Pengertian, Rumus Tekanan Hidrostatik dan Contoh Soalnya – Kesempatan kali ini pembahasan kita akan masuk tentang Hidrostatis. Pembahasan pada artikel ini ialah Pengertian, Sifat, Faktor, Rumus Hidrostatis berserta contohnya. Untuk lebih jelasnya mari kita simak penjelasannya berikut ini. Tekanan hidrostatik mengacu pada tekanan yang diberikan cairan dalam ruang tertutup. Jika cairan dalam wadah, akan ada beberapa tekanan pada dinding wadah. Sedangkan jika pada kolom berbentuk kontainer, akan ada tekanan yang mendorong dinding yang lebih besar di bagian bawah daripada bagian di atasnya. Hal ini disebabkan dengan gaya gravitasi.
Berikut ini merupakan pembahasan tentang pengertian tekanan hidrostatis, rumus tekanan hidrostatis, contoh soal tekanan hidrostatis, dan rumus tekanan hidrostatik.
Pengertian Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zat cair yang disebabkan oleh berat zat cair itu sendiri.
Sifat tekanan hidrostatis adalah sebagai berikut.
a. Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin besar.
b. Pada kedalaman yang sama, tekanannya juga sama.
c. Tekanan zat cair ke segala arah sama besar.
 |
Pengertian dan Rumus Tekanan Hidrostatis serta Contoh Soal Tekanan Hidrostatis
Gambar: Benda dalam zat cair akan
mendapatkan tekanan dari segala arah.
Faktor yang Mempengaruhi Tekanan Hidrostatis
Besarnya tekanan hidrostatis zat cair dipengaruhi beberapa faktor, yaitu kedalaman, massa jenis zat cair, dan percepatan gravitasi.
Rumus Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh gravitasi pada suatu titik tertentu dalam cairan yang berada dalam kesetimbangan, meningkat sebanding dengan kedalaman dari permukaan. Untuk memahami tekanan hidrostatis, kita anggap zat terdiri atas beberapa lapisan. Setiap lapisan memberi tekanan pada lapisan di bawahnya, sehingga lapisan bawah akan mendapatkan tekanan paling besar. Karena lapisan atas hanya mendapat tekanan dari udara (atmosfer), maka tekanan pada permukaan zat cair sama dengan tekanan atmosfer.
Ph = F / A = W / A = m . g / A .
Karena m = ρ . V , maka Ph = ρ. V . g / A
Kita ketahui bahwa volume merupakan hasil perkalian luas alas (A) dengan tinggi (h). Oleh karena itu, persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut.
Ph = ρ . g . A . h / A = ρ. g . h
Rumus Tekanan Hidrostatis :
Ph = ρ. g . h
Keterangan :
ρ : massa jenis zat cair (kg/m3)
g : percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h : kedalaman/tinggi titik ukur dari permukaan (m)
Kita tidak boleh mengukur tekanan udara pada ketinggian tertentu menggunakan rumus ini. Hal ini disebabkan karena kerapatan udara tidak sama di semua tempat. Makin tinggi suatu tempat, makin kecil kerapatan udaranya. Untuk tekanan total yang dialami suatu zat cair pada ketinggian tertentu dapat dicari dengan menjumlahkan tekanan udara luar dengan tekanan hidrostastis.
Ptotal = Po + Ph
Keterangan:
Ph : tekanan yang dialami zat cair/tekanan hidrostastis (Pa)
Po: tekanan udara luar (Pa)
ρ : massa jenis zat cair (kg/m3)
g : percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h : kedalaman/tinggi titik ukur dari permukaan (m)
Contoh soal pertama
Seorang penyelam mampu berada pada kedalaman 40 m di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut 1,2 g/cm3 dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka hitunglah besar tekanan hidrostatis yang dialami penyelam!
Diketahui :
h = 40 m
ρ = 1,2 g/cm3 = 1.200 kg/m3
g = 10 m/s²
Ditanyakan: ph = … ?
Jawab :
Ph = ρ g h
= 1.200 · 10 · 40
= 4,8 · 105 Pa
Untuk memahami penerapan rumus di atas dalam penghitungan matematis, pelajarilah contoh soal berikut!
Contoh Soal 2 Tekanan Hidrostatis
Seorang penyelam menyelam pada kedalaman 10 m di bawah permukaan air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, tentukan tekanan hidrostatis yang dialami penyelam!
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 10 m
ρ = 1.000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanyakan: P = . . . ?
Jawab:
P = ρ . g . h
P = 1.000 . 10 . 10
P = 100.000 Pascal
Jadi, penyelam tersebut mengalami tekanan hidrostatis sebesar 100.000 Pa atau 100 kPa.
