Pengertian Tekanan Hidrostatis Beserta Sifat - Sifat, Rumus, Contoh Dan Soal Tekanan Hidrostatis.

Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang diberikan oleh air ke semua arah pada titik ukur manapun dan mengakibatkan adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis juga akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman saat diukur dari pemukaan air. Tekanan hidrostatis juga mempunyai arti sebagai tekanan yang diakibatkan oleh zat cair yang diam pada suatu kedalaman tertentu. Besarnya tekanan hidrostatis juga tergantung dari ketinggian zat cair, massa jenis zat cair, dan juga percepatan gravitasi bumi.

Tekanan Hidrostatis.

Tekanan yaitu satuan Fisika buat menyatakan gaya (F) per satuan luas (A).

Satuan tekanan juga sering dipakai buat mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Dan, satuan tekanan juga bisa dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu.

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh air ke semua arah pada titik ukur manapun akibat adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman diukur dari permukaan air.

Akibat gaya gravitasi, berat partikel air akan menekan partikel dibawahnya, dan begitu pula partikel-partikel air di bawahnya akan saling menekan hingga ke dasar air sehingga tekanan dibawah akan lebih besar dari tekanan diatas. Jadi, semakin dalam kita menyelam dari permukaan air, maka akan semakin banyak volume air yang ada di atas kita dengan permukaan air sehingga tekanan yang diberikan air pada tubuh kita (tekanan hidrostatis) akan semakin besar.

Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapapun gak akan dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatis tersebut akan menekan ke segala arah dan satuan tekanan yaitu Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa).

Sifat – Sifat Tekanan Hidrostatis

Ada beberapa sifat – sifat tertentu dari sebuah tekanan hidrostatis, diantaranya sebagai berikut ini:

• Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin besar.
• Tekanan hidrostatik akan bergantung pada kedalaman.
• Tekanan zat cair ke segala arah sama besar.
• Pada kedalaman yang sama, tekanannya juga sama.
• Tekanan hidrostatis akan sangat bergantung pada gravitasi.
• Tekanan hidrostatik gak akan bergantung pada bentuk wadah.
• Tekanan hidrostatik juga akan bergantung pada massa jenis zat cair.

Rumus Tekanan Hidrostatis.

Rumus tekanan hidrostatis bisa kamu tuliskan seperti dibawah ini:

P = ρ x g x h = ρ . g . h

Keterangan:

• P = Tekanan hidrostatis (N/m2)
• ρ= Massa jenis zat cair (kg/m3)
• g = Percepatan gravitasi (m/s2)
• h = Kedalaman dari permukaan zat cair (m)

Atau 

Ph = ρgh

Dimana:

• Ph = Tekanan Hidrostatis (N/m2 atau Pa) >> 1 atm = 1 Pa
• ρ = Massa jenis (km/m3)
• g = Gaya gravitasi (m/s2)
• h = Kedalaman suatu benda dari permukaan zat cair (m)
• Ph = ρgh + P0
• P0 = Tekanan udara luar (1 atm atau 76 cm Hg)

Fenomena ini bisa dilihat pada gambar dibawah dimana semakin besar ketinggian air, maka akan semakin besar juga tekanan hidrostatis di dasar bejana. Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan karena tekanan yang lebih tinggi dibandingkan bejana di sebelah kiri.

Rumus diatas dipakai buat mengetahui nilai tekanan hidrostatis pada bejana tertutup.

Contohnya: 

Tekanan pada titik tertentu pada air di dalam botol tertutup, tangki air atau tong air yang tertutup.

Jika kita ingin menghitung besar total tekanan pada suatu titik di bawah permukaan air pada tempat terbuka seperti pada danau atau laut dan segala kontainer/wadah terbuka, maka kamu perlu menambahkan besar tekanan atmosfer pada perhitungan. Maka, total tekanan hidrostatis pada kondisi terbuka adalah sama dengan tekanan hidrostatis air pada titik tersebut ditambah besar tekanan yang bekerja pada permukaan air yang dirumuskan dengan:

Ptotal = Phidro + Patm

Ptotal = ρgh + Patm

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

Contohnya Tekanan Hidrostatis.

