Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan pada Berbagai Kasus

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan pada Berbagai Kasus

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan pada Berbagai Kasus

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

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan pada Berbagai Kasus 1


Tekanan

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

P = F/A

Keterangan :
P adalah Tekanan (N/m atau Pa)
F adalah Gaya Tekan (N)
A adalah 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 Anda bayangkan ! ketika Anda menyelam di sungai ataupun kolam renang, ketika Anda menyelam semakin dalam maka Anda akan merasa tubuh Anda ditekan dan akan timbul rasa sakit pada telinga. Hal ini karena fluida (air) dapat memberikan tekanan dan tekanan ini disebut sebagai tekanan Hidrostatis. Besarnya tekanan hidrostatis bergantung pada massa jenis fluida, percepatan gravitasi di tempat tersebut dan kedalaman benda pada suatu fluida yang diukur dari permukaan fluida.


Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

Keterangan : 
Ph adalah tekanan Hidrostatis (N/m^2 atau Pa)
ρ adalah massa jenis fluida (Kg/m^3)
g adalah percepatan gravitasi (m/s^2)
h adalah kedalaman yang diukur dari permukaan fluida (m)


Perbandingan Tekanan Hidrostatis Pada Dua Titik Dalam Suatu Fluida

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

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

P(ha) adalah tekanan hidrostatis di titik a pada kedalaman ha
P(hb) adalah 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 adalah penjumlahan antara tekanan atmosfer dan tekan hidrostatis

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

Keterangan :
P(total) adalah tekanan total atau tekanan mutlak (tekanan absolut)
Po adalah tekanan atmosfer
Ph adalah 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 dan massa jenis air adalah 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 adalah kedalaman yang di ukur dari atas permukaan fluida (air), maka diperoleh

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

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


2. Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Sebuah zat cair memiliki massa jenis 1030 Kg/m^3 dimasukkan ke dalam sebuah bejana berbentuk tabung dengan jari-jari tabung adalah 20 cm. Jika massa zat cair tersebut adalah 103 Kg, maka tentukanlah tekanan hidrostatis pada dasar tebung tersebut dan 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 dan gaya pada dasar tabung?

Seperti yang telah kita bahas di atas, tekanan hidrostatis di pengaruhi oleh massa jenis, percepatan gravitasi dan 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 dan jari-jari tabung. Maka diperoleh

#Mencari Volume zat cair pada tabung
Kita tahu bahwa hubungan massa jenis, massa dan volume adalah

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

Jadi, volume zat cair yang dimasukkan ke dalam wadah berbentuk tabung adalah 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

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

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

#Menghitung Tekanan Hidrostatis


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

#Menghitung Gaya akibat tekanan

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

Jadi besar gaya pada dasar tabung akibat tekanan hidrostatis adalah 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. Jika massa jenis air laut adalah 1000 Kg/m^3 dan tekanan atmosfer di atas permukaan air adalah 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)

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

Tekanan total yang dirasakan penyelam adalah 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 adalah 100 m dari permukaan laut dan tekanan di titik P adalah 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 adalah tekanan di P
PQ adalah tekanan di titik Q

Ditanya : Tentukanlah kedalaman titik Q dari permukaan laut?

Gunakan Rumus Perbandingan Tekanan di Dua Titik pada suatu Fluida

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Pada Berbagai Kasus

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


Jadi itulah artikel tentang contoh soal tekanan hidrostatis dan pembahasan pada bernagai kasus. semoga artikel ini bermanfaat untuk anda dan terimakasih telah berkunjung.
Buka Komentar

No comments

Silahkan berkomentar dengan baik dan sesuai judul artikel serta NO "SPAM"