Petunjuk Laboratorium Digital
🎯 Tujuan Pembelajaran
Setelah menggunakan laboratorium digital ini, peserta didik diharapkan mampu menjelaskan konsep fluida statis, menggunakan persamaan fisika, melakukan eksperimen virtual, menginterpretasikan data, serta menarik kesimpulan berdasarkan hasil percobaan.
Pelajari teori dan amati animasi.
Masukkan variabel eksperimen.
Jalankan simulasi dan amati hasil.
Kerjakan quiz pada bagian akhir.
Materi Teori Fluida Statis
💧 1. Tekanan Zat Cair
Tekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan per satuan luas. Pada zat cair, tekanan meningkat seiring bertambahnya kedalaman.
ρ = massa jenis, g = percepatan gravitasi, h = kedalaman.
🌡️ 2. Tekanan Mutlak
Tekanan mutlak merupakan tekanan total yang diterima suatu titik, yaitu tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatik.
Jika permukaan terbuka terhadap atmosfer, tekanan atmosfer harus diperhitungkan.
⚖️ 3. Hukum Utama Hidrostatik
Titik-titik yang berada pada kedalaman yang sama dalam fluida homogen memiliki tekanan yang sama.
Konsep ini digunakan pada manometer dan pipa U.
🧪 4. Pipa U
Pipa U dapat digunakan untuk membandingkan tekanan atau massa jenis dua zat cair.
Semakin besar massa jenis suatu fluida, tinggi kolom fluida yang dibutuhkan untuk menghasilkan tekanan tertentu semakin kecil.
🛠️ 5. Hukum Pascal
Tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah.
Prinsip ini digunakan pada dongkrak hidrolik dan sistem rem hidrolik.
🚢 6. Gaya Archimedes
Benda yang dicelupkan ke dalam fluida mendapatkan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan.
Konsep ini menjelaskan benda terapung, melayang, dan tenggelam.
🫧 7. Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk bertindak seperti selaput elastis akibat gaya kohesi antarpartikel.
Contoh: serangga dapat berjalan di atas permukaan air.
🌱 8. Kapilaritas
Kapilaritas adalah naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa yang sangat kecil akibat kombinasi gaya adhesi dan kohesi.
Kapilaritas berperan dalam naiknya air pada pembuluh tumbuhan.
🌀 9. Viskositas
Viskositas adalah ukuran kekentalan atau hambatan internal suatu fluida terhadap aliran.
Fluida dengan viskositas besar mengalir lebih sulit daripada fluida dengan viskositas kecil.
🎞️ Animasi Konsep Tekanan Hidrostatik
Perhatikan bahwa titik yang semakin dalam mengalami tekanan yang semakin besar.
Praktikum 1 — Zat Cair dalam Pipa U
🔬 Tujuan
Menyelidiki hubungan antara massa jenis zat cair dan tinggi kolom zat cair pada pipa U.
Variabel terikat: tinggi kolom zat cair.
Konstanta: massa jenis zat pembanding dan tinggi acuan.
⚙️ Variabel Eksperimen
📐 Persamaan
Karena g terdapat pada kedua sisi persamaan, maka:
🧪 Animasi Pipa U
📊 Tabel Pengamatan
| No | ρ₁ (kg/m³) | ρ₂ (kg/m³) | h₂ (cm) | h₁ (cm) |
|---|
Praktikum 2 — Hukum Pascal
🔬 Tujuan
Menyelidiki hubungan antara luas penampang piston, gaya yang diberikan, dan gaya keluaran berdasarkan hukum Pascal.
Variabel terikat: gaya/tekanan pada piston.
Persamaan: F₁/A₁ = F₂/A₂.
⚙️ Variabel Eksperimen
📐 Analisis
🎞️ Animasi Dongkrak Hidrolik
📊 Tabel Pengamatan Pascal
| No | d₁ (cm) | d₂ (cm) | Beban (kg) | F₂ (N) | F₁ (N) |
|---|
Praktikum 3 — Gaya Archimedes
🔬 Tujuan
Menentukan volume benda yang tercelup dan volume benda yang muncul berdasarkan massa jenis zat cair, massa benda, dan volume benda.
Variabel terikat: volume tercelup dan volume muncul.
⚙️ Variabel Eksperimen
📐 Persamaan
Untuk benda terapung:
🎞️ Animasi Benda Terapung
📊 Tabel Pengamatan Archimedes
| No | ρ Fluida | Massa Benda | Volume Benda | Volume Tercelup | Volume Muncul | FA |
|---|
Ringkasan Konsep
Tekanan Hidrostatik
Dipengaruhi oleh massa jenis, gravitasi, dan kedalaman.
Pascal
Tekanan pada fluida tertutup diteruskan sama besar.
Archimedes
Gaya ke atas sama dengan berat fluida yang dipindahkan.
Tegangan Permukaan
Berkaitan dengan gaya kohesi pada permukaan zat cair.
Kapilaritas
Naik/turunnya fluida pada pipa berdiameter kecil.
Viskositas
Menunjukkan tingkat kekentalan atau hambatan aliran fluida.
Quiz Fluida Statis
Kerjakan 10 soal berikut. Pilih satu jawaban yang paling tepat.