Kenalan dengan Tekanan Hidrostatis
Hello Sobat SinarNarasi, kali ini kita akan membahas tentang tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh cairan pada suatu kedalaman tertentu.
Tekanan hidrostatis akan semakin besar seiring dengan kedalaman cairan tersebut. Tekanan hidrostatis biasanya dinyatakan dalam satuan Pa atau Pascal.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Sederhana
Misalkan ada sebuah ember yang berisi air dan memiliki kedalaman 1 meter. Berapa besar tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh air dalam ember tersebut?Kita tahu bahwa tekanan hidrostatis dihasilkan oleh cairan pada suatu kedalaman tertentu. Karena ember tersebut memiliki kedalaman 1 meter, maka tekanan hidrostatisnya dapat dihitung dengan rumus:Tekanan hidrostatis = berat jenis cairan x gravitasi bumi x kedalamanDi mana, berat jenis air adalah 1000 kg/m³, gravitasi bumi adalah 9,8 m/s², dan kedalaman adalah 1 meter.Maka, tekanan hidrostatis dari air dalam ember tersebut adalah:Tekanan hidrostatis = 1000 x 9,8 x 1Tekanan hidrostatis = 9.800 Pa atau 9,8 kPa
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dengan Dua Jenis Cairan
Selain dengan air, tekanan hidrostatis juga dapat dihasilkan oleh cairan lain seperti minyak. Misalkan ada dua jenis cairan yang berbeda, yaitu air dengan berat jenis 1000 kg/m³ dan minyak dengan berat jenis 800 kg/m³. Kedalaman dari kedua cairan tersebut adalah sama, yaitu 2 meter.Berapa besar tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh kedua cairan tersebut?Untuk menghitung tekanan hidrostatis dari air, kita dapat menggunakan rumus di atas:Tekanan hidrostatis air = 1000 x 9,8 x 2Tekanan hidrostatis air = 19.600 Pa atau 19,6 kPaSedangkan untuk tekanan hidrostatis dari minyak, kita juga dapat menggunakan rumus yang sama:Tekanan hidrostatis minyak = 800 x 9,8 x 2Tekanan hidrostatis minyak = 15.680 Pa atau 15,68 kPaDari kedua perhitungan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh cairan dengan berat jenis yang lebih tinggi akan lebih kecil dibandingkan dengan cairan dengan berat jenis yang lebih rendah.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis pada Dua Titik Berbeda
Selain itu, tekanan hidrostatis juga dapat berbeda pada kedua titik yang berbeda. Misalkan ada sebuah kolam yang memiliki kedalaman 4 meter.Berapa besar tekanan hidrostatis pada titik A yang berada di kedalaman 1 meter dan titik B yang berada di kedalaman 3 meter?Untuk menghitung tekanan hidrostatis pada kedalaman 1 meter, kita dapat menggunakan rumus:Tekanan hidrostatis A = 1000 x 9,8 x 1Tekanan hidrostatis A = 9.800 Pa atau 9,8 kPaSedangkan untuk menghitung tekanan hidrostatis pada kedalaman 3 meter, kita dapat menggunakan rumus yang sama:Tekanan hidrostatis B = 1000 x 9,8 x 3Tekanan hidrostatis B = 29.400 Pa atau 29,4 kPaDari kedua perhitungan di atas, kita dapat melihat bahwa tekanan hidrostatis pada titik B lebih besar dibandingkan dengan tekanan hidrostatis pada titik A.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis pada Benda Tenggelam
Tekanan hidrostatis juga memiliki pengaruh pada benda yang tenggelam di dalam cairan. Misalkan sebuah bola besi dengan volume 0,1 m³ tenggelam di dalam air dengan kedalaman 5 meter. Berapa besar tekanan hidrostatis yang dihasilkan pada bola besi?Kita tahu bahwa bola besi tenggelam di dalam air, sehingga berat bola besi sama dengan berat cairan yang dipindahkan oleh bola besi. Berat bola besi dapat dihitung dengan rumus:Berat bola besi = massa x gravitasi bumiDiketahui bahwa massa bola besi adalah 7850 kg/m³ x 0,1 m³ = 785 kg. Sedangkan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s².Maka, berat bola besi adalah:Berat bola besi = 785 x 9,8Berat bola besi = 7.693 N atau 7,7 kNSelanjutnya, tekanan hidrostatis pada bola besi dapat dihitung dengan rumus:Tekanan hidrostatis = berat jenis cairan x gravitasi bumi x kedalamanKita tahu bahwa berat jenis air adalah 1000 kg/m³ dan kedalaman bola besi adalah 5 meter. Maka, tekanan hidrostatis pada bola besi adalah:Tekanan hidrostatis = 1000 x 9,8 x 5Tekanan hidrostatis = 49.000 Pa atau 49 kPaDari kedua perhitungan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa bola besi akan tenggelam di dalam air karena tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh air lebih besar dibandingkan dengan gaya apung yang dimiliki oleh bola besi.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis pada Tabung Berbentuk L
Selain pada benda yang tenggelam, tekanan hidrostatis juga dapat dihasilkan pada tabung berbentuk L. Misalkan ada sebuah tabung berbentuk L dengan kedalaman 2 meter. Bagian bawah tabung memiliki luas penampang 0,05 m² dan bagian atas tabung memiliki luas penampang 0,02 m². Berapa besar tekanan hidrostatis pada bagian bawah tabung dan bagian atas tabung?Untuk menghitung tekanan hidrostatis pada bagian bawah tabung, kita dapat menggunakan rumus:Tekanan hidrostatis bagian bawah = berat jenis cairan x gravitasi bumi x kedalaman x luas penampang bagian bawahKita tahu bahwa berat jenis air adalah 1000 kg/m³, gravitasi bumi adalah 9,8 m/s², kedalaman adalah 2 meter, dan luas penampang bagian bawah adalah 0,05 m². Maka, tekanan hidrostatis pada bagian bawah tabung adalah:Tekanan hidrostatis bagian bawah = 1000 x 9,8 x 2 x 0,05Tekanan hidrostatis bagian bawah = 980 Pa atau 0,98 kPaSedangkan untuk menghitung tekanan hidrostatis pada bagian atas tabung, kita juga dapat menggunakan rumus yang sama:Tekanan hidrostatis bagian atas = berat jenis cairan x gravitasi bumi x kedalaman x luas penampang bagian atasKita tahu bahwa luas penampang bagian atas adalah 0,02 m². Maka, tekanan hidrostatis pada bagian atas tabung adalah:Tekanan hidrostatis bagian atas = 1000 x 9,8 x 2 x 0,02Tekanan hidrostatis bagian atas = 392 Pa atau 0,39 kPaDari kedua perhitungan di atas, kita dapat melihat bahwa tekanan hidrostatis pada bagian bawah tabung lebih besar dibandingkan dengan tekanan hidrostatis pada bagian atas tabung.
Kesimpulan
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh cairan pada suatu kedalaman tertentu. Tekanan hidrostatis dapat dihitung dengan menggunakan rumus tekanan hidrostatis = berat jenis cairan x gravitasi bumi x kedalaman. Tekanan hidrostatis akan semakin besar seiring dengan kedalaman cairan tersebut.Contoh soal tekanan hidrostatis dapat meliputi perhitungan tekanan pada air, minyak, titik berbeda, bola besi, dan tabung berbentuk L.
Dari contoh soal tersebut, kita dapat memahami bahwa tekanan hidrostatis dapat berbeda-beda pada kedua titik yang berbeda, serta dapat mempengaruhi benda yang tenggelam di dalam cairan.