Fisika: August 2013

Saturday, August 31, 2013

Arus bolak-balik

Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut

daya Listrik

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam sirkuit listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu(joule/detik).

Lampu listrik dengan daya 8 watt

3000 Watt 24 volt Inverter with built in charger and transfer switch.

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan listrik menimbulkan kerja. Peranti mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik (motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpan energi seperti batera

Dalam rangkaian listrik

Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai nama fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.

$P = V I \,$

di mana

$P$ adalah daya (watt atau W)

$I$ adalah arus (ampere atau A)

$V$ adalah perbedaan potensial (volt atau V)

Sebagai contoh, lampu dengan daya 8 watt yang dipasang pada voltase (beda potensial) 220 V akan memerlukan arus listrik sebesar 0,0363636 A atau 36,3636 mA :

$8\,\mbox{W} = 220\,\mbox{V} \cdot 0,0363636\,\mbox{A}$ .

Hukum Joule dapat digabungkan dengan hukum Ohm untuk menghasilkan dua persamaan tambahan

$P = I^2 R\, = \frac{V^2}{R} \,$

di mana

$R$ adalah hambatan listrik (Ohm atau Ω).

sebagai contoh:

$(2\,\mbox{A})^2 \cdot 6\,\Omega = 24\,\mbox{W} \,$

dan

$\frac{(12\,\mbox{V)}^2}{6\,\Omega} = 24\,\mbox{W} \,$

Dalam ruang

Daya listrik mengalir di manapun medan listrik dan magnet berada di tempat yang sama. Contoh paling sederhana adalah rangkaian listrik, yang sudah dibahas sebelumnya. Dalam kasus umum persamaan $P=VI$ harus diganti dengan perhitungan yang lebih rumit, yaitu integral hasil kali vektor medan listrik dan medan magnet dalam ruang tertentu:

$\mathbf{P} = \int_S \mathbf{E} \times \mathbf{H} \cdot \mathbf{dA} \,$

Hasilnya adalah skalar, karena ini adalah integral permukaan dari vektor Poynting

Garis Gaya Medan Listrik

Garis gaya medan listrik bukanlah besaran nyata melainkan suatu abstraksi atau angan–angan atau gambaran yang menyatakan arah medan listrik di berbagai tempat di dalam ruang bermedan listrik, yakni yang polanya menyatakan distribusi arah medan listrik .Arah medan listrik setempat, yaitu pada arah garis gaya di tempat itu, sudah tentu menyinggung garis gaya ditempat tersebut. Pada hakikatnya memang setiap titik pasti dilalui suatu garis gaya, sehingga garis–garis gaya akan memenuhi seluruh ruangan. Tetapi seandainya semua garis gaya kita gambarkan, maka sistem pola garis dari gaya itu tidak akan tampak. Oleh sebab itu banyak garis gaya yang dilukis harus dibatasi, misalnya sebanyak muatan yang memancarkannya; artinya, banyak garis gaya yang digambarkan, yang memancar dari titik muatan listrik q adalah juga sebanya q saja, agar pola sistem garis gaya itu tampak dan memiliki makna, yang kecuali menyatakan distribusi arah medan listrik juga memperlihatkan distribusi kuat medan listrik dimana yang bagian garis gayanya rapat, medan listriknya juga rapat. Untuk medan listrik oleh titik muatan q, menurut hukum coulomb, kuat medan listriknya berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Tetapi dengan melukis sebanyak q garis gaya yang memancarkan radial merata dari titik muatan q, suatu permukaan bola berjari–jari r yang berpusat di q akan ditembus tegak lurus leh flux garis gaya $\phi$ yang sebanyak q, yakni $\phi$ sama dengan q, sehingga rapat garis gaya yang didefinisikan sebagai banyaknya garis gaya yang menembus suatu satuan luas permukaan tegak lurus pada permukaan bola itu diberikan oleh: $\sigma=\dfrac{\phi}{4 \pi r^2}=\dfrac{q}{4 \pi r^2}=\varepsilon E= D$ dengan D yang disebut induksi elektrik. Jadi induksi elektrik setempat diberikan oleh rapat flux garis gaya medan listrik ditempat itu yaitu : $D=\sigma$ Yang berarti kuat medan listrik setempat sebanding dengan rapat flux garis gaya medan listrik ditempat itu. Dengan definisi serta pengertian garis gaya medan listrik seperti yang diutarakan di atas, maka garis gaya tersebut memiliki sifat–sifat sebagai berikut : a. Tidak berpotongan satu sama lain, sebab arah medan listrik setempat adalah pasti. b. Kontinyu, sebab medan listrik ada di setiap titik di dalam ruang. c. Seolah–olah ditolak oleh muatan positif dan sebaliknya ditarik oleh muatan negatif, seperti terlihat pada Gambar 2.2. d. Dipotong tegak lurus oleh bidang–bidang equipotensialsebab usaha yang dilakukan satu satuan muatan listrik dari sutu titik ketitik lain di bidang equipotensial adalah nol karena tidak ada perubahan tenaga potensial, yang harus berarti arah gaya medannya, yaitu arah garis gaya medannya, selalu tegak lurus bidang equipotensial tersebut

