Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Serta Pembahasan Pada Mermacam Kasus

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis serta Pembahasan pada Berbagai Kasus

Pada artikel sebelumnya saya telah membahas mengenai Tekanan Hidrostatis. Pada artikel tersebut menyatakan secara rinci mengenai penurunan rumus tekanan hidrostatis, konsep serta contoh soal secara rinci. Untuk penjelasan lengkapnya bisa baca pada artikel di bawah ini.

Baca Juga : Fluida Statis, Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, Archimedes, Rumus serta Contoh Soal

Tekanan

Besarnya tekanan yang diberikan pada suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang diberikan serta berbanding terbalik dengan luas penampang (atau luas bidang tekan)

P = F/A

Keterangan :

P ialah Tekanan (N/m atau Pa)

F ialah Gaya Tekan (N)

A ialah luas penampang atau luas bidang tekan (m^2)

Konversi Satuan Tekanan

1 Pa = 1 N/m^2

1 kPa = 1000 Pa

1 bar = 10^5 Pa

1 atm = 10^5 Pa = 76 cmHg

Tekanan Hidrostatis

Coba Kalian bayangkan ! saat Kalian menyelam di sungai ataupun kolam renang, saat Kalian menyelam makin dalam maka Kalian bakal merasa tubuh Kalian ditekan serta bakal timbul rasa sakit pada telinga. Perkara ini karna fluida (air) dapat memberikan tekanan serta tekanan ini disebut sebagai tekanan Hidrostatis. Besarnya tekanan hidrostatis bergantung pada massa jenis fluida, percepatan gravitasi di tempat tersebut serta kedalaman benda pada suatu fluida yang diukur dari permukaan fluida.

Keterangan : 

Ph ialah tekanan Hidrostatis (N/m^2 atau Pa)

ρ ialah massa jenis fluida (Kg/m^3)

g ialah percepatan gravitasi (m/s^2)

h ialah kedalaman yang diukur dari permukaan fluida (m)

Perbandingan Tekanan Hidrostatis Pada Dua Titik Dalam Suatu Fluida

Misalkan ada dua titik a serta b dengan kedalaman masing-masing ialah ha serta hb. Maka besar perbandingan tekanan hidrostatis kedua titik adalah

P(ha) ialah tekanan hidrostatis di titik a pada kedalaman ha

P(hb) ialah tekanan hidrostatis di titik b pada kedalaman hb

Tekanan Total atau Tekanan Mutlak (Tekanan Absolut)

Jika kita mempertimbangkan besar tekanan atmosfer yang berada di atas permukaan fluida, maka besar tekanan total ialah penjumlahan antara tekanan atmosfer serta tekan hidrostatis

Keterangan :

P(total) ialah tekanan total atau tekanan mutlak (tekanan absolut)

Po ialah tekanan atmosfer

Ph ialah tekanan hidrostatis

Kumpulan Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

1. Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Sebuah ikan hias berada di dalam akuarium yang di isi oleh air hingga setinggi 50 cm. Diketahui ikan tersebut berada 10 cm dari dasar akuarium, hitunglah tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh ikan tersebut jika percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s^2 serta massa jenis air ialah 1000 Kg/m^3.

Pembahasan:

Diketahui:

h1 = 50 cm = 0,5 m (tinggi akuarium)

h2 = 10 cm = 0,1 m (Posisi ikan dari dasar akuarium)

g = 9,8 m/s^2

ρ = 1000 kg/m^3

Ditanya : Hitunglah tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh ikan tersebut?

Rumus Tekanan Hidrostatis (Ph)

Ph = ρ.g.h

Ingat : h ialah kedalaman yang di ukur dari atas permukaan fluida (air), maka diperoleh

Jadi, Besar tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh ikan tersebut ialah 4 kPa.

2. Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Sebuah zat cair mempunyai massa jenis 1030 Kg/m^3 dimasukkan ke dalam sebuah bejana berbentuk tabung dengan jari-jari tabung ialah 20 cm. kalau massa zat cair tersebut ialah 103 Kg, maka tentukanlah tekanan hidrostatis pada dasar tebung tersebut serta berapa besar gaya yang diberikan pada bagian dasar tabung akibat tekanan tersebut? (gunakan g = 9,8 m/s^2)

Pembahasan:

Diketahui:

ρ = 1,03 kg/m^3

r = 20 cm = 0,2 m

m = 103 Kg

g = 9,8 m/s^2

Ditanya : Tekanan hidrostatis serta gaya pada dasar tabung?

Seperti yang telah kita bahas di atas, tekanan hidrostatis di pengaruhi oleh massa jenis, percepatan gravitasi serta ke dalam yang diukur dari permukaan zat cair. Di sini kita belum mengetahui berapa kedalaman dasar tabung yang diukur dari permukaan zat cair. Namun kita telah mengetahui massa zat, massa jenis zat serta jari-jari tabung. Maka diperoleh

#Mencari Volume zat cair pada tabung

Kita tahu kalau hubungan massa jenis, massa serta volume adalah

Jadi, volume zat cair yang dimasukkan ke dalam wadah berbentuk tabung ialah 0,1 m^3. Dari informasi ini, maka dapat diperoleh tinggi kedalaman tabung dari permukaan zat cair.

#Mencari kedalaman dasar tabung dari permukaan zat cair

Karena wadah berbentuk tabung, maka rumus volume tabung adalah

Setelah diperoleh kedalaman, maka dengan gampang kita dapat menghitung tekanan hidrostatis pada dasar tabung

#Menghitung Tekanan Hidrostatis

Jadi, diperoleh tekanan hidrostatis pada dasar tabung ialah 8034,824 N/m^2

#Menghitung Gaya akibat tekanan

Jadi besar gaya pada dasar tabung akibat tekanan hidrostatis ialah 1012,388 N

3. Contoh Soal Tekanan Hidrostatis + Tekanan Atmosfer = Tekanan Total atau Tekanan Mutlak

Seorang penangkap ikan tradisional mampu menyelam hingga kedalaman 10 meter di bawah permukaan laut. kalau massa jenis air laut ialah 1000 Kg/m^3 serta tekanan atmosfer di atas permukaan air ialah 1 atm. Tentukan tekanan total yang di rasakan oleh penyelam tersebut? (Gunakan percepatan gravitasi 10 m/s^2)

Pembahasan:

Diketahui:

h = 10 m

ρ = 1000 kg/m^3

Po = 1 atm

g = 10 m/s^2

Ditanya : Tentukan tekanan total yang di rasakan oleh penyelam tersebut?

Rumus Tekanan Hidrostatis Total atau Tekanan Mutlak (Absolut)

Tekanan total yang dirasakan penyelam ialah tekanan atmosfer di atas permukaan air ditambah dengan tekanan hidrostatis di bawah permukaan laut. Jadi, tekanan total yang di rasakan oleh penyelam tersebut yaitu 2.10^5 Pa atau 2 atm.

4. Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Perhatikan gambar permukaan bawah laut berikut ini

Jika kedalaman titik P ialah 100 m dari permukaan laut serta tekanan di titik P ialah 2/3 kali tekanan di titik Q. Tentukanlah kedalaman titik Q dari permukaan laut?

Pembahasan:

Diketahui:

hp = 100 m

PP = 2/3 PQ

Keterangan :

PP ialah tekanan di P

PQ ialah tekanan di titik Q

Ditanya : Tentukanlah kedalaman titik Q dari permukaan laut?

Gunakan Rumus Perbandingan Tekanan di Dua Titik pada suatu Fluida

Jadi, kedalaman titik Q dari permukaan laut ialah 150 m.

Jadi itulah artikel tentang contoh soal tekanan hidrostatis serta pembahasan pada bernagai kasus. semoga artikel ini bermanfaat buat anda serta terimakasih telah berkunjung.

Bagikan Artikel ini