A. TEKANAN
Tekanan Hidrostatik
Tekanan hidrostatis adalah tekanan akibat fluida (zat cair atau gas).
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {P_h = \rho_f \:.\: g \:.\: h \quad \dotso \: \text{Pa}}\)
\(P_h\) = tekanan hidrostatis
\(\rho_f\) = massa jenis fluida
\(g\) = percepatan gravitasi
\(h\) = kedalaman fluida diukur dari permukaan cairan
Tekanan Mutlak
Tekanan mutlak (tekanan total) pada dasar tabung adalah jumlah dari tekanan hidrostatis akibat cairan dan tekanan atmosfer.
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {P = P_o + \rho_f \:.\: g \:.\: h}\)
\(P_o\) = tekanan atmosfer = 1 atm atau 100.000 Pa
B. MANOMETER
Manometer adalah sebuah pipa berbentuk U yang diisi oleh cairan tertentu. Manometer digunakan untuk mengukur tekanan gas. Manometer juga dapat digunakan untuk menentukan massa jenis cairan.
Ada 2 jenis manometer, yaitu manometer terbuka dan manometer tertutup.
MANOMETER TERBUKA
MANOMETER TERTUTUP
Prinsip dasar manometer adalah dua titik yang berada pada posisi sejajar memiliki tekanan yang sama.
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {P_A = P_B}\)
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {P_A = P_B}\)
C. HUKUM PASCAL
Gaya yang dialami oleh zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dan sama besar.
\(P_1 = P_2 \)
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {\dfrac{F_1}{A_1} = \dfrac{F_2}{A_2}}\)
\(P_1\) dan \(P_2\) = tekanan pada titik 1 dan 2
\(F_1\) dan \(F_2\) = gaya tekan pada titik 1 dan 2
\(A_1\) dan \(A_2\) = luas penampang titik 1 dan 2
D. HUKUM ARCHIMEDES
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam suatu zat cair akan mengalami gaya ke atas.
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {F_A = \rho_f \:.\: g \:.\: V_{\text{t}}}\)
\(F_A\) = gaya ke atas atau gaya Archimedes
\(\rho_f\) = massa jenis fluida
\(g\) = percepatan gravitasi
\(V_t\) = volume benda di dalam fluida
E. TEGANGAN PERMUKAAN
Permukaan zat cair dapat diibaratkan seperti selaput tipis yang dapat menahan beban di atasnya. Besarnya beban yang dapat ditahan tergantung dari nilai tegangan permukaan.
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {\gamma = \dfrac{F}{2 \:.\: L}} \quad \dotso \: \text{N/m}\)
\(\gamma\) = tegangan permukaan
\(L\) = panjang permukaan zat cair
F. KAPILARITAS
Zat cair dalam pipa akan mengalami kenaikan/penurunan permukaan, tergantung dari sifat kohesi/adhesinya. Kohesi adalah gaya tarik-menarik molekul-molekul sejenis, dan adhesi adaah gaya tarik-menarik molekul-molekul berbeda jenis.
Bila sifat kohesi lebih besar daripada sifat adhesi, maka permukaan zat cair akan turun. Sebaliknya, bila sifat adhesi lebih besar daripada sifat kohesinya, permukaan zat cair akan naik.
Besar kenaikan atau penurunan permukaan zat cair adalah:
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {y = \dfrac{2 \:.\: \gamma \:.\: \cos \theta}{\rho_f \:.\: g \:.\: r}}\)
\(y\) = kenaikan atau penurunan zat cair
\(\gamma\) = tegangan permukaan
\(\theta\) = sudut kontak
\(\rho_f\) = massa jenis zat cair
\(r\) = jari-jari wadah
G. VISKOSITAS
Viskositas fluida adalah gaya gesekan di dalam fluida.
Besarnya gaya gesekan dalam fluida pada benda berbentuk bola, menurut hukum Stokes adalah:
\(\bbox[5px, border: 2px solid magenta] {F_s = 6 \pi \:.\: \eta \:.\: r \:.\: v}\)
\(F\) = gaya gesekan
\(\eta\) = koefisien viskositas
\(r\) = jari-jari bola
\(v\) = kecepatan bola dalam fluida
H. KECEPATAN TERMINAL
Saat benda dijatuhkan ke dalam fluida, benda mengalami percepatan gravitasi sehingga kecepatannya meningkat. Saat kecepatan meningkat, gaya gesekan juga akan semakin besar. Gaya gesekan akan semakin besar sampai pada suatu waktu dimana percepatan benda nol.
\begin{equation*}
\begin{split}
& \Sigma F = m \:.\: a \\\\
& w - F_s = m \:.\: a \\\\
& m \:.\: g - 6 \pi \:.\: \eta \:.\: r \:.\: v = 0 \\\\
& 6 \pi \:.\: \eta \:.\: r \:.\: v = m \:.\: g \\\\
& 6 \pi \:.\: \eta \:.\: r \:.\: v = \rho_b \:.\: V \:.\: g \\\\
& 6 \pi \:.\: \eta \:.\: r \:.\: v = \rho_b \:.\: \frac 43 \pi \:.\: r^3 \:.\: g \\\\
& \bbox[5px, border: 2px solid magenta] {v = \frac {2 \:.\: \rho_b \:.\: r^2 \:.\: g}{9 \:.\: \eta}}
\end{split}
\end{equation*}