HUKUM GAUSS

Fluks magnetik yang melalui bidang tertentu sebanding dengan jumlah medan magnet yang melalui bidang tersebut. Jumlah ini termasuk pengurangan atas medan magnet yang berlawanan arah. Jika medan magnet seragam melalui bidang dengan tegak lurus, nilai fluks magnetik didapat dari perkalian antara medan magnet dan luas bidang yang dilaluinya. Fluks magnetik yang datang dengan sudut tertentu diperoleh menggunakan perkalian titik antara medan magnet dan vektor luas a.

$\displaystyle \Phi_m = \mathbf{B} \cdot \mathbf{a} = Ba \cos \theta$ (B medan magnet seragam melalui bidang datar)

diamana θ adalah sudut datang B menurut vektor a (vektor a adalah vektor normal, yaitu tegak lurus dengan bidang).

Umumnya, fluks magnetik yang melalui bidang S dinyatakan sebagai integral dari medan magnet atas luas bidang.

$\Phi_m = \iint\limits_S \mathbf{B} \cdot d\mathbf S,$

dimana $\textstyle \Phi_m \$ adalah fluks magnetik, B adalah medan magnet, S adalah luas bidang, tanda " $\cdot$ " menunjukkan operasi perkalian titik, dan dS adalah vektor infinitesimal (kecil tak berhingga), yang magnitudonya adalah elemen luas diferensial dari S, yang arahnya adalah tegak lurus bidang.

Fluks magnetik biasanya diukur dengan fluksmeter. Alat ini berisi kumparan dan rangkaian yang mampu menghitung fluks magnetik berdasarkan pada perubahan tegangan yang disebabkan oleh perubahan medan magnet yang melalui kumparan di dalam alat ini

Friday, August 16, 2013

DEBIT FLUIDA

Fluida mengalir dengan kecepatan tertentu, misalnya v meter per detik. Penampang tabung alir seperti terlihat pada gambar di atas berpenampang A, maka yang dimaksud dengan DEBIT FLUIDA adalah volume fluida yang mengalir persatuan waktu melalui suatu pipa dengan luas penampang A dan dengan kecepatan v.

Q = volume/perubahan waktu atau Q = A . v

Q = debit fluida dalam satuan SI m³/det

Vol = volume fluida m³

A = luas penampang tabung alir m²

V = kecepatan alir fluida m/det

ALIRAN FLUIDA ALIRAN TURBULEN

ALIRAN FLUIDA

Di dalam geraknya pada dasarnya dibedakan dalam 2 macam, yaitu :

Aliran laminar / stasioner / streamline.

