fluida (Tekanan Hidrostatis)

00:20:55
https://www.youtube.com/watch?v=YgvteS1IMrw

Summary

TLDRThe lecture continues with basic physics, specifically focusing on fluid mechanics. It revisits previous topics of discussion such as fluid density and pressure, utilizing the example of a cruise ship like the 'Oasis of the Seas.' The lecture progresses to more complex scenarios including the calculation of fluid weight by integrating across depth, taking into account the changes in fluid density and gravitational acceleration with depth. Various concepts such as mass density and hydrostatic pressure are explored through mathematical integration techniques and practical examples involving atmospheric and hydrostatic pressure. A problem-solving approach is emphasized when explaining these principles, particularly illustrated by considering a rescue mission in the Java Sea where depth-based pressure calculations are applied. This aims to enhance understanding of fluid dynamics by applying theoretical concepts to real-life situations, preparing students to think critically about fluid behavior in different environments.

Takeaways

  • πŸ›³οΈ Example of cruise ship 'Oasis of the Seas' is used.
  • πŸ”’ Calculation involves integration to find fluid weight.
  • πŸ’§ Fluid density and gravity change with depth.
  • πŸ“ Pressure calculations use the formula ρ = m/V.
  • πŸ“‰ Hydrostatic pressure involves density and gravitational constant.
  • β›… Total fluid pressure includes atmospheric pressure.
  • πŸ” Rescue mission problem illustrates pressure calculation.
  • πŸ”’ Atmospheric and hydrostatic pressures are calculated for different depths.
  • 🧠 Encourages application of physics concepts to real scenarios.
  • 🌊 Depth-based pressure knowledge is important for understanding fluid mechanics.

Timeline

  • 00:00:00 - 00:05:00

    The lecture continues on basic physics, specifically discussing fluid mechanics and concepts related to pressure. Previously, calculations were done on cruise ships, particularly the "Oasis of the Seas," considering factors like floors and weight. The idea of examining a large ship in deep water is introduced to understand how fluid density might change with depth, indicating that pressure changes as density varies with depth.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    Further exploration into how gravitational acceleration also varies with depth is made, suggesting the need to calculate the weight of fluid held by a submerged plate using integrals. This involves examining elements within the fluid at depth y, defining mass elements (dm) through density equations, and determining gravitational forces. The weight of fluid on a plate is integrated from depth 0 to h, defining hydrostatic pressure, which is the pressure supported by a submerged surface.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    The lecture transitions to calculating hydrostatic pressure using integral calculus, relating pressure on the surface to hydrostatic pressure. An equation for hydrostatic pressure is established, stating that total pressure can be understood by considering both atmospheric and hydrostatic pressures, especially in liquid where the surface is exposed to a vacuum or atmosphere. Examples illustrate how to establish depth using constant density assumptions.

  • 00:15:00 - 00:20:55

    Finally, an example problem involving a rescue mission demonstrates calculating total pressure experienced by a diver at depth, combining hydrostatic pressure with atmospheric pressure. A scenario with a rescue team diving 37 meters into seawater is calculated, assuming water density similar to freshwater, and results in a total pressure combining hydrostatic and atmospheric influences, summing up to 4.7 ATM. These concepts introduce pressure dynamics in fluid mechanics.

Show more

Mind Map

Mind Map

Frequently Asked Question

  • What is discussed in this lecture series?

    The lecture series discusses basic physics, focusing on fluid concepts such as pressure and density.

  • What is the main example used in this lecture?

    The main example used is the concept of a cruise ship in relation to fluid pressure and density.

  • Which cruise ship is mentioned as an example?

    The cruise ship mentioned is 'Oasis of the Seas.'

  • What changes with depth in a fluid?

    Both the density of the fluid and the gravitational acceleration change with depth.

  • What method is used to calculate fluid weight?

    The method used to calculate fluid weight is integration.

  • What is the formula related to mass and volume used in the lecture?

