Rumus Tekanan Hidrostatis

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis – Fisika merupakan pelajaran yang berisi begitu banyak materi yang bisa kita pelajari. Masing-masing materi ini biasanya memuat teori dan rumus yang dapat kita amati dan hafalkan. Salah satunya adalah tentang tekanan hidrostatis.

Pada pembahasan kali ini kami akan membahas lebih dalam seputar tekanan hidrostatis. Mulai dari pengertian tekanan hidrostatis, rumus tekanan hidrostatis hingga soal tekanan hidrostatis. Kita awali dari definisi tekanan hidrostatis.

Pengertian Tekanan

Sebelum membahas arti tekanan hidrostatis, kita perlu mengetahui apa itu tekanan. Tekanan adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan tekanan juga bisa dipakai untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan tekanan juga bisa dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu.

Baca juga : Analisis Butir Soal Pilihan Ganda

Pengertian Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh air ke semua arah pada titik ukur manapun dan mengakibatkan adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis juga dapat meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman yang diukur dari permukaan air.

Materi Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis dapat diartikan sebagai tekanan yang diakibatkan oleh zat cair yang diam pada suatu kedalaman tertentu. Besarnya tekanan hidrostatis juga tergantung dari beberapa hal, seperti ketinggian zat cair, massa jenis zat cair dan percepatan gravitasi bumi.

Akibat gaya gravitasi, berat partikel air akan menekan partikel-partikel di bawahnya. Sehingga partikel-partikel air di bawahnya akan saling menekan hingga ke dasar air. Inilah yang membuat tekanan di bawah tersebut akan lebih besar dari tekanan di atas.

Jadi semakin dalam kita menyelam dari permukaan air, maka semakin banyak volume air yang ada di atas kita dengan permukaan air. Sehingga tekanan yang diberikan air pada tubuh kita juga akan semakin besar.

Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapapun tidak dipengaruhi oleh berat air, luas permukaan air maupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatis akan menekan ke segala arah. Satuan tekanan adalah Newton per meter kuadrat (N/m²) atau Pascal (Pa).

Sifat-Sifat Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis mempunyai sifat-sifat tertentu, di antaranya:

1. Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, maka tekanannya akan semakin besar.
2. Tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman.
3. Tekanan zat cair ke segala arah sama besar.
4. Pada kedalaman yang sama, tekanan yang dihasilkan juga sama.
5. Tekanan hidrostatis akan sangat dipengaruhi oleh gaya gravitasi.
6. Tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk wadah.
7. Tekanan hidrostatis bergantung pada massa jenis zat cair.

Baca juga : Soal Matematika Kelas 7 Semester 1

Rumus Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis memiliki rumus yang bisa dipahami. Berikut adalah rumus tekanan hidrostatis:

Keterangan:

• P = Tekanan Hidrostatik (N/m2).
• ρ = Massa Jenis Zat Cair (kg/m3).
• g = Percepatan Gravitasi (m/s²).
• h = Kedalaman Dari Permukaan Zat Cair (m).

Apabila kita ingin menghitung besar total tekanan pada suatu titik di bawah permukaan air pada tempat terbuka, misalnya danau, laut, kontainer atau wadah terbuka, maka kita perlu menambahkan besar tekanan atmosfer pada perhitungan.

Sehingga total tekanan hidrostatis pada kondisi terbuka adalah sama dengan tekanan hidrostatis air pada titik tersebut, ditambah dengan besar tekanan yang bekerja pada permukaan air. Rumus yang dipakai adalah sebagai berikut:

Patm adalah tekanan atmosfer (tekanan atmosfer pada permukaan laut sebesar Patm = 1,01 x 10⁵ Pa).

Supaya lebih paham soal prinsip tekanan, mari cermati gambar di atas. Dari gambar di atas dapat kita ketahui beberapa hal.

• Tekanan total yang diterima oleh pemancing sebesar tekanan atmosfer (kita selalu menerima tekanan atmosfer setiap saat), sehingga bisa kita ketahui P1 = Patm.
• Tekanan total yang diterima penyelam yang membawa tangki kuning sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h2, sehingga: P2 = ρgh2 + Patm.
• Tekanan total yang diterima oleh penyelam bertangki merah sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h3, sehingga: P3 = ρgh3 + Patm.

Karena h3 > h2, maka P3 > P2.

Bejana Berhubungan

Berbicara soal tekanan dan fluida, maka tidak akan lepas dari yang namanya bejana berhubungan. Pada dasarnya konsep bejana berhubungan ini sangat sederhana. Sama halnya dengan air pada umumnya, air akan berubah bentuk mengikuti wadahnya. Saat kita memiliki wadah berupa bejana yang saling berhubungan, tinggi permukaan air akan tetap merata di seluruh bagian bejana tersebut.

Lalu bagaimana jika di salah satu pipa kita mengisinya dengan minyak, lalu pada pipa lainnya kita tuang air? Apakah hasilnya tetap sama?

Hasilnya tidak, sebab massa jenisnya berbeda. Artinya salah satu dari kedua zat cair tersebut ada yang lebih ringan, sehingga bisa berada di atas yang lainnya dan tidak tercampur. Akan tetapi menariknya tekanan mereka saja.

Tekanan inilah yang dapat kita cari dengan memakai konsep tekanan hidrostatis. Kita tinggal menyamakan berdasarkan tinggi dan massa jenis kedua zat cairnya saja. Untuk konsep tersebut, yang perlu kita perhitungkan adalah jarak (h). Kita harus mengukurnya dari permukaan, ke batas bawah dari perbatasan kedua zat cair yang berbeda.

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

1. Seorang penyelam sedang melakukan penyelaman pada kedalaman 10 m di bawah permukaan air. Apabila massa jenis airnya 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi buminya 10 m/s2, maka cari dan tentukanlah tekanan hidrostatis yang dialami oleh seorang penyelam tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :

• h = 10 m
• ρ = 1.000 kg/m3
• g = 10 m/s2

Ditanya : P =…..?

Jawab :

• P = ρ . g . h
• P = 1.000 . 10 . 10
• P = 100.000 N/m2

Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami  adalah = 100.000 N/m2

2. Ikan berenang pada kedalaman 15 m di bawah permukaan air. Apabila massa jenis airnya 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi buminya 10 m/s2, maka cari dan tentukanlah tekanan hidrostatis yang dialami oleh ikan yang sedang berenang tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :

• h = 15 m
• ρ = 1.000 kg/m3
• g = 10 m/s2

Ditanya : P =…..?

Jawab :

• P = ρ . g . h
• P = 1.000 . 10 . 15
• P = 150.000 N/m2

Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami  adalah = 150.000 N/m2

Itulah materi belajar seputar tekanan hidrostatis yang dapat kami sampaikan. Selain materi di atas ada banyak materi lain yang berhubungan dengan tekanan hidrostatis yang bisa kita pelajari. Semoga informasi yang kami sampaikan bermanfaat.