Aliran turbulen

Suatu aliran dikatakan laminar / stasioner / streamline bila :

Setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu mempunyai lintasan (garis arus) yang tertentu pula.

Partikel-partikel yang pada suatu saat tiba di K akan mengikuti lintasan yang terlukis pada gambar di bawah ini. Demikian partikel-partikel yang suatu saat tiba di L dan M.

Kecepatan setiap partikel yang melalui titik tertentu selalu sama. Misalkan setiap partikel yang melalui K selalu mempunyai kecepatan v_K.

Aliran yang tidak memenuhi sifat-sifat di atas disebut : ALIRAN TURBULEN.

Pembahasan dalam bab ini di batasi pada fluida ideal, yaitu fluida yang imkompresibel dan bergerak tanpa mengalami gesekan dan pada aliran stasioner.

Wednesday, August 14, 2013

Kunci Jawaban soal Fluida Tak Bergerak

kemarin udah berbagi soal fluida tak bergerak (soalnya bisa lihat disini).....kali ini mau ngasih kuncinya,tapi sahabat sekalian jangan lihat kuncinya dulu ya sebelum mencoba menjawabnya........kalau udah di kerjakan baru deh lihat benar berapa..................(soalnya bisa lihat disini)

Kunci Jawaban

01. 0,68 g/cm³ ; 0.68

02. 22,0588 cm³

03. 400 cm³ dan 600 cm³

04. 68,6182 gram

05. 51,7944 galon

06. 1,039 g/cm³

07. 7.600 N/m² ; 76.000 dyne/cm²

103.360 N/m² ; 1.033.600 dyne/cm²

08. 618.000 N/m²

09. 104,17 . 10⁴ N/m²

10. 4,3428 . 10⁶ N/m²

11. 30 N

12. 66 N ; 260 N ; 143 N

13. a. 16.000 dyne/cm² ; 192 N

b. 8.000 dyne/cm² ; 64 N ; 8000 dyne/cm² ; 48 N

14. 20,89984 N

15. 4.521.562,5 N

16. 45.000 N ; 40.000 N ; 34.580 N

17. 1667 N ; 23374,2857 N

18.

19. 8.000 N

20. 48.000 cm²

21. 400 N

22. 10 ton ; 1 meter

23. 16,5 cm

24. 27,625 cm ; 0,375 cm

25. 29,7638 cm ; 0,2362 cm

26. 51,75 p cm³

27.

cm³

28. 397 N

29. 1,8 g/cm³

30. 2 g/cm³

31. 7,5 g/cm³

32. 1.000 cm³

33. 0,0481 cm³

34. 1,646 N

35. 5 cm

36. 61,80 dm³ atau 61,800 cm³

37. 0,083 bagian

38. 0,5 m³

39. a. 6,9444 N ;b. 2,5 N ;c. 4,4444 N ;d. 8,22 cm

40. 2

41. 648 dyne

42. 631 dyne

43. 2,8655 cm (turun)

44. 135

45. 183.750 N

46. 5.200 N ; 3.000 N

47. maksimum 142 N

48. 6.500 N ; 9,8491 m

Monday, August 12, 2013

soal latihan fluida tak bergerak

Soal Latihan.

1. Hitung rapat massa dan rapat massa relatif dari gasolin bila 51 gram = 75 cm³

2. Berapa Volume dari 300 gram air raksa jika rapat massa air raksa 13,6 g/cm³

3. Dua macam cairan A dan B dimasukkan dalam satu bejana dan menghasilkan rapat massa yang baru 1,4 g/cm³. Sedangkan rapat massa cairan A = 0,8 g/cm³. Rapat massa cairan B = 1,8 g/cm³. Hitunglah volume masing-masing cairan dalam 1000 cm³ volume campuran.

