yang mengalir (dinamis) Fluida Tak Mengalir (Statis) Fluida statis adalah fluida yang berada […]

The post Fluida: Pengertian, Jenis dan Contoh Soalnya appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Pengertian Fluida

Fluida merupakan zat yang bisa mengalir dan berubah bentuk atau bisa dimampatkan apabila diberi tekanan. Zat yang termasuk ke dalam fluida adalah zat cair dan gas.

Jenis Fluida

Fluida ada dua jenis, yaitu fluida yang tidak mengalir (statis) dan fluida yang mengalir (dinamis)

Fluida Tak Mengalir (Statis)

Fluida statis adalah fluida yang berada dalam kondisi diam atau tidak bergerak atau dalam keadaan bergerak tetapi dengan kecepatan yang sama sehingga tidak terjadi gaya geser antar partikel-partikelnya.

Contoh dari fluida statis adalah air diam yang berada di dalam bak mandi.

Fluida memiliki sifat-sifat fisis yang mudah diamati ketika fluida dalam keadaat statis. Sifat-sifat fisis fluida antara lain:

  • Massa jenis
  • Tegangan permukaan
  • Kapilaritas
  • Viskositas

Beberapa perlu diketahui  terkait dengan fluida statis antara lain:

Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis terjadi akibat gaya berat fluida yang ada di atas suatu titik di dalam fluida. Rumus dari tekanan hidrostatis adalah: 

Keterangan:

Ph = tekanan hidrostatis (N/m’)
ρ =  massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h =  kedalaman titik dari permukaan fluida (m).

Contoh soal:

Sebuah tabung setinggi 20 cm penuh berisi air dengan massa jenis 1.000 kg/m3. Hitunglah tekanan hidrostatis di dasar tabung bila percepatan gravitasi adalah 10 m/s2.

Jawab:

h = 20 cm = 0,2 m
ρ = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ph = ρ x g xh = 1000 x 10 x 0,2 = 2.000 N/m2

Tekanan Total

Tekanan total adalah tekanan yang melibatkan perhitungan udara luar. Tekanan total biasa juga disebut dengan tekanan mutlak. Rumusnya adalah:

Keterangan :

Po adalah tekanan udara luar (1 atm = 1,013 x 105 N/m2)
PA adalah tekanan total / tekanan mutlak di titik A

Contoh soal :

Tentukanlah tekanan total di bawah permukaan air dengan kedalaman 10 cm jika tekanan udara luar adalah 1 atm dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s2.

Jawab:

PA = Po + ρ x g xh = 1,013 x 105 + 1000 x 10 x 0,1 = 1,023 x 105 N/m2

Hukum Pascal

Hukum Pascal menyatakan bahwa :

“Tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”

Secara matematis, rumus hukum pascal adalah:

Dimana:

F1 adalah gaya pada pipa 1
A1 adalah luas penampang pipa 1
F2 adalah gaya pada pipa 2
A2 luas penampang pipa 2

Contoh pemanfaatan hukum pascal adalah pada alat dongkrak hidrolik, mesin pres hidrolik, rem hidrolik, dan mesin hidrolik untuk mengangkat mobil.

Contoh soal:

Dua buah penghisap dari alat hidrolik mempunyai luas penampang masing-masing sebesar 2x 10-1 m2 dan 4 x 10-4 m2. Alat tersebut akan digunakan untuk mengangkat sebuah mobil yang beratnya 3 x 104 N. Hitunglah gaya yang harus diberikan kepada penghisap yang lebih kecil!

Jawab:

Hukum Archimedes

Berdasar hukum archimedes yang berbunyi:

“Sebuah benda dicelupkan pada zat cair maka benda tersebut akan mendapatkan gaya ke atas atau gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkan”. 