    The mass density formula used is ρ = m/V. The mass m is ρ multiplied by the volume V.

  • How is the gravitational force experienced by a fluid element calculated?

    The gravitational force is calculated as dW = g * dm, where dm is the mass element.

  • What formula is used for hydrostatic pressure?

    Hydrostatic pressure is calculated using the integral of density and gravitational constant over the depth.

  • What factors contribute to the total pressure in a fluid?

    Total pressure includes atmospheric pressure and hydrostatic pressure.

  • What real-world problem is used to illustrate pressure calculations in the lecture?

    A rescue mission scenario involving diving to a depth in the Java Sea is used to illustrate pressure calculations.

View more video summaries

Get instant access to free YouTube video summaries powered by AI!
Subtitles
id
Auto Scroll:
  • 00:00:00
    Assalamualaikum warahmatullahi
  • 00:00:01
    wabarakatuh teman-teman semuanya kita
  • 00:00:04
    lanjutkan perkuliahan tentang fisika
  • 00:00:06
    dasar satu ini kemarin sempat membahas
  • 00:00:09
    secara langsung ya Di
  • 00:00:13
    [Musik]
  • 00:00:15
    kuliah online sebelumnya kita belajar
  • 00:00:18
    tentang fluida dan kita sempat
  • 00:00:20
    menghitung beberapa hal
  • 00:00:22
    apa berkaitan tentang
  • 00:00:25
    ini ya tekanan
  • 00:00:28
    kita lanjutkan pembahasan kali ini masih
  • 00:00:31
    kita ngebahas tentang sebuah konsep dari
  • 00:00:34
    kapal pesiar
  • 00:00:39
    Kemarin kan kita menghitung kapal pesiar
  • 00:00:42
    yang sudah diketahui begitu ya besarnya
  • 00:00:45
    waktu itu kemarin ngobrolin apa kayak
  • 00:00:49
    Oasis of the Seas
  • 00:00:56
    dan diketahui kalau dosis itu punya 16
  • 00:00:59
    lantai terus punya panjang dan lebar
  • 00:01:02
    yang cukup besar bahkan dengan bobot
  • 00:01:04
    yang kosong aja hampir sampai berapa ton
  • 00:01:06
    15.000 ton
  • 00:01:09
    Oke kita akan menghitung beberapa hal
  • 00:01:12
    kita gambarin sedikit dulu tentang
  • 00:01:14
    kapalnya yang anggap ini sebuah kapal
  • 00:01:17
    yang
  • 00:01:18
    cukup besar begitu ya
  • 00:01:29
    kemudian
  • 00:01:31
    saat kalau kita mengukur begitu ya jika
  • 00:01:35
    fluidanya itu sangat dalam misalkan ini
  • 00:01:38
    memang ada di lautan
  • 00:01:40
    ya ini ada di sebuah lautan
  • 00:01:50
    maka berat fluida di atas plat es ya
  • 00:01:54
    Coba kita Gambarkan dulu
  • 00:02:08
    semisal ini ada gambar seperti ini ya
  • 00:02:21
    misalkan air atau permukaan yang diisi
  • 00:02:25
    oleh penuh dengan air
  • 00:02:34
    kemudian kita celupkan sebuah plat
  • 00:02:36
    misalkan ya platnya
  • 00:02:39
    kurang lebih segini eh sorry
  • 00:02:56
    misalkan ada plat ya
  • 00:03:07
    dengan sebuah permukaan es kita anggap
  • 00:03:09
    ini adalah permukaannya
  • 00:03:12
