Kesimpulan yang tepat terkait dengan tekanan hidrostatik yang dialami oleh p1 p2 dan p3 adalah

Hai Sobat, pernahkah kalian berenang atau menyelam ke laut? Jika pernah kalian pasti tahu bagaimana sulitnya berenang pada kedalaman tertentu. Tentu tidak sama dengan berenang di permukaan, berenang di kedalaman tertentu butuh tenaga yang lebih besar. Hal ini terjadi karena adanya tekanan hidrostatisyang lebih besar daripada di permukaan air. Nah kali ini kita akan bahas mengenai tekanan Hidrostatis dan apa saja penerapannya dalam kehidupan sehari-hari?Yuk, langsung aja kita simak pembahasannya!

Pengertian Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis dilansir dari Saintif adalah tekanan dari zat cair ke semua arah pada suatu benda. Tekanan ini terjadi karena adanya gaya gravitasi. Gaya gravitasi menyebabkan berat partikel air menekan partikel yang ada di bawahnya, Alhasil, partikel-partikel yang ada di bawah akan saling makan hingga dasar air. Hal ini membuat tekanan di bawah lebih besar daripada tekanan yang ada di atas. Secara definisi,tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan, pada kedalaman tertentu.Kasarnya, setiap jenis zat cair, akan memberikan tekanan tertentu, tergantung dari kedalamannya. Sebab itulah, saat berenang atau menyelam di permukaan dangkal lebih mudah daripada menyelam di kedalaman tertentu. Karena semakin banyak volume air yang ada di atas maka semakin besar pula tekanan yang air berikan pada tubuh.

Faktor-faktor yang mempengaruhi Tekanan Hidrostatis

Terdapat beberapa hal yang mempengaruhi terjadinya tekanan hidrostatis, yaitu:

1. Masa Jenis Zat Cair

Jika massa jenis suatu zat cair makin besar massa jenis, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatisnya. Misalnya, ada tiga jenis zat cair, yaitu air, minyak, dan larutan garam yang dimasukkan ke tiga wadah yang terpisah. Saat kita menunjuk titik dengan kedalaman yang sama pada masing-masing cairan, maka efeknya akan berbeda.Tekanan hidrostatispada titik larutan garam akan lebih besar daripada air biasa. Sementara, tekanan hidrostatis air akan lebih besar dibanding minyak.

2. Kedalaman Zat Cair (h)

Kedalaman zat cair juga mempengaruhi tekanan hidrostatis pada zat cair. Semakin jauh suatu titik dalam zat cair dari permukaannya, maka akan semakin besar tekanan hidrostatisnya. Maksudnya, tekanan hidrostatis akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman titik zat cair.

Misalnya, pada sebuah wadah diberi tiga lubang yang posisi ketinggiannya berbeda. Jarak pancaran air pada titik atau lubang yang paling bawah akan lebih jauh daripada titik yang berada si atasnya. Hal tersebut dikarenakan lubang yang paling bawah mengalami tekanan hidrostatis yang paling besar dibanding dua titik lain yang ada di atasnya.

3. Percepatan Gravitasi (g)

Percepatan gravitasi juga dapat mempengaruhi tekanan hidrostatis pada zat cair. Percepatan gravitasi yang dikombinasikan dengan massa jenis zat cair, maka akan menghasilkan besaran berat zat cair (S).

Penerapan Tekanan Hidrostatis dalam Kehidupan Sehari-hari

Sebenarnya ada banyak sekali contoh daritekanan hidrostatisyang biasa kita temui di kehidupan sehari-hari. Namun, kerap kali kita tidak menyadari bahwa kejadian tersebut merupakan contoh dari tekanan hidrostatis. Berikut ini beberapa contohnya agar kita makin memahami mengenai materi tekanan zat cair diam ini:

1. Ketika kita menyelam di laut atau kolam, maka kita akan merasakan tekanan hidrostatis yang semakin besar jika kita menyelam semakin dalam.

2. Dasar bendungan pada bagian bawah akan semakin tebal guna menahan tekanan zat cair yang semakin ke bawah semakin besar.

Dalam pemasangan infus, semakin tinggi posisi botol infus, maka akan semakin besar tekanan yang terjadi. Hal ini membuat cairan infus dapat lebih mudah masuk ke aliran darah.

