Soal Dan Pembahasan Tekanan Hidrostatis

.com - Tekanan Hidrostatik. Hukum utama Hidrostatik menyatakan bahwa besarnya tekanan hidrostatik (P_h) pada sebarang titik yang terletak pada kedalaman yang sama di dalam satu jenis zat cair yaitu sama besar. Pembahasan pola soal ini bertujuan untuk mmemenolong anakdidik melihat korelasi antara bemasukan-bemasukan dalam rumus tekanan hidrostatis ibarat melihat dampak kedalaman terhadap tekanan hidrostatis yang dialami, tekanan hidrostatis pipa U, dan perbedaan ketinggian permukaan cairan.

Tekanan hidrostatik ialah tekanan total yang didiberikan zat cair pada kedalaman tertentu. Ketika suatu ember diisi dengan zat cair, maka tekanan pada dasar bejanan yang disebabkan oleh berat zat cair yang membisu di atasnya sanggup dihitung dengan rumus :

P_h = ^W⁄_A = ρ_c.g.h

melaluiataubersamaini :
P_h = tekanan hidrostatis pada kedalaman h (N/m²)
ρ_c = massa jenis zat cair (kg/m³)
W = berata zat cair (N)
A = luas bidang tekan (m²)

h = kedalaman zat cair dari permukaannya (m)

g = percepatan gravitasi (m/s²).

KUMPULAN SOAL

• Pembahasan misal Soal wacana Hukum Archimedes
• Pembahasan misal Soal wacana Tegangan Permukaan
• Pembahasan misal Soal wacana Tekanan Hidrostatis
• Pembahasan misal Soal wacana Hukum Pascal
• Pembahasan misal Soal wacana Gejala Kapilaritas

Berdasarkan aturan utama hidrostatik yang sebut bahwa tekanan hidrostatik di sebarang titik yaitu sama besar, maka pada pipa berbentuk U yang diisi dengan dua jenis zat cair yaitu air dan minyak akan berlaku :
P₁ = P₂
ρ₁.g.h₁ = ρ₂.g.h₂

ρ₁.h₁ = ρ₂.h₂

melaluiataubersamaini :
P₁ = tekanan hidrostatis akhir air (N/m²)
P₁ = tekanan hidrostatis akhir minyak (N/m²) 
ρ₁ = massa jenis air (kg/m³)
ρ₂ = massa jenis minyak (kg/m³)

h₁  = ketinggian air (m)
h₂  = ketinggian minyak (m)

Selain tekanan hidrostatis, pada kedalaman h dari permukaan juga terdapat tekanan udara luar sehingga tekanan total (mutlak) pada kedalaman h ialah jumlah dari tekanan hidrostatis dan tekanan udara luar.

P = P_o + P_h

melaluiataubersamaini :
P = tekanan pada kedalaman h (N/m²) 
P_o = tekanan atmosfer (N/m²)
P_h = tekanan hidrostatis pada kedalaman h (N/m²)

misal Soal :

1. Tentukanlah tekanan hidrostatis yang dialami oleh sebuntut ikan yang sedang berenang pada kedalaman 10 meter dari permukaan sungai.
   
   Pembahasan :
   P_h = ρ.g.h
   ⇒ P_h = 1000 (10) (10)
   ⇒ P_h = 100.000 N/m²
   ⇒ P_h = 10⁵ N/m²
   
   
2. Jika seorang penyelam berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan laut, tentukanlah tekanan total yang dialami penyelam tersebut. Diketahui tekanan udara luar sebesar 10⁵ N/m².
   
   Pembahasan :
   P = P_o + ρ.g.h
   ⇒ P = 10⁵ + 1000 (10) (15)
   ⇒ P = 10⁵ + 150.000 N/m²
   ⇒ P = 10⁵ + 1,5 x 10⁵ N/m²
   ⇒ P = 2,5 x 10⁵ N/m²
   
   
3. Sebuah pipa U diisi dengan minyak dan Raksa. Jika ketinggian raksa h₁ yaitu 1,6 cm, maka tentukanlah ketinggian minyak (h₂ ). Diketahui massa jenis raksa dan minyak berturut-turut yaitu 13,6 g/cm³ dan 0,8 g/cm³.
   
   

   

   
   Pembahasan :
   P₁ = P₂
   ⇒ ρ₁.g.h₁ = ρ₂.g.h₂
   ⇒ ρ₁.h₁ = ρ₂.h₂
   ⇒ 13,6 (1,6) = 0,8 h₂
   ⇒ h₂ = ^21,76⁄_0,8
   ⇒ h₂ = 27,2 cm.


4. Ke dalam sebuah pipa U dimasukkan air dan minyak sehingga dicapai keadaan stabil ibarat pada gambar di bawah ini. Massa jenis air dan minyak berturut-turut yaitu 1000 kg/m³ dan 800 kg/m³. Tentukanlah perbedaan ketinggian air dan minyak (Δh).
   
   

   

   
   Pembahasan :
   Sesuai dengan aturan utama hidrostatik maka :
   ρ₁.h₁ = ρ₂.h₂
   ⇒ 1000 (8) = 800 h₂
   ⇒ h₂ = ⁸⁰⁰⁰⁄₈₀₀
   ⇒ h₂ = 10 cm.
   
   Maka selisih tingginya yaitu :
   Δh = h₂ - h₁
   ⇒ Δh = 10 - 8
   ⇒ Δh = 2 cm.
   
   
   
   
5. Dari gambar di bawah ini, tentukanlah persamaan untuk memilih massa jenis zat cair ketiga (ρ₃).
   
   

   

   
   Pembahasan :
   Berdasarkan aturan utama hidrostatis, maka berlaku :
   P_A = P_B
   ⇒ P₁ = P₂ + P₃
   ⇒ ρ₁.g.h₁ = ρ₂.g.h₂ + ρ₃.g.h₃
   ⇒ ρ₁.h₁ = ρ₂.h₂ + ρ₃.h₃
   ⇒ ρ₃.h₃ = ρ₁.h₁ − ρ₂.h₂
   
   Jadi, untuk menghitung massa jenis zat cair ketiga sanggup dipakai persamaan diberikut :
   

   h3 =	ρ1.h1 − ρ2.h2
   	ρ3