Tekanan Fluida Statis dan Dinamis, Rumus dan Materi Lengkap

Dimana:

F_angkat =F₁-F₂ adalah gaya angkat pesawat (N)
p adalah massa jenis udara (kg/m³)
A adalah luasan sayap pesawat (m²)
v1 adalah kecepatan aliran udara pada bagian atas sayap (m/s)
v2 adalah kecepatan aliran udara pada bagian bawah sayap (m/s)

Viskositas

Viskositas atau kekentalan mengacu pada kemampuan fluida untuk mengalir. Semakin rendah viskositas benda, maka kecepatan gerak fluida semakin cepat. Sedangkan apabila viskositasnya besar, maka kecepatanya geraknya semakin kecil.

Dimana F adalah besarnya gaya yang dibutuhkan untuk dapat menggerakan suatu lapisan fluida ditentukan oleh kelajuan tetap (v) untuk luas keping yang telah bersentuhan dengan fluida (A) dan berjarak (l) dari keping yang diam.

Hukum Stokes

Hukum stokes menjelaskan bahwa viskositas menyebabkan kelajuan lapisan-lapisan fluida tidak sepenuhnya sama pada sebuah pipa, karena ada gaya gesekan.

Gaya gesekan suatu bola yang bergerak dalam fluida sejati dirumuskan sebagai berikut.

Dimana:

F_f adalah gaya gesek fluida (N)
η adalah koefisien viskositas (Pa.s)
r adalah jari-jari bola (m)
v adalah kelajuan bola (m/s)

Kecepatan Terminal

Kecepatan terminal adalah kecepatan terbesar konstan yang dialami benda yang jatuh bebas dalam suatu fluida sejati atau kental.

Dimana kecepatan terminal terjadi saat gaya berat, gaya ke atas fluida, dan gaya gesekan fluida dalam keadaan setimbang sehingga dirumuskan sebagai berikut.

Dimana:

v_t adalah kecepatan terminal (m/s)
r adalah jari-jari bola (m)
η adalah koefisien viskositas (Pa.s)
p_b adalah massa jenis benda (kg/m³)
p_f adalah massa jenis zat cair (kg/m³)

Persamaan Poiseuille

Volume V yang mengalir setiap detik melalui sebuah tabung dengan jari-jari a dan memiliki panjang L, dibawah pengaruh tekanan. Rumus volumenya menurut Persamaan Poiseuille yaitu

Dimana, V adalah volume zat cair (m³), P adalah tekanan (Pa), a adalah jari-jari tabung (m) dan L adalah panjang tabung (m)

Rumus Tekanan Fluida

Tekanan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas bidang tekan. Untuk tekanan benda padat kita kenal rumus sebagai berikut.

P = F/A

P = tekanan
F = gaya
A = luas permukaan bidang tekan

Fluida memiliki 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 sebagai berikut.

P = ρ g H

P = tekanan hidrostatis
ρ = massa jenis air (massa/volume)
H = kedalaman dari permukaan fluida

Agar lebih mudah memahaminya, perhatikan contoh soal berikut.

Baca Juga: Rumus Periode Getaran dan Frekuensi Getaran

Baca Juga: Cara Membuat R Tabel Product Moment

Baca Juga: Cara Menghitung Rumus Luas Permukaan Prisma

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

Demikian pembahasan singkat mengenai tekanan fluida. Semoga pembahasan kali ini dapat bermanfaat, ya.