Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas tentang fluida, densitas, tekanan, dan tekanan hidrostatis. Fluida memiliki sifat unik yang dapat menyesuaikan bentuknya sesuai dengan wadahnya. Densitas fluida merupakan rasio antara massa dan volume, sedangkan tekanan adalah gaya per luas penampang fluida. Tekanan hidrostatis meningkat seiring dengan kedalaman fluida, yang akan dibahas lebih lanjut terkait dengan Hukum Paskal.

Kalau kita bicara fluida, maka kita bicara tentang, kita akan ulangi ya, bagaimana kita merepresentasikan fluida

atau bagaimana kita melihat fluida. Karena tentu saja dengan sifatnya yang cukup unik itu

dia bisa menyesuaikan diri bentuknya sesuai dengan wadahnya, artinya kalau dimasukkan ke dalam botol

dia akan berbentuk botol, dimasukkan ke dalam kotak dia akan berbentuk kotak, artinya ketika kita ingin

mempelajari bagaimana dia bergerak, tentang dinamikanya, tentang kinematikanya, kita tidak bisa lagi memandang

fluida sama seperti balok, bola, atau papan, atau apapun yang kita pelajari ketika kita belajar tentang

benda tegar dan benda titik. Oleh karena itu kita mulai dengan bagaimana kita merepresentasikan fluida.

Misalkan kita bisa lihat di sini sebuah ilustrasi di mana ada bejana, atau gelas, atau bak yang berisi air.

Dan tentu saja untuk fluida ini, sekali lagi saya ingatkan kita tidak hanya akan belajar tentang air.

Air adalah salah satu jenis fluida, tapi pada dasarnya segala jenis yang bisa mengalir, molekulnya mengalir

dalam suatu aliran maka itu adalah jenisnya fluida dan memenuhi persamaan soal fluida.

Jadi tidak cuma air atau cairan, tapi juga gas itu pun akan bisa memenuhi sifat fluida.

Walaupun nantinya ketika kita membicarakan soal gas, kita akan berbicara hal yang lain lagi setelah ini.

Jadi kita mungkin akan lebih enak membayangkannya dengan kita membayangkan ada air atau cairan.

Kalau kita bayangkan ada sebuah cairan, dan ketika tertentu diletakkan pada suatu bejana,

Maka kalau kita tinjau sebongkah air dengan volume tertentu,

maka representasi atau kita memandang bagaimana air itu bergerak,

itu dengan cara kita melihat seolah-olah ada satu bagian atau satu bagian volume air

yang memiliki masa tertentu yang kita bayangkan seperti benda titik atau benda tegar yang kita tinjau

pada saat kita membahas dinamika di babak sebelumnya.

Jadi misalkan disini, karena disini bentuknya adalah bejana,

bentuknya balok, maka saya bayangkan disini ada balok dengan volume tertentu,

dengan istilahnya panjang dan lebar dan tinggi tertentu,

dia akan punya volume tertentu, dan sejumlah volume tertentu dari air ini akan memiliki masa tertentu juga,

tapi merepresentasikan dari fluida ini bukan lagi dengan masanya saja,

bukan lagi dengan volumenya, tapi dengan rasio antara masa dengan volume

atau yang lebih kita kenal sebagai densitas, dengan satuan kilogram per meter kubik untuk SI-nya.

Jadi artinya, pada saat kita melihat fluida yang sedang bergerak,

kita tidak lagi melihat berapa masa fluidanya,

tapi kita melihat bagaimana densitas dari fluida,

kalau kita bisa bayangkan, karena densitas itu mewakili ukuran kelembaman dari si fluida,

sama seperti masa dan momen inersia ketika kita membahas gerak translasi dan gerak rotasi.

Lalu, ketika kita bicara soal gaya, yaitu tentang interaksi dari luar yang menyebabkan suatu benda bergerak,

maka kita tidak lagi bisa membahas soal gaya,

karena gaya berhubung, berkaitan dengan seberapa besar kontak gaya tersebut terhadap fluidanya.

Karena kalau misalnya kita lihat ada bejana, kita hanya dorong di sisi atas,

maka yang bergejolak itu hanya bagian atasnya saja,

bergantung pada luas penampang dari fluida yang dikenai gaya tersebut.