    es begitu terus kemudian
  • 00:03:14
    tercelup dengan kedalaman y jadi dari
  • 00:03:18
    sini
  • 00:03:25
    ini dari permukaan
  • 00:03:28
    atasnya y = 0
  • 00:03:34
    terus kita akan ambil sedikit di sini
  • 00:03:37
    ini adalah sebagai
  • 00:03:39
    DIY
  • 00:03:42
    ini y = 0 di sini di posisi ini berarti
  • 00:03:46
    yaitu sama dengan HR atau ketinggian
  • 00:03:57
    baik perhatikan gambarnya ya
  • 00:04:00
    jika fluidanya sangat dalam maka massa
  • 00:04:03
    jenis video itu bisa berubah terhadap
  • 00:04:05
    kedalaman itu kata kuncinya Jadi jika
  • 00:04:10
    fluida sangat dalam
  • 00:04:22
    maka berat fluida Sorry maka massa jenis
  • 00:04:26
    fluida
  • 00:04:38
    gimana katanya akan berubah terhadap
  • 00:04:41
    kedalaman
  • 00:04:46
    [Musik]
  • 00:05:03
    apalagi yang bisa berubah terhadap
  • 00:05:04
    kedalaman percepatan gravitasi juga ya
  • 00:05:15
    ini juga sama dia akan berubah terhadap
  • 00:05:18
    kedalaman
  • 00:05:21
    untuk kondisi ini maka berat fluida yang
  • 00:05:24
    ditahan plat s itu juga dihitung
  • 00:05:26
    menggunakan metode integral jadi kita
  • 00:05:29
    coba ya perhatikan elemen fluida dalam
  • 00:05:31
    kedalaman y Jadi ini ada kedalaman y Di
  • 00:05:34
    Sini dari permukaannya tebal elemen bisa
  • 00:05:37
    kita sebut DIY jadi di sini ada dy sama
  • 00:05:40
    dengan
  • 00:05:42
    tebal elemen
  • 00:05:45
    kemudian
  • 00:05:49
    y itu berarti kedalaman ya
  • 00:05:55
    dari permukaan
  • 00:06:03
    luas penampangnya es jelas ya
  • 00:06:14
    dan ada volume elemen atau kita sebut
  • 00:06:17
    itu adalah Devi
  • 00:06:25
    dan masa elemen ya atau kita sebut DM
  • 00:06:29
    tapi kita perlu tahu gimana cara
  • 00:06:31
    menentukan DM ya
  • 00:06:34
    kita tahu bahwa untuk mendapatkan massa
  • 00:06:38
    atau massa elemen
  • 00:06:45
    DM itu diambil dari persamaan massa
  • 00:06:49
    jenis
  • 00:06:52
    dimana ro itu sama dengan m per V Maka
  • 00:06:54
    kalau m itu berarti ro dikalikan dengan
  • 00:06:58
    volumenya Ya Roh dikalikan dengan Devi
  • 00:07:03
    kita tahu juga bahwa Devi ini itu
  • 00:07:07
    nilainya adalah perkalian dari luas
  • 00:07:09
    penampang
  • 00:07:14
    kalikan dengan
  • 00:07:18
    tebal kedalamannya maka Devi di sini
  • 00:07:21
    kita bisa ganti dengan
  • 00:07:22
    persamaan yang
  • 00:07:24
    sebandingnya S dikalikan dengan DY
  • 00:07:31
    Apakah mengalami gaya gravitasi jelas
  • 00:07:33
    jadi kita akan tulis di sini gaya
  • 00:07:36
    gravitasi
  • 00:07:39
    yang dialami elemen
  • 00:07:49
    gimana gaya gravitasinya ya sama ya
  • 00:08:02
    DW gimana itu adalah G dikalikan dengan
  • 00:08:06
    DM Yato masa dikalikan dengan
  • 00:08:09
    gravitasinya
  • 00:08:11
    DM di sini kita ganti dengan persamaan
  • 00:08:13
    ini
  • 00:08:18