4. Sebongkah emas dan jam tangan = 100 gram. Rapat massa emas = 19,3 g/cm³ dan rapat massa jam tangan = 2,6 g/cm³, sedangkan rapat massa bongkah emas + jam tangan = 6,4 g/cm³. Hitunglah massa emas dalam jam tangan tersebut.

5. Berapa galon minyak biji kapas seberat 400 dyne dengan rapat massa relatif 0,926 g/cm³. (1 galon air = 8,34 dyne).

6. 1 liter susu = 1032 gram. 4 % dari volume tersebut berupa lemak keju yang rapat massanya 0,865 g/cm³. Berapa rapat massa dari susu yang telah diambil lemaknya tersebut.

7. Hitung tekanan pada 76 cm di bawah permukaan :

a. Air dalam sistem MKS dan CGS.

b. Air raksa dalam sistem MKS dan CGS.

8. Apabila sebuah kapal selam menyelam sedalam 60 m, berapa besar tekanan yang dialami kapal selam tersebut. (Rapat massa air laut = 1,03 g/cm³).

9. Seorang pemain sepak bola yang beratnya 75 kgf memakai sepatu yang masing-masing dilengkapi dengan 6 buah paku (Spike). Penampang tiap paku 0,6 cm². Hitung tekanan di bawah salah satu paku pada tanah.

10. Sebuah pipa besi dipakai untuk menopang sebuah lantai yang melentur yang beratnya 1500 kgf. Garis tengah dalam pipa itu 10 cm, garis tengah luarnya 12 cm. Hitung tekanan yang dilakukan oleh ujung bawah pipa itu pada tanah.

11. Sebuah bejana berbentuk kerucut, luas dasar 1 dm² penuh berisi air. Berapa besar gaya yang bekerja pada dasar kerucut jika volumenya 1 dm³ ?

12. Balok besi berukuran 20 cm x 10 cm x 5,5 cm terletak pada dasar bejana dengan bagian yang berukuran 10 cm x 5,5 cm sebagai dasar balok besi. Jika tinggi air dalam bejana 1,4 m, hitunglah gaya yang bekerja pada dinding balok yang berbeda. (Gaya Hidrostatis).

13. Sebuah bejana yang berukuran panjang 40 cm, lebar 30 cm dan tinggi 25 cm berisi minyak sebanyak 19,2 kgf.

Rapat massa minyak = 0,8 g/cm³ ; g = 10 m/det² ; BAR = 76 cmHg.

a. Tentukan tekanan total dan gaya total yang dialami dasar bejana.

b. Tentukan tekanan hidrostatis dan gaya hidrostatis yang dialami oleh dinding bejana.

14. Sebuah corong, lubang atas berdiameter 11 cm dan lubang bawah berpenampang dengan diameter 1,6 cm. Tinggi corong 2 dm, penuh berisi air. Berapa gaya total yang menekan pada ibu jari yang menutup lubang dimana BAR = 75 cmHg.

15. Balok berukuran panjang 21 m, lebar 14 m dan tebal 3,25 m terletak dalam air. Dinding berukuran 21 m x 14 m menjadi dasar balok dan dinding bagian atas terletak 5 m di bawah permukaan air. Berapa besar gaya pada dinding samping yang luas ?

16. Bejana penampung air hujan berbentuk kubus dengan rusuk 1 m. Bejana diberi tutup dan dipasang silinder vertikal penampangnya 120 cm² dan tingginya di atas tutup adalah 3,5 m. Hitunglah gaya hidrostatis yang dialami oleh dinding-dinding bejana serta pada tutup jika silinder penuh berisi air.

17. Sebuah silinder berisi minyak tanah (r_m = 0,8 g/cm³) dilengkapi dengan sebuah penghisap dengan luas penampangnya = 154 cm², tinggi minyak 50 cm. Di atas penghisap terdapat beban 5 kgf. BAR = 1 atm. Tentukan gaya total yang bekerja pada dasar dan sisi bejana. (g = 10 m/det²).

