loading...

Rumus Tekanan Hidrostatis (Tekanan pada Zat Cair) dan Bejana Berhubungan

Pada pembahasan kali ini akan menjelaskan tentang tekanan hidrostatik (tekanan pada zat cair), bejana berhubungan, rumus tekanan hidrostatis, tekanan hidrostatika (tekanan dalam zat cair), gaya hidrostatis, tekanan fluida, percobaan tekanan hidrostatis tergantung pada, statika fluida, bejana berhubungan fisika, dan satuan tekanan.

Tekanan dalam Zat Cair (Hidrostatis)

Ketika berenang, semakin menyelam ke dalam air, mengapa badan terasa terdorong ke atas? Apakah zat cair memberikan tekanan? Untuk mempelajarinya lebih lanjut, mari kita lakukan kegiatan berikut ini.

1. Lubangi dinding kaleng dengan paku, tetapi tidak sama tingginya. Usahakan besarnya lubang sama. Letakkan kaleng yang sudah dilubangi di tempat yang tinggi.

2. Isi kaleng dengan air sampai penuh. Amati yang terjadi.

3. Siapkan alat Hartl. Atur permukaan zat cair dalam pipa U alat Hartl sama tingginya.

4. Celupkan mangkuk berselaput ke dalam air pada ember besar. Amati permukaan zat cair pada pipa U alat Hartl.

5. Celupkan mangkuk lebih dalam lagi. Amati permukaan zat cair pada pipa U alat Hartl.

6. Putar mangkuk berselaput ke segala arah dalam air,

Jika air diganti minyak tanah, bagaimana perubahan tinggi permukaan zat cair pada pipa U? Apakah massa jenis zat cair mempengaruhi perubahan tingginya dalam bejana?

Rumus Tekanan Hidrostatis

Berdasarkan percobaan diketahui bahwa tekanan hidrostatis sebanding dengan jarak ke permukaan zat cair dan berat jenis zat cair seperti dirumuskan berikut ini.
P = s h
P = ρ g h
Keterangan:
P = tekanan hidrostatis (N/m2 atau dn/cm2)
h = jarak ke permukaan zat cair ( m atau cm)
s = berat jenis zat cair (N/m3 atau dn/cm3)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3 atau g/cm3)
g = gravitasi (m/s2 atau cm/s2)

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Berapa besar tekanan dalam air kolam yang kedalamannya 2 meter jika massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 N/kg?

Pembahasan

Diketahui:
h = 2 m
ρ = 1.000 kg/m3
g = 10 N/kg

Ditanya:
P = ...?

Jawab:
P = ρ g h
   = 1.000 kg/m3 × 10 N/kg × 2 m
   = 20.000 N/m2
Jadi, tekanan dalam air kolam sedalam 2 m adalah 20.000 N/m2 = 20.000 Pa.

Bejana berhubungan

Pernahkah kamu melihat dua bejana atau lebih yang bagian dasarnya saling berhubungan? Bagaimana keadaan zat cair yang diisikan ke dalam bejana berhubungan? Air dalam bejana berhubungan selalu membentuk permukaan datar.

Hal ini sesuai dengan hukum bejana berhubungan yang berbunyi jika bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama dan dalam keadaan seimbang atau diam maka permukaan zat cair terletak pada satu bidang datar.

Sifat bejana berhubungan tidak berlaku dalam kondisi berikut ini.

a. Bejana berhubungan berisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak dapat bercampur, zat cair yang massa jenisnya lebih kecil permukaannya lebih tinggi;

b. salah satu mulut bejana berhubungan tertutup sehingga tekanan di permukaan zat cair tidak sama, permukaan zat cair dalam bejana yang mulutnya tertutup lebih tinggi dibandingkan dengan permukaan zat cair pada mulut bejana yang tidak tertutup;

c. jika dalam bejana berhubungan terdapat pipa kapiler;

d. jika zat cair dalam bejana berhubungan digoncang-goncangkan atau zat cairnya bergerak.
Rumus Tekanan Hidrostatis (Tekanan pada Zat Cair) dan Bejana Berhubungan
Gambar: Bejana Berhubungan

Jika bejana berhubungan diisi dengan dua macam zat cair yang tidak dapat bercampur, bagaimana permukaan zat cair itu? Perbandingan tinggi setiap zat cair dapat dicari dengan hukum utama hidrostatika.

Misalnya, suatu bejana berhubungan diisi dua macam zat cair yang tidak dapat bercampur dengan berat jenis masing-masing s1 dan s2. Tarik garis pada batas permukaan kedua zat cair itu (garis AB).

Sesuai dengan hukum utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan tekanan di B. Jadi,

PA = PB
h1 s1 = h2 s2
h1 ρ1 g = h2 ρ2 g
h1 ρ1 = h2 ρ2 atau h1 : h2 = ρ1 : ρ2

Contoh Soal Bejana Berhubungan

Sebuah bejana berhubungan diisi air. Kemudian, tuang minyak di kaki lainnya hingga tinggi minyak 20 cm terhadap garis setimbang. Berapa tinggi air terhadap garis setimbang jika massa jenis air 1 g/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3?

Pembahasan

Diketahui:
bejana berhubungan (pipa U)
ρ1 = 1 g/cm3
ρ2 = 0,8 g/cm3
h2 = 20 cm

Ditanya:
h1 = ...?

Jawab:
h1 ρ1 = h2 ρ2
h1     = (h2 ρ2) : ρ1
        = (20 x 0,8) : 1
        = 16 cm
Jadi, tinggi air terhadap garis setimbang adalah 16 cm.

Peralatan sehari-hari yang menggunakan prinsip bejana berhubungan, misalnya teko dan alat penyemprot tanaman. Adakah peralatan di rumahmu yang menggunakan prinsip bejana berhubungan?

Baca juga: Tekanan pada Zat Padat

0 Response to "Rumus Tekanan Hidrostatis (Tekanan pada Zat Cair) dan Bejana Berhubungan"

Post a Comment