Tekanan hidrostatis banyak sekali diterapkan dalam berbagai bidang dalam kehidupan, di antaranya adalah :

a. Prinsip kerja kapal selam.

Saat kapal selam ada di permukaan laut ingin menuju ke dasar laut, maka kapal selam perlu menaikkan Tekanan Hidrostatisnya dengan cara memasukkan air laut kedalam kapal. Begitu juga sebaliknya, jika kapal selam ada di dasar laut dan ingin menuju ke permukaan laut, maka kapal selam perlu menurunkan tekanan hidrostatisnya dengan cara membuang air laut yang ada didalam kapal jadi kapal selam mulai menuju permukaan air.

b. Menyelam atau snorkling.

Hal tersebut perlu mempertimbangkan tekanan hidrostatis, dimana manusia mempunyai indra pendengaran yang sensitif terhadap tekanan dari luar. Dalam kasus ini kita perlu memperkirakan sejauh mana batas aman manusia saat akan melakuka penyelaman atau snorkling. Supaya menghindari kerusakan pada indra pendengaran khususnya di daerah gendang telinga. Setelah mengetahui batas aman saat menyelam atau snorkeling dengan konsep tekanan hidrostatis ini. Kamu juga bisa merancang alat pengaman telingga, supaya gak mengalami kerusakan saat menyelam.

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 =…..?

Dijawab:

P = ρ . g . h

P = 1.000 . 10 . 10

P = 100.000 N/m2

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

2. Suatu zat cair mempunyai kerapatan 1020 kg/m3 tekanan zat cair akan menjadi 101 % dari tekanan pada permukaan (dengan tekanan atmosfer = 1.01 x 105 N/m2) pada kedalaman dari permukaan (g= 9.8 m/s2).

Pembahasan:

Diketahui:

ρ = 1020 kg/m3

g = 9.8 m/s2

P0 = 1.01 x 105 N/m2

Ph = 101 % P0

Ditanya: Ph?

Dijawab:

Ph = ρgh + P0

1.01 x 1.01 105 = 1020 x 9.8 x h + 1.01 105

0.01 105 = 1020 x 9.8 x h

h = 10.004 cm >> 10.0 cm

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

a) Besar tekanan atmosfer dianggap nol karena gravitasi

b) Kita telah terbiasa dengan tekanan atmosfer sejak kita lahir

c) Cairan pada tubuh kita menekan keluar tubuh dengan gaya yang sama besar

d) Gaya gravitasi meniadakan rasa akan adanya tekanan

Jawaban yang benar adalah C.

Darah dan cairan yang ada dalam tubuh manusia memberikan tekanan yang sama besar dengan tekanan atmosfer keluar tubuh. Karena tekanan yang menekan keluar di dalam tubuh sama dengan tekanan atmosfer yang menekan tubuh, maka kita tidak merasakan adanya tekanan atmosfer yang senantiasa menekan tubuh kita.

4. Sebuah wadah berisi air (massa jenis 1000 Kg/m3) setinggi 70 cm. Jika percepatan gravitasi g = 9.8 m/s2, tentukan tekanan hidrostatik pada dasar bejana!

Sehingga :

h = 70 cm = 0.7 m

g = 9.8 m/s2

ρ = 1000 Kg/m3

Pembahasan

Ph = ρgh

Ph = 1000 x 9.8 x 0.7

Ph = 6860 N/m2 atau 6860 Pa

Demikianlah artikel yang menjelaskan tentang "Pengertian Tekanan Hidrostatis Beserta Sifat -Sifat, Rumus dan Contoh Soal Tekanan Hidrostatis". Semoga melalui tulisan ini memberikan pemahaman kepada pembaca yang sedang mempelarinya. Mohon maaf jika ada kesalahan dan silahkan tinggal tanggapan maupun kritikan yang sifatnya memperbaiki untuk yang akan datang. Terima kasih dan semoga bermanfaat.