Maka persamaan hukum ini bisa dituliskan sebagai berikut :

Dimana:

FA adalah gaya tekan ke atas (N)
ρt adalah massa jenis fluida (kg/m3)
Vbf adalah volume benda yang tercelup ke dalam fluida (m3)
g adalah percepatan gravitasi (m/s2)

Ada tiga kondisi benda yang tercelup ke dalam fluida, yaitu:

  • Terapung, yaitu apabila benda yang tercelup ke dalam fluida memiliki massa jenis lebih kecil daripada massa jenis fluida ( ρb <  ρf).
  • Melayang, yaitu apabila massa jenis benda yang dicelupkan ke dalam fluida sama dengan massa jenis fluida tersebut ( ρb = ρf).
  • Tenggelam, yaitu apabila massa jenis benda yang dicelupkan ke dalam fluida lebih besar dibandingkan massa jenis fluida tersebut (ρb > ρf).

Adapun persamaannya adalah sebagai berikut :

Keterangan :

Vbf = Volume benda yang tercelup ke dalam fluida (m3)
Vb = Volume benda (m3)
hbf = tinggi benda yang tercelup ke dalam fluida (m)
hb = tinggi benda (m)
ρb = massa jenis benda (kg/m3)
ρf = massa jenis fluida (kg/m3)

Contoh soal:

Sebuah balok dimasukkan ke dalam air sehingga menenggelamkan ¾ bagian dari balok. Tentukan massa jenis dari balok tersebut!

Jawab:

Kapilaritas

kapilaritas merupakan peristiwa naik turunnya permukaan zat cair dalam sebuah pipa kapiler.

Persamaan dari kapilaritas adalah sebagai berikut:

Keterangan:

h = kenaikan atau penurunan zat cair dalam pipa kapiler (m)
ɤ= tegangan permukaan zat cair (N/m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
r = jari-jari alas pipa (m)

Contoh Soal:

Sebuah pipa dengan jari-jari 0,5 cm dimasukkan dengan posisi vertikal ke dalam air dengan sudut kontak 60˚. Apabila tegangan permukaan pada air adalah 0,5 N/m dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s2. Tentukanlah ketinggian air yang naik ke dalam pipa tersebut!

Jawab:

Fluida Mengalir (Dinamis)

Fluida dinamis adalah fluida yang mengalami pergerakan secara kontinyu atau terus menerus terhadap sekitarnya.

Fluida ideal adalah fluida yang:

  • Incompressible (tidak kompresibel), yakni massa jenis dan volumenya tidak berubah akibat tekanan yang diberikan.
  • Fluida berpindah tanpa mengalami gesekan dengan dinding pipa dimana fluida mengalir.
  • Aliran fluida bersifat stasioner, yakni kecepatan alirannya di sembarang titik berubah terhadap waktu. Dengan kata lain selama mengalir tidak ada fluida yang akan mendahului atau memotong titik lainnya.

Beberapa hal yang perlu diketahui terkait dengan fluida dinamis adalah:

Debit dan Persamaan Kontinuitas

Debit adalah banyaknya volume fluida yang mengalir melalui sebuah penampang tiap satuan waktu.

Persamaan debit secara matematis adalah:

Keterangan:

Q = Debit aliran fluida (m3/s)
V = Volume fluida yang mengalir (m3)
t = waktu (s)
A = Luas penampang fluida (m2)

Adapun persamaan perbandingan antara dua penampang adalah :

Contoh soal:

Sebuah pipa memiliki ujung-ujung penampang yang masing-masing ukurannya adalah 100 mm2 dan 200 mm2. Pipa tersebut dialiri air dari penampang yang lebar ke penampang yang kecil. Jika kecepatan aliran air pada saat di penampang besar adalah 2 m/s, maka tentukan:

  1. Berapa kecepatan aliran air saat di penampang kecil?
  2. Berapa banyaknya volume air yang mengalir tiap menit?

Jawab :

1. Kecepatan aliran air

A1 x V1 = A2 x V2

200 x 2 = 100 x V2

Maka  = 4 m/s

2. Volume air

Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli menyebutkan bahwa jumlah tekanan, energi potensial, dan energi kinetik per satuan volume mempunyai nilai yang sama di tiap titik di sepanjang aliran fluida ideal.