Karena kalau kita kasih gaya hanya segini, yang bergejolak hanya yang di atas,

yang di bawah mungkin lebih tenang karena gaya tidak sampai di bawah,

tapi jika gaya yang diberikan cukup besar, semuanya bergoyang,

baru kemudian kita bayangkan satu fluida total ini bergerak.

Artinya, bukan hanya terhadap gaya yang kita harus lihat,

tapi kita perkenalkan satu varian besar yang lain yaitu tekanan.

Tekanan itu adalah rasio atau perbandingan antara gaya per luas penampang fluida yang dikenai gaya.

Satuan dari tekanan adalah pascal, yang sebanding dengan 1 newton per meter kuadrat.

Nah sekarang, bagaimana kita mendefinisikan terkait gaya atau tekanan yang diberikan oleh fluida

bergantung kepada keadaannya atau posisinya.

Kalau misalkan disini ada satu kubus fluida, kubus air disini,

misalnya saya tinjau disini sumbu Y vertikal, artinya sisi paling atas,

sisi atas itu kita definisikan ada di ketinggian Y1 atau di kedalaman Y1,

sedangkan sisi yang paling bawah itu ada di kedalaman Y2.

Karena molekul fluida, molekul air itu lebih bebas dibandingkan molekul

dari benda padat yang kita pelajari sebelumnya,

maka kita bisa bayangkan molekul tersebut bisa bergerak ke segala arah,

sehingga kalau kita bayangkan ini adalah balok yang kita khususkan,

maka dia akan mengalami gaya atau dorongan dari bagian bawah,

dari bagian atas, dari kanan, dari kiri, dari depan sini dan dari belakang.

Artinya dari segala ala setiap sisi kubus dari fluida yang kita tinjau

Hanya karena ada densitas yang mengandung masa,

maka sebongkah volume fluida ini pun akan mengalami gaya gravitasi

Kita bayangkan ini adalah lantai, bumi ada di bawah,

artinya karena ada gravitasi ke bawah dan kalau kita tinjau asumsikan

air dalam menjana ini setimbang, semestinya gaya ke atas

dengan gaya ke bawah itu kan harusnya sama.

Tapi di sini ada dua gaya, gaya dari ketinggian 1 dan gaya dari ketinggian 2.

Sedangkan untuk gaya dari depan dan belakang itu karena tidak ada gaya lain

yang mempengaruhi, dia akan saling meniadakan.

Dari kanan dan kiri akan saling meniadakan.

Sehingga kalau kita tinjau hukum Newton bahwa bongkahan

atau representasi air itu kita anggap diam atau benjanya diam,

Sehingga F2 dikurangi dengan F1, dikurangi dengan M x G,

saya langsung saja ya, itu akan sama dengan 0.

Lalu dengan definisi yang kita sudah dapatkan di sini bahwa F akan sama dengan P x A

dan kita tinjau dia kubus atau balok dengan luas menampang atas dan bawah yang sama,

maka kita akan melihat di sini F2 akan sama dengan P2 x A2,

ini akan sama dengan P1 x A1, akan sama dengan M x G.

Artinya kalau kita lihat M di sini, kita substitusi dari persamaan densitas,

kita akan punya P2 x A, dikurangi dengan P1 x A,

Karena tentu saja kita ambil bongkahan yang punya hal yang sama,

artinya A1 itu akan sama dengan A2, sama dengan A,

itu akan sama dengan M, itu akan sama dengan densitas x volume x G.

Nah, sedangkan V di sini, volume untuk balok kalau Anda lihat di situ,

itu akan sama dengan luas alas, mau di atas atau di bawah sama saja,

Nah kalau kita melihat G arahnya ke atas positif,

artinya kalau kita ambil di sini adalah 0, maka ini minus Y1,

ini adalah minus Y2, maka ketinggian dari sini selisihnya adalah,

atau pada dasarnya Y2 punya nilai lebih besar, lebih dalam,

artinya ini akan sama dengan harga mutlak Y2 dengan Y1,

atau kita namakan dia kedalaman, kalau misalnya Y1 kita tarik ke atas,

Nah sehingga kalau kita selesaikan di sini,

Fluida, Densitas, Tekanan, Tekanan Hidrostatis

DEKSRIPSI

PENGAJAR

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

DEKSRIPSI

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.