Tekanan Hidrostatis -

Tekanan Hidrostatis ialah tekanan yg diberikan oleh air ke semua arah pada titik ukur manapun akibat adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis akan meningkat seiring dgn bertambahnya kedalaman diukur dr permukaan air.

Akibat gaya gravitasi, berat partikel air akan menekan partikel dibawahnya, & begitu pula partikel-partikel air di bawahnya akan saling menekan sampai ke dasar air sehingga tekanan dibawah akan lebih besar dr tekanan diatas. Kaprikornus, makin dlm kita menyelam dr permukaan air, maka akan bertambah banyak volume air yg ada di atas kita dgn permukaan air sehingga tekanan yg diberikan air pada tubuh kita (tekanan hidrostatis) akan kian besar.

Lihat pula bahan Sosiologiku.com yang lain:

Hukum Kepler

Cermin Cekung/Cembung & Lensa Cekung/Cembung

Daftar Isi

Rumus Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapapun tak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk baskom air. Tekanan hidrostatis menekan ke segala arah. Satuan tekanan ialah Newton per meter kuadrat (N/m²) atau Pascal (Pa).

Rumus tekanan hidrostatis diformulasikan dengan:

$\rho_ hidro = \rho g h$

dimana:

$\rho$ ialah berat jenis air (untuk air tawar, $\rho = 1000kg/m^3$ );

g yaitu besar percepatan gravitasi (percepatan gravitasi di permukaan bumi sebesar g = 9,8 m/s²;

h ialah titik kedalaman yg diukur dr permukaan air.

Kaprikornus makin besar jarak titik ukur dgn permukaan air, maka akan kian besar tekanan hidrostatis pada titik tersebut. Fenomena ini mampu dilihat pada gambar dibawah dimana kian besar ketinggian air, maka akan makin besar pula tekanan hidrostatis di dasar baskom. Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada baskom sebelah kanan sebab tekanan yg lebih tinggi dibandingkan baskom di sebelah kiri.

Metode Ilmiah

tekanan hidrostatis ilustrasi

Rumus diatas dipakai untuk mengenali nilai tekanan hidrostatis pada bejana tertutup (misalnya: tekanan pada titik tertentu pada air di dlm botol tertutup, tangki air atau tong air yg tertutup).

Jika kita ingin menghitung besar total tekanan pada suatu titik di bawah permukaan air pada daerah terbuka mirip pada danau & laut & segala kontainer/wadah terbuka, maka kita perlu menambahkan besar tekanan atmosfer pada perkiraan. Sehingga, total tekanan hidrostatis pada keadaan terbuka yaitu sama dgn tekanan hidrostatis air pada titik tersebut ditambah besar tekanan yg bekerja pada permukaan air yg dirumuskan dengan:

$P_ total = P_ hidro + P_ atm$

$P_ total = \rho g h + P_ atm$

dimana $P_ atm$ ialah tekanan atmosfer (tekanan atmosfer pada permukaan maritim sebesar $P_ atm = 1,01 x 10^5 Pa$ ).

ilustrasi lanjut tekanan hidrostatis

Agar dapat lebih memahami prinsip tekanan, perhatikan gambar diatas.

Tekanan total yg diterima oleh si pemancing adalah sebesar tekanan atmosfer (kita selalu menerima tekanan atmosfer setiap dikala), sehingga: $P_1 = P_ atm$ .

Tekanan total yg diterima penyelam bertangki kuning yaitu sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h2, sehingga: $P_2 = \rho g h_2 + P_ atm$ .

Tekanan total yg diterima penyelam bertangki merah yakni sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h3, sehingga: $P_3 = \rho g h_3 + P_ atm$ .

Karena $h_3 > h_2″ class=”latex” />, maka <img decoding=$ Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Contoh Soal 1

Tekanan atmosfer pada permukaan laut sebesar 1,01 x 10⁵ Pa. Kenapa kita tak merasakan tekanan atmosfer menekan tubuh kita?

a) Besar tekanan atmosfer dianggap nol alasannya gravitasi

b) Kita telah terbiasa dgn tekanan atmosfer sejak kita lahir

c) Cairan pada tubuh kita menekan keluar tubuh dgn gaya yg sama besar

d) Gaya gravitasi meniadakan rasa akan adanya tekanan

Solusi:

Jawaban yg benar yaitu C.

