Hukum Archimedes dan Hukum Utama Hidrostatis

Hukum Archimedes

Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Maka bunyinya, bahwa setiap benda yang dicelupkan seluruh atau sebagian dari permukaan benda akan mengalami gaya ke atas (Fa) sebesar zat cair yang dipindahkan. Sementara ketika di udara,benda memiliki berat yang sesungguhnya.

Wu = mg

Ketika dalam air, benda dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:

Ws = Wu -Fa

Keterangan:     ws = berat semu (N)

                      wu = berat sesungguhnya (N)

                      Fa = gaya angkat keatas (N)

Gaya angkat ke atas ini disebut juga gaya apapun:

Definisi I gaya apung:

Gaya yang dikerjakan fluida pada benda yang timbul karena selisih gaya hidrostatik yang dikerjakan fluida antara permukaan bawah dnegan permukaan atas.

Bila tekanan fluida pada sisi atas dan sisi bawah benda yang mengapung masing-masing p1 dan p2, maka gaya yang dikerjakan pada balok pada sisi atas dan bawah adalah:

F1 =p1A

F2 =p2A

Gaya ke atas yang bekerja pada balok merupakan resultan gayaF1 danF2.

Fa = ∑F

Fa =F2 -F1

Fa = p2A- p1A

Fa = (p2A - p1)A

Fa = (h2 - h1)ρgA

Keterangan: Ρ =massa jenis air (1000kg/m3)

                    V = volume air di dasar balok (m3)

                    ρgV = mg berat air (N)

                    Fa    =berat zat cair yang dipindahkan oleh benda (N)

Hukum Utama Hidrostatika

Apabila suatu wadah dilubangi di dua sisi yang berbeda dengan ketinggian yang sama dari dasar wadah, maka air akan memancar dari ke kedua lubang tersebut dengan jarak yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa pada kedalaman yang sama tekanan air sama besar.

Disamping itu kita juga sudah mengetaahui bahwa tekanan hidrostatis di dalam suatu zat cair pada ke dalaman yang sama memiliki nilai yang sama.

Berkaitan dengan hal tersebut, dalam fluida statik terdapat sebuah hukum yang menyatakan tekanan hidrostatis pada titik – titik di dalam zat cair yang disebut dengan Hukum Utama Hidrostatis.

Hukum Utama hidrostatis menyatakan bahwa :

Tekanan hidrostatis suatu zat cair hanya bergatung pada tinggi kolom zat cair (h), massa jenis zat cair (r) dan percepatan grafitasi (g), tidak bergantung pada bentuk dan ukuran bejana, perhatikan gambar berikut :

Gambar : tiga buah bejana berbeda bentuk berisi zat cair yang sama dengan ketinggian   yang sama memiliki tekanan hidrostatis yang sama besar pada tiap bejana.

Kelima bejana di atas di isi dengan air yang sama dengan ketinggian yang sama. Tekanan hidrostatis pada tiap dasar bejana sama besar, sedangkan berat zat cair pada tiap bejana berbeda.

Sebuah tabung berbentuk U berisi minyak dan dan air seperti tampak pada gambar di bawah.

Titik A dan titik B berada pada satu bidang datar dan dalam satu jenis zat cair. Berdasarkan hukum utama hidrostatis maka kedua titik tersebut memiliki tekanan yang sama, sehingga

 

VISKOSITAS ( KEKENTALAN ZAT CAIR )

VISKOSITAS

A.    Teori Dasar Viskositas merupakan suatu sifat fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Viskositas sering diartikan sebagai kekentalan. Viskositas sebenarnya disebabkan oleh kohesi dan pertukaran momentum molekuler di antara lapisan-lapisan fluida dan pada waktu berlangsungnya aliran, efek ini terlihat sebagai tegangan tangensial atau tegangan geser di antara lapisan yang bergerak. Akibat adanya gradien kecepatan, akan menyebabkan lapisan fluida yang lebih dekat pada plat yang bergerak, dan akan diperoleh kecepatan yang lebih besar dari lapisan yang lebih jauh. Cairan yang mempunyai viskositas lebih tinggi akan lebih lambat mengalir didalam pipa dibandingkan cairan yang viskositasnya lebih rendah. Sebuah benda yang bergerak dalam fluida yang punya viskositas lebih tinggi mengalami gaya gesek viskositas yang lebih besar daripada jika benda tersebut bergerak didalam fluida yang viskositasnya lebih rendah. Tujuan mempelajari viskositas ini adalah memahami bahwa benda yang bergerak di dalam fluida akan mendapatkan gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida tersebut. Selain itu, dapat menentukan koefisien kekentalan dari fluida. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas antara lain adalah koefisien kekentalan zat cair itu sendiri, massa jenis dari fluida tersebut, bentuk atau besar dari partikel fluida tersebut, karena cairan yang partikelnya besar dan berbentuk tak teratur lebih tinggi dari pada yang partikelnya kecil dan bentuknya teratur. Selain itu juga suhu, semakin tinggi suhu cairan semakin kecil viskositasnya, semakin rendah suhunya maka semakin besar viskositasnya.