Permukaan Zat Cair

Pernahkah kalian mengamati bentuk tetesan air, permukaan air  pada suatu permukaan atau wadah ? Pada bagian ini, kita akan mempelajari bagaimana permukaan zat cair dalam keadaan diamnya, baik dalam sebuah wadah atau pada permukaan tertentu.

Materi permukaan zat cair meliputi

1. Fenomena permukaan zat cair
2. Tegangan Permukaan
3. Gejala kapiler
4.  Viskositas Fluida

Permukaan zat cair dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat pada gambar berikut ini:

mengapa tetesan air mendekati bentuk bola dan serangga bisa berdiri di atas permukaan air? peristiwa tersebut dikarenakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan tipis elastis. selanjutnya pernyataan ini disebut dengan Tegangan permukaan.

Mengapa terjadi tegangan permukaan?

Kita ketahui bahwa air juga benda yang lainnya memiliki pertikel penyusun masing-masing. misalnya pada gambar di atas terdapat partikel air dan partikel penyusun daun talas. Air di atas daun talas terlihat “senang bersatu” atau lebih kuat berikatan dengan partikel air lainnya di banding partikel daun talas.

Dengan demikian dapat kita katakan terjadi gaya tarik menarik dengan partikel yang sejenis atau disebut gaya kohesi. dan juga gaya tarik menarik antara partikel yang tidak sejenis atau disebut gaya adhesi. Jadi Gaya kohesi air lebih besar dari gaya adhesi nya.

Resultan dari gaya tarik partikel-partikel di bagian permukaan air, menyebabkan lapisan permukaan seakan-akan tertutup oleh hamparan selaput yang tipis elastis menyusut sekuat mungkin. Akibat tegangan permukaan air ini, setetes cairan cenderung berbentuk bola karena permukaan air tidak menghampar luas akan tetapi menyusut membentuk permukaan yang sempit. “Bayangkan ketika kita memiliki selembar kertas, partikel-partikel di tepi- tepi kertas kita tarik dan dekatkan dengan partikel yang ada di bagian tengah” . Tentunya kita akan mendapatkan bentuk yang mendekati bola atau permukaannya menyempit.

Rumus Tegangan permukaan

Tegangan Permukaan (γ) didefinisikan sebagai perbandingan gaya tegangan permukaan (F) dan panjang permukaaanya (L)

γ= F/d  ….satuan N/m

d = 2 L

FLUIDA (PENDAHULUAN)

Pada pokok bahasan dinamika gerak dan elastisitas kita telah membahas benda tegar yang dapat bergerak translasi/rotasi ketika diberikan gaya, bahkan gaya dapat merubah bentuk benda. Benda tegar di kategorikan pada benda berwujud zat padat. Nah..di alam ini terdapat zat yang dapat mengalir seperti air dan gas. Kedua zat ini di golongkan sebagai FLUIDA.

Air memiliki karakter yang khusus karena bisa berwujud padat, cair dan gas. Mempelajari fluida menjadi sangat menarik ketika kita melihat begitu banyak teknologi dalam kehidupan yang melibatkan konsep-konsep fluida.

Studi Fluida di bagi dua yaitu Fluida dalam keadaan diam ( disebut Fluida statik) dan fluida dalam keadaan bergerak/mengalir disebut Fluida dinamik.

Apa saja materi di dalamnya? ikuti terus pembahasannya di blog ini.

Part1: Pendahuluan

#Part2: Tekanan

#Part3: Massa jenis

#Part4: Tekanan Hidrostatis

#Part5: Hukum Pokok Hidrostatis

#Part6: Hukum Pascal

#Part7: Hukum Archimedes  

             Kisah Archimedes,   

             Penerapan Hukum Archimedes, 

 

Fluida kesucian

ketika semuanya harus terjadi…
adakalanya hati ini terus tertekan
kubasuhkan fluida kesucian.
agar sedikit demi sedikit kapilaritas kesabaran tiba di hati
semakin lama massa jenis kesabaran pun meningkat.
rasanya kini semakin tegar.
sanggupkah menaggung semua amanat ini..
ah…kenapa harus ada kata galau dalam kamusku.
ah..masa aku harus bilang wow gitu!
its show time! lihat pertunjukkanku!

selasa, 23 oktober 2012

Persamaan Kontinuitas

Pengamatan.

1. Pada saat Anda akan menyemprotkan air dengan menggunakan selang, cobalah ujung selang dipencet, maka air yang keluar akan menempuh lintasan yang cukup jauh. Sebaliknya ketika selang dikembalikan seperti semula maka jarak pancaran air akan berkurang. Dari  Fenomena fisika tersebut, kita peroleh bahwa  luas  penampang pipa mempengaruhi laju aliran fluida.
2. Pernahkan kalian berarung jeram, atau naik perahu di sungai? Kalau kita perhatikan ketika orang berperahu disebuah sungai akan merasakan arus bertambah deras ketika sungai menyempit.

TEKANAN HIDROSTATIS (Ph)

Pada postingan saya sebelumnya, saya sudah menjelaskan tentang konsep tekanan dan massa jenis. Kedua konsep tersebut sangat penting untuk di pahami sebagai prasyat anda mempelajari konsep fluida berikutnya.