    dengan persamaan ini maksudnya
  • 00:08:21
    maka jadinya gimana
  • 00:08:25
    ya roll dikalikan dengan G dikalikan
  • 00:08:29
    dengan S dikalikan dengan DY
  • 00:08:33
    Nah dari sini ini kan masih DW ya
  • 00:08:37
    kita pengen cari
  • 00:08:38
    beratnya saja maka
  • 00:08:41
    berat fluida
  • 00:08:45
    yang ditahan plat S
  • 00:08:53
    Jadi gimana kita tinggal integralkan ini
  • 00:08:56
    ya
  • 00:08:58
    kita
  • 00:09:02
    integral kan Oke kita coba akan
  • 00:09:04
    integralkan
  • 00:09:05
    maka
  • 00:09:08
    W itu sama dengan integral dari
  • 00:09:13
    ada batasnya ya Karena ini dari batas
  • 00:09:15
    ketinggian dari 0 sampai H dikali
  • 00:09:19
    integral dari ro G
  • 00:09:21
    s d y
  • 00:09:26
    s-nya bisa kita keluarkan jadinya S
  • 00:09:29
    integral dari 0 h
  • 00:09:32
    rogdy
  • 00:09:36
    akhirnya tekanan yang ditahan oleh plat
  • 00:09:40
    S yang tidak lain merupakan Tekanan
  • 00:09:42
    hidrostatis
  • 00:09:46
    merupakan
  • 00:09:48
    tekanan
  • 00:09:51
    tidur statis
  • 00:10:02
    p = w dibagi dengan
  • 00:10:06
    S
  • 00:10:09
    atau ini sebenarnya adalah
  • 00:10:12
    integral dari 0 sampai h
  • 00:10:15
    rogdy
  • 00:10:21
    nah ini jadi kita bisa menghitung
  • 00:10:23
    sebenarnya tekanan hidrostatis yang
  • 00:10:27
    biasa kita gunakan
  • 00:10:29
    ya ini itu
  • 00:10:32
    bisa menggunakan integral ya
  • 00:10:40
    atau mungkin ini bisa ditambahkan
  • 00:10:43
    tambahannya
  • 00:10:45
    tekanan yang ditahan oleh es
  • 00:10:54
    [Musik]
  • 00:10:55
    es itu siapa musuh di sini itu ya apa
  • 00:10:59
    luas permukaan itu tidak lain merupakan
  • 00:11:09
    tekanan hidrostrotis atau ths saya sebut
  • 00:11:15
    ini
  • 00:11:28
    Oke kita lanjutkan dengan contoh
  • 00:11:30
    misalkan ini kita punya massa jenis air
  • 00:11:33
    laut
  • 00:11:34
    jadi ini kita punya massa jenis air laut
  • 00:11:37
    yang menurut kedalamannya itu punya
  • 00:11:39
    persamaan seperti ini Ini udah nggak ada
  • 00:11:41
    angka-angka ya Ini pakai persamaan
  • 00:11:43
    dengan ro 0
  • 00:11:45
    massa jenis permukaan
  • 00:11:48
    ya ini roll adalah massa jenis permukaan
  • 00:11:51
    terus kemudian ini y itu adalah
  • 00:11:53
    kedalaman diukur dari permukaan dan ada
  • 00:11:57
    lamda itu adalah konstanta yang nilainya
  • 00:11:59
    cukup kecil yang ditanya adalah Tentukan
  • 00:12:03
    kedalaman H dengan asumsi hingga
  • 00:12:05
    kedalaman tersebut dianggap
  • 00:12:08
    konstan ya Coba kita lihat kira-kira
  • 00:12:11
    kita gunakan persamaan yang sudah kita
  • 00:12:13
    jelaskan tadi dimana bahwa kita dapat
  • 00:12:16
    menggunakan persamaan
  • 00:12:17
    P tadi ya
  • 00:12:23
    kita definisikan jadi kita tadi punya
  • 00:12:25
    persamaan P =
  • 00:12:27
    integral 0 sampai h
  • 00:12:31