Adapun persamaannya bisa dituliskan sebagai berikut:

Keterangan :

P = tekanan (N/m2)
V = kecepatan aliran fluida (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian pipa dari tanah (m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

Terkait dengan hukum Bernoulli, perlu juga diketahui tentang gaya angkat pada sayap pesawat dan teorema Toricelli.

  • Gaya angkat pada sayap pesawat

Besarnya gaya angkat sayap pesawat terbang dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan :

F1-F2 = Gaya angkat pesawat terbang (N)
A = Luas penampang pesawat (m2)
V1 = Kecepatan udara di bagian bawah sayap pesawat (m/s)
V2 = Kecepatan udara di bagian atas sayap (m/s)
ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)

Contoh soal:

Sebuah pesawat terbang dengan luas permukaan sayap 50 m2 dengan kecepatan tertentu sehingga udara mengalir melalui bagian atas sayap dengan kelajuan 320 m/s dan melalui bagian bawah sayap dengan kelajuan 300 m/s. Tentukan besar gaya angkat pada sayap pesawat tersebut jika massa jenis udara adalah 1,3 kg/m3

Jawab:

  • Teorema Toricelli

Dalam teorema toricelli dinyatakan bahwa diameter lubang kebocoran pada dinding suatu tangki sangat kecil dibandingkan dengan diameter tangki, kelajuan air yang keluar dari lubang tersebut sama dengan kelajuan yang didapat jika air jatuh bebas dari ketinggian “h”.

Persamaannya adalah sebagai berikut:

Untuk kecepatan aliran air saat pertama kali keluar adalah:

Adapun jarak horizontal jatuhnya air ke tanah adalah:

Contoh Soal:

Sebuah tempat penampungan air yang diletakkan dengan ketinggian 6,8 m dari tanah mengalami kebocoran pada bagian dasarnya. Jika jarak kebocoran dengan tanah adalah 5m dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s2. Maka tentukanlah kecepatan aliran air yang bocor serta jarak maksimal pancaran air di tanah!

Jawab:

The post Fluida: Pengertian, Jenis dan Contoh Soalnya appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Kapilaritas: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal https://haloedukasi.com/kapilaritas Sat, 26 Sep 2020 22:30:21 +0000 https://haloedukasi.com/?p=10306 Pernahkah kita memperhatikan mengapa kain pel yang dicelupkan ke dalam ember yang berisi air menjadi basah? Karena di dalam kain pel terdapat lubang-lubang kecil yang mampu menarik air ke dalam kain pel sehingga kain pel menjadi basah. Fenomena inilah yang disebut dengan kapilaritas. Pengertian Kapilaritas Pengertian Secara Umum Kapilaritas secara umum diartikan sebagai peristiwa naik […]

The post Kapilaritas: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>
Pernahkah kita memperhatikan mengapa kain pel yang dicelupkan ke dalam ember yang berisi air menjadi basah?

Karena di dalam kain pel terdapat lubang-lubang kecil yang mampu menarik air ke dalam kain pel sehingga kain pel menjadi basah. Fenomena inilah yang disebut dengan kapilaritas.

Pengertian Kapilaritas

Pengertian Secara Umum

Kapilaritas secara umum diartikan sebagai peristiwa naik turunnya permukaan zat cair melalui kapiler atau lubang-lubang kecil.

Pengertian Menurut Para Ahli

  • Dudi Indrajit (2009) mendefinisikan kapilaritas sebagai peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair melalui lubang-lubang kecil atau kapiler.
  • Setya Nurachmandani (2009) mendefinisikan kapilaritas sebagai peristiwa naik atau turunnya zat cair di dalam pipa kapiler (pipa sempit).

Gejala Kapilaritas

Kapilaritas adalah fenomena naik turunnya permukaan zat cair melalui kapiler. Fenomena ini  dapat diamati melalui pipa kapiler. Melalui suatu percobaan, ditemukan beberapa hal sebagai berikut.