18. Luas penampang penghisap yang kecil dan yang besar dari suatu pompa hidrolik adalah a cm² dan b cm². Jika pada penghisap yang kecil bekerja gaya A N, berapakah besar gaya timbul pada penghisap yang besar ?

19. Pompa hidrolik mempunyai penghisap dengan luas penampang 15 cm² dan 3 dm². Jika pada penghisap yang kecil diberi beban 400 N. Berapa besar gaya pada penghisap yang besar agar terjadi keseimbangan ?

20. Gaya besarnya 5 N pada penghisap yang kecil dari suatu pompa hidrolik dapat mengangkat beban beratnya 600 N yang terdapat pada penghisap yang besar. Jika penghisap yang kecil berpenampang 400 cm², berapakah luas penampang yang besar ?

21. Suatu kempa hidrolik dapat mengangkat 1 ton mobil, jika diameter penghisap besar 50 cm, diameter penghisap kecil 10 cm. Tentukan gaya yang harus dikerjakan pada penghisap kecil.

22. Sebuah kempa hidrolik mempunyai torak yang berdiameter 20 cm dan 2 m untuk mengangkat mobil. Pada torak kecil dilakukan gaya sebesar 100 kgf, sehingga torak besar naik setinggi 1 cm. Tentukan massa mobil dan berapa m turunnya torak kecil tersebut.

23. Suatu bejana berbentuk pipa U mula-mula diisi dengan air raksa yang massa jenisnya 13,6 g/cm³, kemudian kaki kanan dituangkan 14 cm air lalu di atas air ini dituangkan minyak yang massa jenisnya 0,8 g/cm³, ternyata dalam keadaan setimbang selisih tinggi permukaan air raksa dalam kedua kaki 2 cm. Hitung berapa cm tinggi lajur minyak pada kaki kanan.

24. Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massa 13,6 g/cm³). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 20 cm kemudian minyak (Rapat massanya 0,9 g/cm³) tingginya 8 cm. Pada kaki kanan ditambahkan alkohol (Rapat massa 0,8 g/cm³) sehingga permukaan minyak dan permukaan alkohol sebidang. Berapa beda tinggi Hg pada kedua kaki pipa ?

25. Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massanya 13,6 g/cm³). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 30 cm. Berapa tinggi minyak pada kaki di sebelah kanan harus ditambahkan agar permukaan air dan permukaan minyak sebidang ? (Rapat massa minyak 0,9 g/cm³).

26. Kaki kiri dan kanan sebuah pipa U masing-masing berdiameter 3 cm dan 1¹/₂ cm, mula-mula diisi air raksa (r_Hg = 13,6 g/cm³). Kemudian kaki kiri diisi alkohol (Rapat massa 0,8 g/cm³), kaki kanan diisi bensin (Rapat massa 0,7 g/cm³) setinggi 2 cm, sehingga tinggi air raksa di kaki kanan naik 1 cm. Hitunglah volume alkohol yang dituangkan.

27. Ke dalam pipa U yang berdiameter

cm, mula-mula diisi air raksa (Rapat massa 13,6 g/cm³). Kemudian kaki kiri diisi dengan gliserin (Rapat massa 1,25 g/cm³). Tentukan volume gliserin yang diperlukan agar air raksa pada kaki kanan naik ½ cm.

28. Batang besi dalam air berat semunya 372 N. Berapa berat semu besi tersebut dalam cairan yang densitasnya 0,75 g/cm³ jika berat besi 472 N.

29. Suatu gelas beratnya 25 N di udara, 15 N di air, dan 7 N di dalam asam belerang, hitung rapat massa asam belerang.

30. Sebuah benda mempunyai berat 100 N di udara dan 60 N di minyak (Rapat massanya 0,8 g/cm³). Hitung massa jenis benda tersebut.