    apa
  • 00:12:36
    row
  • 00:12:38
    Yah karena G itu adalah konstanta kita
  • 00:12:42
    bisa keluarkan jadinya G integral dari 0
  • 00:12:45
    sampai H Pro DY
  • 00:12:49
    baik yang diketahui di sini ya dia punya
  • 00:12:52
    Apa persamaan
  • 00:12:57
    massa jenis dan kedalaman
  • 00:13:02
    kita masukkan ke sini makanya ini akan
  • 00:13:05
    sama dengan G integral dari 0 h
  • 00:13:11
    0 ditambah dengan integral Y eh sorry
  • 00:13:15
    Gamma y
  • 00:13:17
    d y ya Mari kita integralkan ini akan
  • 00:13:22
    sama dengan G
  • 00:13:26
    ditambah dengan setengah
  • 00:13:30
    lamda y dikuadratkan ini batasnya 0
  • 00:13:34
    sampai h
  • 00:13:37
    kita selesaikan dapatlah hasilnya bahwa
  • 00:13:40
    G
  • 00:13:43
    ro0h ditambah dengan setengah
  • 00:13:48
    Gama H kuadrat ini ya
  • 00:13:54
    inilah sebenarnya percepatan
  • 00:13:57
    kedalaman
  • 00:13:59
    gravitasi yang dianggap
  • 00:14:01
    konstan Jadi tapi ini belum selesai jika
  • 00:14:04
    permukaan zat cairnya itu sudah ada
  • 00:14:07
    tekanan
  • 00:14:10
    jika di permukaan
  • 00:14:17
    zat cair sudah ada tekanan
  • 00:14:27
    maka tekanan total nah ini yang perlu
  • 00:14:30
    kita pahami maka tekanan totalnya
  • 00:14:36
    di dalam zat cair itu sama
  • 00:14:43
    sama dengan siapa sama dengan tekanan di
  • 00:14:46
    permukaan dan tekanan hidrostatik sama
  • 00:14:50
    di tekanan
  • 00:14:57
    sama dengan jumlah tekanan di permukaan
  • 00:15:04
    dan tekanan
  • 00:15:08
    [Musik]
  • 00:15:14
    Nah misalkan gimana maksudnya misalkan
  • 00:15:17
    ada tekanan atmosfer di permukaan zat
  • 00:15:21
    cair adalah
  • 00:15:22
    ro0 eh sorry p0 maka tekanan dalam zat
  • 00:15:25
    cair pada kedalaman H nah ini Jadi
  • 00:15:28
    tekanan total fluida
  • 00:15:42
    itu sama dengan tekanan atmosfernya
  • 00:15:45
    ditambah dengan tekanan hidrostatis
  • 00:15:52
    jadi tekanan dalam zat cair itu sama
  • 00:15:54
    dengan tekanan hidrostatis hanya jika
  • 00:15:57
    permukaan fluidanya itu berupa ruang
  • 00:15:58
    hampa atau ada proses vakum
  • 00:16:04
    tekanan
  • 00:16:07
    di dalam zat cair ya tadi ya
  • 00:16:13
    untuk sama persis
  • 00:16:19
    dengan tekanan hidrostatis atau th hanya
  • 00:16:24
    jika hanya jika
  • 00:16:30
    fluida berupa ruang
  • 00:16:40
    ini istilahnya di vakumkan
  • 00:16:44
    nah ini ya Jadi ada tekanan total fluida
  • 00:16:49
    itu ternyata sama dengan tekanan
  • 00:16:51
    atmosfer ditambah dengan
  • 00:16:55
    tekanan hidrostatis
  • 00:16:59
    atau kalau digambarkan Ini kalau
  • 00:17:02
    misalkan ada bejana begitu ya ke tempat
  • 00:17:06
    isinya air gitu
  • 00:17:26
    ya begini ya
  • 00:17:28
    p0 itu sebanding dengan
  • 00:17:32
    penjumlahan dari rugi H jadi tekanan
  • 00:17:34
    total dalam zat cair itu sama
