Rumus tekanan hidrostatis, pengertian, faktor yang mempengaruhi, dan cara pengerjaan soal

Brilio.net - Pernah nggak sih kamu bertanya-tanya mengapa kapal selam bisa menyelam dan muncul di permukaan air? Atau mengapa tekanan air di dasar kolam lebih besar daripada di permukaan? Atau mengapa ketinggian air di pipa bisa berbeda-beda tergantung pada letaknya? Jawaban dari semua pertanyaan itu ada hubungannya dengan tekanan hidrostatis.

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair diam pada suatu kedalaman tertentu ke semua arah. Tekanan hidrostatis sangat penting untuk dipelajari karena memiliki banyak manfaat dan pengaruh dalam berbagai bidang ilmu dan kehidupan sehari-hari.

Tekanan hidrostatis bisa digunakan untuk mengukur ketinggian suatu tempat, menentukan gaya apung pada benda yang terendam dalam zat cair, menghitung gaya yang bekerja pada dinding bendungan atau tangki air, dan masih banyak lagi.

Nah, pada artikel ini brilio.net akan membahas tentang tekanan hidrostatis, pengertian, faktor yang mempengaruhi, dan cara pengerjaan soal. Dihimpun brilio.net dari berbagai sumber pada Rabu (11/10).

Pengertian tekanan hidrostatis.

foto: pexels.com

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh cairan dalam keadaan diam atau tidak bergerak di dalam sebuah wadah atau dalam suatu kedalaman tertentu dalam cairan tersebut. Berarti tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman cairan dan massa jenis (densitas) cairan itu sendiri.

Pengertian tekanan hidrostatis dapat dijelaskan dengan prinsip dasar hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada suatu titik dalam cairan akan merambat ke segala arah dengan intensitas yang sama. Yang berarti tekanan hidrostatis di dalam cairan akan meningkat seiring dengan kedalaman dalam cairan tersebut. Tekanan ini diukur dalam pascal (Pa) atau satuan tekanan lainnya seperti atmosfer (atm) atau milimeter air (mmH2O).

Dalam situasi sehari-hari, tekanan hidrostatis dapat diilustrasikan dengan contoh sederhana seperti botol berisi air. Semakin dalam kamu memasukkan botol ke dalam air, semakin besar tekanan hidrostatis yang akan kamu rasakan di dalam botol tersebut. Hal ini juga menjelaskan mengapa kamu merasa tekanan di telinga saat berenang di dalam air dalam kolam renang yang dalam, karena tekanan hidrostatis meningkat seiring kedalaman yang dicapai.

Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis.

foto: pexels.com

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair diam pada suatu kedalaman tertentu ke semua arah. Tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

1. Massa jenis zat cair.

Semakin besar massa jenis suatu zat cair, maka semakin besar pula tekanan hidrostatisnya. Misalnya, larutan garam memiliki tekanan hidrostatis lebih besar daripada air biasa, karena larutan garam memiliki massa jenis lebih besar.

2. Kedalaman zat cair.

Semakin jauh titik kedalaman zat cair dari permukaannya, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatisnya. Jadi, tekanan hidrostatis akan semakin meningkat seiring bertambahnya kedalaman titik zat cair.

3. Percepatan gravitasi.

Percepatan gravitasi juga bisa mempengaruhi tekanan hidrostatis di zat cair. Kombinasi antara massa jenis zat cair dan percepatan gravitasi akan menghasilkan besaran berat zat cair. Makin besar percepatan gravitasinya, maka makin besar juga tekanan hidrostatisnya.

4. Massa zat cair.

Semakin besar massa zat cair, semakin besar pula tekanan hidrostatisnya, begitupun sebaliknya. Hal ini karena massa zat cair berhubungan dengan berat zat cair yang menimbulkan gaya ke bawah.

5. Volume zat cair.

Semakin besar volume zat cair, semakin kecil tekanan hidrostatisnya, begitupun sebaliknya. Hal ini karena volume zat cair berhubungan dengan luas penampang yang menentukan gaya ke samping.