  • Jika pipa kapiler dimasukkan ke dalam tabung yang berisi air, permukaan air di dalam pipa kapiler akan naik.
  • Jika pipa kapiler dimasukkan ke dalam tabung yang berisi air raksa, permukaan raksa di dalam tabung akan turun. 

Hasil percobaan tersebut sekaligus menunjukkan bahwa fenomena kapilaritas disebabkan oleh adanya gaya kohesi dari tegangan permukaan dan gaya adhesi antara zat cair dengan dinding kapiler.

Pada fenomena pertama yaitu pipa kapiler dimasukkan ke dalam tabung yang berisi air, dalam pipa kapiler gaya adhesi lebih besar daripada gaya kohesi sehingga air akan naik dan mengalami meniskus cekung.

Sebaliknya, pada fenomena kedua yaitu pipa kapiler dimasukkan ke dalam tabung yang berisi air raksa, dalam pipa kapiler gaya adhesi lebih kecil daripada gaya kohesi sehingga air raksa akan turun dan mengalami meniskus cembung.

Selain disebabakan oleh adanya gaya kohesi dan gaya adhesi, naik turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang terjadi pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa.

Rumus Kapilaritas

Kapilaritas adalah fenomena naik turunnya permukaan zat cair melalui kapiler atau lubang-lubang kapiler. Naik turunnya zat cair dalam pipa secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rumus Kapilaritas

Keterangan :
h = tinggi zat cair (m)
γ = tegangan permukaan dalam pipa kapiler (N/m)
θ = sudut kontak
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3 )
g = percepatan gravitasi (m/s2 )
r = jari-jari pipa kapiler (m).

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Sebuah pipa kapiler yang jari-jarinya 1 mm berisi raksa yang massa jenisnya 13,6 g/cm3. Jika sudut kontak, tegangan permukaan, dan percepatan gravitasi berturut-turut 120°, 1,36 N/m, 10m/s2, maka tentukan penurunan raksa dalam pipa kapiler tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui :
r =1 mm = 10-3 m
ρ = 13,6 g/cm3 = 13.600 kg/m3
θ =  120°, cos  120° = 0,5
γ = 1,36 N/m
g = 10m/s2

Ditanyakan : h = …

Jawab :

Pembahasan Contoh Soal 1 Kapilaritas

Jadi, penurunan raksa dalam pipa kapiler tersebut adalah sebesar 1 cm.

2. Berapa tinggi air yang naik dalam pipa yang jari-jarinya 0,15 mm jika sudut kontaknya nol?  γ untuk air adalah 0,073.

Penyelesaian :

Diketahui :
r = 0,15 mm = 1,5 x 10-4 m
ρ = 1.000 kg/m3
γ = 0,073 N/m
θ =  0°, cos 0° = 1

Ditanyakan : h = …

Jawaban :

Jadi, tinggi air dalam pipa = 9,93 cm.

Manfaat dan Kerugian Kapilaritas

Dalam kehidupan sehari-hari, gejala kapilaritas dapat mendatangkan manfaat maupun kerugian bagi manusia.  

Manfaat kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari antara lain sebagai berikut. 

  • Pada kompor minyak, gejala kapilaritas bermanfaat untuk menyerap atau menarik minyak tanah melalui sumbu kompor.
  • Pada tanaman, gejala kapilaritas bermanfaat untuk mengisap air dari akar menuju daun-daunan melalui pembuluh kayu pada batang tanaman.
  • Gejala kapilaritas juga bermanfaat untuk mengisap air pada benda yang basah melalui kertas isap atau kain sehingga benda tersebut menjadi kering.

Adapun kerugian kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari salah satunya adalah dapat membuat dinding rumah menjadi lembab sehingga tidak baik bagi kesehatan. 

Lembabnya dinding rumah disebabkan ketika musim penghujan, air akan merambat naik melalui pori-pori dinding sehingga dinding menjadi lembab.

The post Kapilaritas: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

]]>