  • 00:17:36
    dalam zat cair itu Sama persis dengan
  • 00:17:39
    jumlah tekanan di permukaan jika
  • 00:17:45
    tadi ya permukaan zat cair dengan jumlah
  • 00:17:48
    tekanan permukaan zat cair dan tekanan
  • 00:17:50
    hidrostatis
  • 00:18:01
    kita coba ya konsep-konsep tadi kita
  • 00:18:04
    coba untuk memecahkan contoh persoalan
  • 00:18:07
    ini Mari kita lihat
  • 00:18:09
    ini tentang penyelamatannya Rescue dari
  • 00:18:12
    seorang pencarian penumpang pesawat yang
  • 00:18:15
    jatuh di daerah Laut Jawa itu
  • 00:18:17
    mengharuskan tim SAR jadi anggap kalian
  • 00:18:19
    itu adalah tim SAR yang akan menyelam ke
  • 00:18:22
    dasar laut hingga kedalaman 37 meter
  • 00:18:24
    dari permukaannya jika diasumsikan massa
  • 00:18:27
    jenis air laut itu sama dengan massa
  • 00:18:29
    jenis air biasa sekitar 1000 kg meter
  • 00:18:32
    kubik berapa tekanan total Nah kita akan
  • 00:18:34
    mencari tekanan total yang dialami
  • 00:18:36
    penyelam ketika mencapai dasar laut
  • 00:18:39
    tentunya akan beda ya karena anggap
  • 00:18:41
    seorang penyelam Itu adalah sebuah plat
  • 00:18:43
    yang masuk ke dalam air jadi kita akan
  • 00:18:45
    menghitung tekanan hidrostatisnya
  • 00:18:48
    tekanan hidrostatis di dasar laut yang
  • 00:18:52
    pertama akan kita cari adalah tekanan
  • 00:18:57
    hidrostatisnya ya
  • 00:19:02
    itu dengan persamaan rowgh itu sama
  • 00:19:06
    dengan massa jenisnya tadi
  • 00:19:09
    1000 berarti ini ya
  • 00:19:11
    dikalikan dengan
  • 00:19:13
    gravitasinya kita anggap 10
  • 00:19:18
    kemudian dikalikan dengan
  • 00:19:20
    37 ya kedalamannya kotak atau ketinggian
  • 00:19:23
    di sini kita dapat
  • 00:19:27
    370.000 satuannya adalah
  • 00:19:32
    Nah tapi di permukaan air laut itu sudah
  • 00:19:35
    ada tekanan atmosfer jadi di permukaan
  • 00:19:38
    laut itu sudah ada tekanan Sebenarnya ya
  • 00:19:44
    sudah
  • 00:19:49
    ada tekanan atmosfer
  • 00:19:56
    kira-kira berapa tekanan atmosfer di
  • 00:19:59
    permukaan laut ya sekitar ini ya 100
  • 00:20:06
    maka maka kita akan cari tekanan
  • 00:20:08
    totalnya
  • 00:20:11
    Gimana caranya kita tinggal menjumlahkan
  • 00:20:14
    yang tadi ya tekanan total itu adalah
  • 00:20:17
    tekanan hidrostatis ditambahkan dengan
  • 00:20:20
    niat permukaan di laut tersebut berarti
  • 00:20:26
    370.000 ditambah dengan
  • 00:20:30
    100.000 ini sama dengan
  • 00:20:34
    470.000 Pa atau ini sama dengan berapa
  • 00:20:39
    tekanannya sama dengan 4,7
  • 00:20:43
    ATM
  • 00:20:46
    oke itu ya dua soal dan dua konsep sudah
  • 00:20:50
    kita kenalkan disambung dengan video
  • 00:20:53
    selanjutnya
Tags
  • physics
  • fluid mechanics
  • cruise ship
  • density
  • pressure
  • integration
  • hydrostatics
  • atmospheric pressure
  • gravity
  • fluid dynamics