Sekarang kita akan mengamati bagaimana sifat air ketika sedang diam.

Kita mulai….Suatu fluida dapat dianggap tersusun atas lapisan-lapisan air dan setiap lapisan memberi tekanan pada lapisan bawahnya. Besar tekanan itu bergantung pada kedalaman, sehingga lapisan fluida paling  bawah akan memiliki tekanan paling besar. ( lihat analogi tumpukan manusia, tentunya orang yang di posisi terbawah akan merasakan tekanan paling besar).. Setiap bagian di dalam fluida statis akan mendapat tekanan zar cair yang hanya disebabkan beratnya air diamnya (hidrostatis)  disebut Tekanan Hidrostatis “P_h”. Contoh nyatanya ketika sebuah bola yang di masukkan ke dalam air, ketika kita lepaskan akan mendapat gaya ke atas.

Besarnya tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada massa jenis zat cair, percepatan gravitasi bumi dan kedalamannya. Secara matematis tekanan hidrostatis disuatu titik (misal didasar balok) diturunkan dari konsep tekanan. Berat air kita rumuskan

  w = m.g = ρ V g = ρA h g

maka

Ket : P_h = Tekanan Hidrostatis (N/m²) ; h =kedalaman/tinggi diukur dari permukaan fluida (m) ; g = percepatan gravitasi (m/s²)

Jika  tekanan udara luar (P_atm) mempengaruhi tekanan hidrostatis maka tekanan total/ Mutlak pada suatu titik adalah

berdasarkan rumus di atas tekanan hidrostatis di suatu titik dalam fluida diam tergantung pada kedalaman titik tersebut, bukan pada bentuk wadahnya oleh karena itu semua titik akan memiliki  tekanan hidrostatis yang sama. Fenomena ini disebut sebagai Hukum Utama Hidrostatis.

Contoh Soal: Pada kedalaman 1000 m di bawah permukaan laut, Tekanan mutlaknya adalah…

Sedangkan Nilai tekanan yang diukur oleh alat ukur pengukur tekanan disebut tekanan gauge. Adapun tekanan yang sesungguhnya disebut tekanan mutlak. Besarnya tekanan mutlak dirumuskan

Tekanan mutlak = Tekanan gauge + tekanan atmosfer

 

MASSA dan MASSA JENIS

Massa benda (m) menunjukkan banyaknya zat yang dikandung suatu benda. sedangkan massa jenis menunjukkan menunjukkan besarnya massa per satuan volume tertentu. Dengan kata lain, pada volume yang sama, massa benda bisa saja berbeda.

Contohnya, sebuah balok kayu dan balok busa jok motor. tentunya dalam volume yang sama, massa kedua benda berbeda. Ini menunjukkan Kepadatan / kerapatan jenis benda tersebut berbeda. Massa jenis benda disebut juga rapat massa /

Massa jenis atau rapat massa (ρ) adalah suatu besaran turunan yang diperoleh dengan membagi massa suatu benda atau zat dengan volumnya. Secara matematis massa jenis ditulis:Keterangan: ρ adalah massa jenis; m adalah massa; V adalah volume.

Satuan massa jenis dalam ‘CGS [centi-gram-sekon]’ adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm³). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m^-3)

Contoh Massa jenis air murni adalah 1 g/cm³ = 1000 kg/m³

cara konversi

Referensi: Buku Fisika Marthen Kanginan

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Berikut tabel beberapa massa jenis zat

Nama zat	ρ dalam kg/m3	ρ dalam gr/cm3
Air (4 derajat Celcius)	1.000 kg/m3	1 gr/cm3
Alkohol	800 kg/m3	0,8 gr/cm3
Air raksa	13.600 kg/m3	13,6 gr/cm3
Aluminium	2.700 kg/m3	2,7 gr/cm3
Besi	7.900 kg/m3	7,9 gr/cm3
Emas	19.300 kg/m3	19,3 gr/cm3
Kuningan	8.400 kg/m3	8,4 gr/cm3
Perak	10.500 kg/m3	10,5 gr/cm3
Platina	21.450 kg/m3	21,45 gr/cm3
Seng	7.140 kg/m3	7,14 gr/cm3
Udara (27 derajat Celcius)	1,2 kg/m3	0,0012 gr/cm3
Es	920 kg/m3	0,92 gr/cm3

Kenapa air ga bisa digigit?

Pada suatu kesempatan, putriku sedang makan  tiba-tiba dari mulutnya berkata, “ bu, ko kenapa air ga bisa digigit sih…? aduh, gimana cara menjawabnya ya..? kalau dijawab secara ilmiah,apakah ia akan mengerti? dan kebetulan juga ditangannya sedang memegang makanan jeli berbentuk es lilin. nah.. kenapa jeli ini ga jatuh /pecah?

Untuk pertanyaan seumuran 4 tahun perlu penjelasan yang cocok buat dia. bagi anda yang kebetulan baca artikel ini, kira-kira apa jawaban yang cocok untuk menjawab pertanyaan itu? silahkan anda jawab di bagian komentar di bawah ini.