31. Sepotong besi massanya 450 gram, di dalam air massanya berkurang menjadi 390 gram. Tentukan rapat massa besi.

32. Sebuah patung berongga mempunyai berat 210 N dan jika ditimbang di dalam air beratnya 190 N. Patung tersebut terbuat dari logam (Rapat massa 21 g/cm³). Tentukan volume rongga patung tersebut. (g = 10 m/det²).

33. Sebatang emas (Rapat massa 19,3 g/cm³) dicurigai mempunyai rongga. Beratnya di udara 0,3825 N dan di air 0,3622 N. Berapa besar rongga tersebut ?

34. 50 gram gabus (Rapat massa 0,25 g/cm³) diikatkan pada timbal sehingga gabungan benda melayang di dalam air. Berapa berat timbal (Rapat massanya 11,3 g/cm³).

35. Sebuah kubus dari gabus dibebani dengan sepotong logam sehingga melayang dalam aseton. Jika massa logam 77 gram, rapat massa gabus 0,24 g/cm³, rapat massa logam 8,8 g/cm³, rapat massa aseton 0,8 g/cm³. Tentukan rusuk kubus.

36. Sebongkah es (Rapat massanya 0,9 g/cm³) terapung pada air laut (Rapat massanya 1,03 g/cm³). Jika es yang timbul di permukaan air laut 7,8 dm³. Hitunglah volume es.

37. Massa jenis es 917 kg/m³. Berapa bagian es terletak di permukaan air.

38. Sebatang kayu yang massa jenisnya 0,6 g/cm³ terapung di dalam air. Jika bagian kayu yang ada di atas permukaan air 0,2 m³, tentukan volume kayu seluruhnya.

39. Sebuah kubus dari kayu (Rapat massanya 0,8 g/cm³), Mula-mula dibenamkan ke dalam bejana kemudian dilepas sehingga naik ke permukaan gliserin (Rapat massa 1,25 g/cm³) dan ternyata 200 cm³ dari kayu tersebut berada di permukaan gliserin. Tentukan :

a. Gaya ke atas kayu pada saat masih berada seluruhnya dalam gliserin.

b. Gaya naik.

c. Gaya ke atas setelah benda setimbang.

d. Rusuk kubus.

40. Sebuah kawat berbentuk segitiga sama sisi diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair. Tegangan permukaan zat cair 74 dyne/cm. Gaya oleh tegangan permukaan 1,776 dyne. Tentukan tinggi segitiga tersebut.

41. Sebuah pisau silet uang berukuran 3 cm x 1¹/₂ cm, diletakkan di atas permukaan zat cair. Tegangan permukaan zat cair 72 dyne/cm. Tentukan berat minimum silet tersebut agar tidak tenggelam.

42. Untuk mengangkat sebuah jarum yang panjangnya 5 cm dari permukaan zat cair, kecuali berat jarum itu sendiri, masih diperlukan gaya sebesar F Newton. Tegangan permukaan zat cair 63,1 dyne/cm. Tentukan F.

43. Hitunglah tekanan (turunnya tinggi) pipa kapiler berdiameter 0,4 mm dan diletakkan vertikal yang salah satu ujungnya dicelupkan dalam bak yang berisi air raksa. (Rapat massa 13,6 g/cm³) dengan sudut kontak 150⁰, tegangan permukaan 450 dyne/cm.

44. Sebuah pipa kapiler dimasukkan tegak lurus ke dalam air raksa. Tegangan permukaan air raksa 0,5 N/m. Selisih tinggi air raksa didalam dan diluar pipa = ½

cm. Diameter kapiler =

cm ; Rapat massa Hg = 13,6 g/cm³ ; g = 10 m/det². Tentukan besarnya sudut kontak antara air raksa dan dinding pipa.

