Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang disebakan oleh gaya yang ada pada zat cair pada suatu luas bidang tekan dan pada kedalaman tertentu. Tekanan merupakan satuan fisika yang sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan juga dihubungkan sengan satuan volume (isi) dan suhu. Dalam tekanan hidrostatis, setiap jenis cat cair akan memberikan tekanan tertentu tergantung dari kedalamannya.
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang tekanan hidrostatis, dibawah ini merupakan pengertian tekanan hidrostatis, sifat-sifat, rumus dan contoh soal tekanan hidrsatatis dengan penjelasannya.
Baca Juga : Pengertian Suhu, Rumus dan Penjelasannya
Pengertian Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan zat cair ke seluruh arah pada suatu benda akibat adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman yang diukur dari permukaan zat cair.
Dapat disimpulkan, jika tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang disebabkan oleh zat cair yang diam pada suatu kedalaman tertentu.
Besar tekanan hidrostatis tergantung dari ketinggian zat cair, massa jenis zat cair dan percepatan gravitasi bumi.
Adanya gaya gravitasi bumi, maka berat partikel air akan menekan partikel-partikel dibawahnya dan juga partikel-partikel dibawahnya akan saling menekan hingga ke dasar air, jadi tekanan dibawah menjadi lebih besar dibandingkan tekanan di atas.
Maka dapat dicontohkan, semakin kita menyelam dari permukaan air, maka semakin banyak volume air yang ada diatas kita dengan permukaan air sehingga tekanan yang diberikan air pada tubuh kita akan semakin besar.
Perlu diketahui, tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapa pun tidak dipengaruhi oleh berat air, luas permukaan air maupun bejana air.
Tekanan hidrostatis akan menekan ke segala arah dengan satuan Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa).
Baca Juga : Pengertian Jangka Sorong dan Penjelasannya
Sifat Tekanan Hidrostatis
Berikut ini beberapa sifat-sifat tekanan hidrostatis, yaitu:
- Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, maka semakin besar tekanannya
- Tekanan zat cair kesegala arah sama besarnya
- Tekanan hidrostatis tergantung pada kedalaman
- Kedalaman yang sama, maka tekanannya juga sama
- Tekanan hidrostatis tergantung pada gravitasi
- Tekanan hidrostatis tidak bergantung pada tempat atau wadahnya
- Tekanan hidrostatis tergantung dari massa jenis zat cair
Baca Juga : Momentum & Impuls dengan Penjelasannya
Rumus Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis tidah dipengaruhi oleh berat air, luas permukaan maupun tempat zat cair yang digunakan. Tekanan hidrostatis akan menekan ke segala arah dengan satuan Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa).
Rumus yang berlaku pada Tekanan Hidrostatis, yaitu:
Ph = ρgh
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 + P
P = Tekanan udara luar (1 atm atau 76 cm Hg)
Pada tekanan hidrostatis, semakin besar jarak titik ukur dengan permukaan air, maka semakin besar tekanan hidrostatis yang terjadi pada titik tersebut.
Perhatikan pada contoh gambar dibawah ini. Semakin besr ketinggian air, maka semakin besar tekanan hidrostatis di dasar bejana sehingga air muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan karena tekanannya lebih tinggi dibanding dengan bejanan sebelah kiri.
Rumus diatas digunakan untuk mengetahui nilai tekanan hidrostatis pada bejana tertutup. Contohnya tekanan pada titik tertentu pada air dalam botol tertutup, tangki air maupun tong air yang tertutup/
Sedangkan untuk menghitung besar total tekanan suatu titik di bawah permukaan air pada tempat terbuka seperti laut, danau maupun kontainer terbuka, maka rumus yang digunakan perlu ditambahkan 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. Maka rumus yang digunakan yaitu:
Ptotal = Phidro + Patm
Ptotal = ρgh + Patm
Dengan Patm adalah tekanan atmosfer (tekanan atmosfer pada permukaan laut sebesar Patm = 1,01×105Pa)
Baca Juga : Tumbukan Fisika Penjelasannya
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis
Soal 1.
Seorang penyelam sedang melakukan penyelaman pada kedalaman 20 m di bawah permukaan air. Apabila massa jenis airnya 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi buminya 15 m/s², maka cari dan tentukanlah tekanan hidrostatis yang dialami oleh seorang penyelam tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui :
h = 20 m
ρ = 1.000 kg/m³
g = 15 m/s²
Ditanya: P =…..?
Dijawab:
P = ρ . g . h
P = 1.000 . 15 . 20
P = 300.000 N/m²
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami adalah sekitar 300.000 N/m²
Soal 2.
Seekor ikan berenang diakuarium. Ikan tersebut berada 30 cm dari permukaan akuarium. Berapakah tekanan hidrostatis yang diterima ikan?
(massa jenis air = 1000 kg/m³ dan percepatan gravitasi bumi 5 m/s²)
Penyelesaian :
Diketahui :
h = 30 cm = 0,3 m
ρ = 1000 kg/m³
g = 5 m/s²
Ditanya : Ph?
Jawab :
Ph = ρ.g.h
Ph = 1000 x 5 x 0,3
Ph = 1500 Pa.
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami adalah sekitar 1500 N/m²
Soal 3.
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
Baca Juga : Perubahan Wujud Zat dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Tekanan Hidrostatis dan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.