Manfaat tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari.

foto: pexels.com

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair diam pada suatu kedalaman tertentu ke semua arah. Tekanan hidrostatis memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari, seperti:

1. Menyelam.

Tekanan hidrostatis mempengaruhi kemampuan seseorang untuk menyelam di dalam air. Semakin dalam seseorang menyelam, semakin besar tekanan hidrostatis yang dialami. Oleh karena itu, penyelam harus menyesuaikan tekanan udara di dalam paru-paru dan telinga mereka dengan tekanan hidrostatis di sekitar mereka.

2. Pembuatan bendungan, kolam renang, dan gelas.

Adanya tekanan hidrostatis juga mempengaruhi desain dan konstruksi benda-benda yang berisi zat cair. Misalnya, dinding bendungan bagian bawah harus dibuat lebih tebal dari bagian atas untuk menahan tekanan hidrostatis yang lebih besar. Demikian pula, kolam renang dan gelas bisa dibuat dengan bentuk yang mengecil pada bagian bawah untuk mengurangi volume dan tekanan zat cair.

3. Pemasangan infus.

Tekanan hidrostatis juga berperan dalam pemasangan infus pada pasien. Tekanan infus harus lebih tinggi dari tekanan darah pasien agar cairan infus bisa mengalir ke dalam tubuh pasien. Jika tekanan darah pasien lebih besar dari tekanan infus, maka darah pasien akan mengalir ke arah sebaliknya.

4. Kapal selam.

Tekanan hidrostatis juga mempengaruhi kinerja dan keselamatan kapal selam. Kapal selam harus mampu menahan tekanan hidrostatis yang sangat besar di kedalaman laut. Untuk itu, kapal selam dilengkapi dengan sistem pengatur tekanan udara di dalamnya agar tidak hancur atau bocor.

Contoh soal dan cara pengerjaan rumus tekanan hidrostatis.

foto: pexels.com

Soal 1

Sebuah tangki air memiliki kedalaman 2 meter. Hitunglah tekanan hidrostatis di dasar tangki jika massa jenis air adalah 1000 kg/m³.

Jawaban:

Tekanan hidrostatis = massa jenis × gravitasi × kedalaman
Tekanan hidrostatis = 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 2 m = 19600 Pa

Soal 2

Sebuah kolam renang memiliki kedalaman 4 meter. Berapa tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh seorang penyelam di dasar kolam? (g = 9.8 m/s², massa jenis air = 1000 kg/m³)

Jawaban:

Tekanan hidrostatis = massa jenis × gravitasi × kedalaman
Tekanan hidrostatis = 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 4 m = 39200 Pa

Soal 3:

Sebuah bejana air memiliki kedalaman 3 meter. Hitung tekanan hidrostatis di bagian bawah bejana jika massa jenis air adalah 1020 kg/m³.

Jawaban:

Tekanan hidrostatis = massa jenis × gravitasi × kedalaman
Tekanan hidrostatis = 1020 kg/m³ × 9.8 m/s² × 3 m = 29916 Pa

Soal 4:

Sebuah wadah berisi minyak dengan kedalaman 1,5 meter. Berapa tekanan hidrostatis di dalam minyak jika massa jenis minyak adalah 850 kg/m³?

Jawaban:

Tekanan hidrostatis = massa jenis × gravitasi × kedalaman
Tekanan hidrostatis = 850 kg/m³ × 9.8 m/s² × 1.5 m = 12465 Pa

Soal 5:

Seorang penyelam berada di kedalaman 10 meter di laut. Hitung tekanan hidrostatis yang ia alami. (g = 9.8 m/s², massa jenis air laut = 1025 kg/m³)

Jawaban:

Tekanan hidrostatis = massa jenis × gravitasi × kedalaman
Tekanan hidrostatis = 1025 kg/m³ × 9.8 m/s² × 10 m = 100450 Pa