45. Sebuah sungai lebarnya 5 meter, dengan kedalaman yang rata diberi pintu air sehingga terjadi perbedaan tinggi air di kanan dan di kiri. Tinggi air di kanan 4 meter dan tinggi air di sebelah kiri 3 meter. Jika g = 10 m/det² dan rapat massa air sungai 1,05 g/cm³. Tentukan perbedaan gaya hidrostatis yang dialami oleh pintu air tersebut.

Soal Balon Udara.

46. Sebuah balon udara volumenya 400 m³, mengalami gaya naik 2200 N. Tentukan gaya ke atas dan berat total balon (g = 10 m/det²).

47. Sebuah balon udara bervolume 20 m³. Berisi H₂ (Rapat massa 0,09 g/l) berat perlengkapannya 10 kgf. Tentukan berat beban yang dapat diangkut.

48. Sebuah balon udara mengalami gaya naik 2450 N. Berat total balon 4050 N. Tentukan gaya ke atas dan diameter balon udara tersebut.

Hukum Archimedes Untuk Gas

Balon Udara.

Sebuah balon udara dapat naik disebabkan adanya gaya ke atas yang dilakukan oleh udara.

Balon udara diisi dengan gas yang lebih ringan dari udara mis : H₂, He sehingga terjadi peristiwa seolah-olah terapung.

Balon akan naik jika gaya ke atas F_A$W_tot (berat total) sehingga :

F_n = F_A - W_tot

F_A = r_ud . g . V_balon

W_tot = W_balon + W_gas + W_beban

W_gas = r_gas . g . V_balon

Keterangan :

F_A	=	Gaya ke atas (N)
F_n	=	Gaya naik (N)
r_gas	=	Massa jenis gas pengisi balon (kg/m³)
r_ud	=	Massa jenis udara = 1,3 kg/m³
W	=	Berat (N)
V	=	Volume (m³)

Miniskus dan Kapilaritas.

Miniskus dan Kapilaritas.

Miniskus : Yaitu bentuk permukaan zat cair dalam suatu pipa yaitu cekung atau cembung.

Makin sempit pipa (Pembuluh) makin jelas kelengkungannya.

Kapilaritas : Yaitu suatu gejala turun atau naiknya zat cair dalam pembuluh yang sempit, jika pembuluh yang kedua ujungnya terbuka ini dimasukkan tegak lurus ke dalam bak yang berisi zat cair.

Sedang pembuluh sempit tersebut tersebut disebut pipa kapiler.

Kenaikan/penurunan permukaan zat cair dalam kapiler dapat dirumuskan sebagai berikut :

y = 2.tp.cos o/p.g.r

y	=	Kenaikan/penurunan zat cair dalam kapiler
tp	=	Tegangan permukaan zat cair
u	=	Sudut kontak
p (rho)	=	Massa jenis zat cair
g	=	Percepatan gravitasi
r	=	Jari-jari kapiler .

Tegangan Permukaan.

Tegangan Permukaan.

Sebagai akibat dari adanya kohesi zat cair dan adhesi antara zat cair-udara diluar permukaannya, maka pada permukaan zat cair selalu terjadi tegangan yang disebut tegangan permukaan.

Karena adanya tegangan permukaan inilah nyamuk, jarum, pisau silet dapat terapung di permukaan zat cair meskipun massa jenisnya lebih besar dari zat cair.

Tegangan permukaan dapat dirumuskan sebagai berikut :

g = F/L

F = Gaya yang bekerja.

L = Panjangnya batas antara benda dengan permukaan zat cair.

g (young) = Tegangan permukaan.

Satuan :
Besaran	Gaya (F)	L	g
MKS	N	m	N/m
CGS	dyne	cm	Dyne/cm

Untuk benda berbentuk lempeng : panjang batasnya = kelilingnya.

Untuk benda berbentuk bidang kawat : panjang batasnya = 2 x kelilingnya.

Untuk benda berbentuk kawat lurus, juga pada lapisan tipis (Selaput mempunyai 2 permukaan zat cair) panjang batasnya = 2 x Panjang (L).

link