Darah & cairan yg ada dlm badan manusia memperlihatkan tekanan yg sama besar dgn tekanan atmosfer keluar tubuh. Karena tekanan yg menekan keluar di dlm tubuh sama dgn tekanan atmosfer yg menekan tubuh, maka kita tak merasakan adanya tekanan atmosfer yg senantiasa menekan tubuh kita.

Contoh Soal 2

Tekanan hidrostatis pada titik di sebuah kedalaman air bergantung pada:

a) Berat total

b) Luas permukaan

c) Jarak kepada permukaan air

d) Semua jawaban di atas

Solusi:

Jawaban yg benar yaitu C.

Sesuai dgn formula tekanan hidrostatis $P_ hidro = \rho g h$ , maka yg mensugesti besarnya tekanan yaitu jarak kepada permukaan air & massa jenis fluida tersebut. (air maritim mempunyai massa jenis yg sedikit lebih besar dibanding air tawar)

Contoh Soal 3

Berapa tekanan hidrostatis pada dasar kolam renang yg memiliki kedalaman 3 meter?

Solusi:

Dengan menggunkanan rumus $P_ total = \rho g h + P_ atm$ , didapat:

$P_ total = (1000kg/m^3) (9,8 m/s^2) + (1,01 \times 10^5 Pa)$

$P_ total = (2,94 \times 10^4 Pa) + (1,01 \times 10^5 Pa)$

maka: $P_ total = 1,3 \times 10^5 Pa$ .

Contoh Soal 4

contoh soal tekanan hidrostatis

Pada gambar diatas, berapa ketinggian (h) bila dikenali tekanan pada titik ukur P₂ sebesar 2 x 10⁵ Pa?

Solusi:

Diketahui bahwa $P_2 = \rho g h + P_1$ ,

sehingga, $\rho g h = P_2 - P_1$ atau $h = (P_2 - P_1)/\rho g$ .

Jika dianggap bahwa $P_1 = P_ atm$ , maka:

$h = (P_2 - P atm /\rho g$

$h = (2 \times 10^5 Pa - 1,01 \times 10^5 Pa)/(1000kg/m^3 \times 9,8m/s^2)$

$h = (0,99 \times 10^5 Pa)/(9,8 \times 10^3 kg/m^2s^2$

Ingat bahwa $1 Pa = 1 N/m^2 = 1 kg/ms^2$ , sehingga:

$h = (o,99 \times 10^5 kg/ms^2)/(9,8 \times 10^3 kg/m^2s^2)$

$h = 10,1 m$

Contoh Soal 5

soal tekanan hidrostatis & jawabannya Pada gambar di atas, terdapat dua tekanan yg diberikan pada selang berupa U yg berisi air raksa, terhubung eksklusif dgn udara bebas atau merupakan tekanan atmosfer. Berapa besar tekanan P_a bila dikenali beda ketinggian air (H) sebesar 1,2 m?

(massa jenis air raksa = 13.600 kg/m³)

Solusi:

Diketahui bahwa $P_a = \rho g h + P_0$ ,

$P_a = \rho g h + P_ atm$

$P_a = (13.600 kg/m^3)(9,8 m/s^2)(1,2m) + (1,01 \times 10^5 Pa)$

$P_a = (159,936 Pa) + (1,01 \times 10^5 Pa)$

maka, didapat besarnya tekanan pada sisi sebelah kanan ( $P_a$ ) sebesar $2,61 \times 10^5 Pa$ .

Walaupun perbedaan ketinggiannya cuma sedikit, tapi massa jenis cairan yg mesti ditekan sangat besar (lebih dr 13 kali lipat ) kalau dibandingkan dgn air biasa. Oleh alasannya itu diperlukan tekanan yg besar hingga 13 kali lipat untuk menekan air raksa dibandingkan air biasa.

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FT UI

Materi Sosiologiku.com yang lain:

Metode Ilmiah

Tata Surya

Listrik Statis