Fluida

Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan. Zat yang tergolong sebagai fluid adalah zat cair dan gas dengan ciri-ciri sebagai berikut: Bisa mengalami perubahan bentuk, dapat mengalir, dan mampu menempati suatu wadah atau ruang. Fluida secara umum dibagi menjadi dua macam, yaitu fluida tak bergerak (fluida statis) dan fluida bergerak (fluida dinamis). Pada Fluida statis terdapat beberapa konsep diantaranya:

Tekanan

Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang itu. Dan secara matematis dirumuskan sebagai berikut: 

Tekanan Hidrostatis

Makin tinggi zat cair dalam wadah, maka makin berat zat cair itu, sehingga makin besar tekanan yang dikerjakan zat cair pada dasar wadah. Dengan kata lain pada posisi yang semakin dalam dari permukaan, maka tekanan hidrostatis yang dirasakan semakin besar. Tekanan Hidrostatis tersebut dirumuskan sebagai berikut:

Hukum Hidrostatika

Hukum pokok hidrostatika 

"Semua titik yang terletak pada kedalaman yang sama maka tekanan hidrostatikanya sama."

Jadi semua titik yang terletak pada bidang datar didalam satu jenis zat cair memiliki tekanan yang sama, ini dikenal dengan hukum pokok hidrostatika dan tekanan ini disebut dengan tekanan hidrostatis. 

Perhatikan gambar mekanisme hidrolik diatas. Karena cairan tidak dapat ditambahkan ataupun keluar dari sistem tertutup, maka volume cairan yang terdorong di sebelah kiri akan mendorong piston (silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Dengan menggunakan prinsip Pascal, berlaku hubungan, secara matematis: 

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari, yang menggunakan prinsip hukum Pascal antara lain dongkrak hidrolik, pompa hidrolik ban sepeda, mesin hidrolik pengangkat mobil, mesin pengepres hidrolik, dan rim piringan hidrolik. 

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes berbunyi, "Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkannya". Gaya apung ini merupakan selisih dari gaya berat benda di udara dengan gaya berat benda di dalam fluida. Gaya Apung ditulis sebagai berikut:

Secara matematis ditulis sebagai berikut:

Mengapung

Jika benda dicelupkan ke dalam fluida, benda muncul sebagian ke permukaan air, karena berat benda lebih kecil dari gaya apung (Fa < W). Ini adalah konsep mengapung. Dari konsep tersebut, dapat dirumuskan hubungan antara massa jenis benda dengan massa jenis fluida: 

Melayang

Jika benda dicelupkan seluruhnya kedalam fluida (air), maka gaya apung (Fa) sama dengan berat benda W (Fa = W).

Tenggelam

Jika benda dicelupkan seluruhnya kedalam fluida (air), maka gaya apung (Fa) lebih kecil dari berat benda W (Fa < W). Sehingga benda bergerak kebawah menuju dasar wadah air. Ini adalah konsep tenggelam. 

Fluida Dinamis adalah fluida yang bergerak, dengan ciri ciri sebagai berikut :

• Fluida dianggap tidak kompresibel

• Fluida dianggap bergerak tanpa gesekan walaupun ada gerakan materi (tidak mempunyai kekentalan)

• Aliran fluida adalah aliran stasioner, yaitu kecepatan dan arah gerak partikel fluida melalui suatu titik tertentu selalu tetap

• Tak tergantung waktu (tunak) artinya kecepatannya konstan pada titik tertentu dan membentuk aliran laminer.

Jenis aliran fluida dibedakan menjadi 2 jenis yaitu, aliran fluida dalam pipa sejajar dengan dinding pipa tanpa adanya komponen radial atau gerakannya teratur (aliran laminer) dan aliran fluida dengan gerakan partikelnya yang acak dan tidak beraturan seperti air yang mengalir deras di sungai (aliran turbulen).

Debit Air

Pada fluida yang bergerak memiliki besaran yang dinamakan debit. Debit adalah laju aliran air. Besarnya debit menyatakan banyaknnya volume air yang mengalir setiap detik. 

Azaz Kontinuitas

Fluida yang tak termampatkan dan mengalir dalam keadaan tunak, maka laju aliran volume di setiap waktu sama besar. Bila aliran fluida melewati pipa yang berbeda penampangnya maka fluida akan mengalami desakan perubahan luas penampangnya yang dilewatinya. Asumsikan bahwa fluida tidak kompresibel, maka delam selang waktu yang sama jumlah fluida yang mengalir melalui penampang harus sama dengan jumlah fluida yang mengalir melalui penampang. 

Hukum Bernoulli

Fluida yang tak termampatkan dan mengalir dalam keadaan tunak, maka laju aliran volume di setiap waktu sama besar. Bila aliran fluida melewati pipa yang berbeda penampangnya maka fluida akan mengalami desakan perubahan luas penampangnya yang dilewatinya. Asumsikan bahwa fluida tidak kompresibel, maka delam selang waktu yang sama jumlah fluida yang mengalir melalui penampang harus sama dengan jumlah fluida yang mengalir melalui penampang.