Rumus Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapa pun tidak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatis menekan ke segala arah. Satuan tekanan adalah newtonper meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa). Rumus tekanan hidrostatis diformulasikan dengan:

Jadi semakin besar jarak titik ukur dengan permukaan air, maka akan semakin besar tekanan hidrostatis pada titik tersebut. Fenomena ini dapat dilihat pada gambar di bawah di mana semakin besar ketinggian air, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatis di dasar bejana. Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan karena tekanan yang lebih tinggi dibandingkan bejana di sebelah kiri.

Rumus di atas digunakan untuk mengetahui nilai tekanan hidrostatis pada bejana tertutup (contohnya: tekanan pada titik tertentu pada air di dalam botol tertutup, tangki air atau tong air yang tertutup).

Jika kita ingin menghitung besar total tekanan pada suatu titik di bawah permukaan air pada tempat terbuka seperti pada danau dan lautdan segala kontainer/wadah terbuka, maka kita perlu menambahkan besar tekanan atmosfer pada perhitungan. Sehingga, total tekanan hidrostatis pada kondisi terbuka adalah sama dengan tekanan hidrostatis air pada titik tersebut ditambah besar tekanan yang bekerja pada permukaan air yang dirumuskan dengan:

Di mana nilai P0 adalah tekanan di permukaan air yang nilainya

Contoh Soal

Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis air 1.000 kg/m³, konstanta gravitasi pada tempat tersebut adalah 10 N/kg. Besar tekanan hidrostatisnya adalah …

Lihat Foto

KOMPAS.com/ANGGARA WIKAN PRASETYA

Ilustrasi Menyelam.

KOMPAS.com - Tahukah kamu mengapa air di Bumi tetap diam di permukaan dan tidak bertebangan seperti saat astronot di kapal antariksa? Jawabannya adalah karena adanya gaya gravitasi Bumi.

Bumi memiliki gaya gravitasi yang dapat menjaga benda-benda di dalamnya untuk jatuh ke dasar Bumi. Inilah mengapa kita jatuh ke bawah dan bukannya mengambang seperti astronot di luar angkasa.

Namun gaya gravitasi pada air ini memberikan suatu konsekuensi yang dinamakan tekanan hidrostatis.

Dilansir dari Lumen Learning, tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh suatu fluida (cair dan gas) pada benda di dalamnya dikarenakan adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis memiliki persamaan sebagai berikut:

p=ρgh

P= tekanan hidrostatis (N/m^2)ρ= massa jenis fluida (kg/m^3)g= percepatan gravitasi (m/s^2)

h= kedalaman (m)

Baca juga: Tekanan Zat: Pengertian dan Jenisnya

Dari persamaan terlihat bahwa semakin dalam suatu benda berada dalam fluida, maka tekanan hidrostatis yang diberikan oleh fluda semakin besar.

Misalkan saat kita berenang di permukaan laut, tekanan yang diberikan air laut pada tubuh kita sebesar 1 atm. Namun saat kita menyelam terus hingga kedalaman 10 meter, tubuh kita akan merasakan tekanan hidrostatis sebesar 2 atm.

Dilansir dari Schmidt Ocean Institute, hal ini dikarenakan tekanan hidrostatis meningkat sebanyak 1 atm setiap kedalaman 10 meter.

Kompas.com/SILMI NURUL UTAMI Tekanan hidrostatis dalam air

Semakin kamu masuk ke dasar laut, semakin besar berat air dan tekanan yang ditanggung tubuhmu.

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh air ke semua arah pada titik ukur manapun akibat adanya gaya gravitasi. Tekanan hidrostatis akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman diukur dari permukaan air.

Akibat gaya gravitasi, berat partikel air akan menekan partikel dibawahnya, dan begitu pula partikel-partikel air di bawahnya akan saling menekan hingga ke dasar air sehingga tekanan dibawah akan lebih besar dari tekanan diatas. Jadi, semakin dalam kita menyelam dari permukaan air, maka akan semakin banyak volume air yang ada di atas kita dengan permukaan air sehingga tekanan yang diberikan air pada tubuh kita (tekanan hidrostatis) akan semakin besar.

Rumus Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapapun tidak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatis menekan ke segala arah. Satuan tekanan adalah Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa).

Rumus tekanan hidrostatis diformulasikan dengan:

dimana:

adalah berat jenis air (untuk air tawar, );
g adalah besar percepatan gravitasi (percepatan gravitasi di permukaan bumi sebesar g = 9,8 m/s2;
h adalah titik kedalaman yang diukur dari permukaan air.

Jadi semakin besar jarak titik ukur dengan permukaan air, maka akan semakin besar tekanan hidrostatis pada titik tersebut. Fenomena ini dapat dilihat pada gambar dibawah dimana semakin besar ketinggian air, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatis di dasar bejana. Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan karena tekanan yang lebih tinggi dibandingkan bejana di sebelah kiri.

Rumus diatas digunakan untuk mengetahui nilai tekanan hidrostatis pada bejana tertutup (contohnya: tekanan pada titik tertentu pada air di dalam botol tertutup, tangki air atau tong air yang tertutup).

Jika kita ingin menghitung besar total tekanan pada suatu titik di bawah permukaan air pada tempat terbuka seperti pada danau dan laut dan segala kontainer/wadah terbuka, maka kita perlu menambahkan besar tekanan atmosfer pada perhitungan. Sehingga, total tekanan hidrostatis pada kondisi terbuka adalah sama dengan tekanan hidrostatis air pada titik tersebut ditambah besar tekanan yang bekerja pada permukaan air yang dirumuskan dengan:

dimana adalah tekanan atmosfer (tekanan atmosfer pada permukaan laut sebesar ).

Agar dapat lebih memahami prinsip tekanan, perhatikan gambar diatas.

• Tekanan total yang diterima oleh si pemancing adalah sebesar tekanan atmosfer (kita senantiasa menerima tekanan atmosfer setiap saat), sehingga: .
• Tekanan total yang diterima penyelam bertangki kuning adalah sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h2, sehingga: .
• Tekanan total yang diterima penyelam bertangki merah adalah sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h3, sehingga: .

Karena , maka .

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Contoh Soal 1

Tekanan atmosfer pada permukaan laut sebesar 1,01 x 105 Pa. Kenapa kita tidak merasakan tekanan atmosfer menekan tubuh kita?

a) Besar tekanan atmosfer dianggap nol karena gravitasi b) Kita telah terbiasa dengan tekanan atmosfer sejak kita lahir c) Cairan pada tubuh kita menekan keluar tubuh dengan gaya yang sama besar

d) Gaya gravitasi meniadakan rasa akan adanya tekanan

Solusi:

Jawaban yang benar adalah C.

Darah dan cairan yang ada dalam tubuh manusia memberikan tekanan yang sama besar dengan tekanan atmosfer keluar tubuh. Karena tekanan yang menekan keluar di dalam tubuh sama dengan tekanan atmosfer yang menekan tubuh, maka kita tidak merasakan adanya tekanan atmosfer yang senantiasa menekan tubuh kita.

Contoh Soal 2

Tekanan hidrostatis pada titik di suatu kedalaman air bergantung pada:

1. a) Berat total
2. b) Luas permukaan
3. c) Jarak terhadap permukaan air
4. d) Semua jawaban di atas

Solusi:

Jawaban yang benar adalah C.

Sesuai dengan formula tekanan hidrostatis , maka yang mempengaruhi besarnya tekanan adalah jarak terhadap permukaan air dan massa jenis fluida tersebut. (air laut memiliki massa jenis yang sedikit lebih besar dibanding air tawar)

Contoh Soal 3

Berapa tekanan hidrostatis pada dasar kolam renang yang memiliki kedalaman 3 meter?

Solusi:

Dengan menggunkanan rumus , didapat:

maka: .

Contoh Soal 4

Pada gambar diatas, berapa ketinggian (h) jika diketahui tekanan pada titik ukur P2 sebesar 2 x 105 Pa?

Solusi:

Diketahui bahwa ,

sehingga, atau .

Jika dianggap bahwa , maka:

Ingat bahwa , sehingga:

Contoh Soal 5

Pada gambar di atas, terdapat dua tekanan yang diberikan pada selang berbentuk U yang berisi air raksa, terhubung langsung dengan udara bebas atau merupakan tekanan atmosfer. Berapa besar tekanan Pa jika diketahui beda ketinggian air (H) sebesar 1,2 m?

(massa jenis air raksa = 13.600 kg/m3)

Solusi:

Diketahui bahwa ,

maka, didapat besarnya tekanan pada sisi sebelah kanan ( ) sebesar .

Walaupun perbedaan ketinggiannya hanya sedikit, tapi massa jenis cairan yang harus ditekan sangat besar (lebih dari 13 kali lipat ) jika dibandingkan dengan air biasa. Oleh karena itu diperlukan tekanan yang besar hingga 13 kali lipat untuk menekan air raksa dibandingkan air biasa.

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.
Mahasiswa S2 Teknik Mesin FT UI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Metode Ilmiah
2. Tata Surya
3. Listrik Statis