Jika pada hukum Pascal kita membahas tekanan zat cair pada ruang tertutup, maka pada materi ini kita akan membahas tekanan zat cair pada wadah terbuka yang disebut dengan tekanan hidrostatis.
Tekanan hidrostatis adalah tekanan zat cair yang tidak bergerak atau diam pada suatu kedalaman tertentu. Tekanan yang diberikan zat cair pada kesetimbangan karena pengaruh gaya gravitasi. 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 sehingga tekanan yang diberikan air pada tubuh kita (tekanan hidrostatis) akan semakin besar.
Bagaimana cara menghitung besarnya tekanan hidrostatis???
Pada materi sebelumnya, kita telah memahami bahwa tekanan merupakan besarnya gaya persatuan luas permukaan tempat gaya itu bekerja, secara matematis dituliskan sebagai:
P = F/A
Pada zat cair, gaya F disebabkan oleh berat zat cair (w) yang berada di atas benda, sehingg:
P = w/A
Karena berat (w) = m x g
m = ρ x V
V = h x A, maka dapat ditulis bahwa:
Ph = ρ x g x h x A / A, atau Ph = ρ x g x h
Dengan:
Ph = tekanan hidrostatis (N/m3)
m = massa benda (kg)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi zat cair (m)
V = Volume (m3)
Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa; tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman, massa jenis zat cair, dan percepatan gravitasi. Semakin dalam zat cair, semakin besar tekanan yang dihasilkan. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan.
Contoh soal:
1. Suatu kolam renang dengan kedalaman 3 meter diisi penuh dengan air, massa jenis air 1.000 kg/m3. Jika percepatan gravitasi di tempat itu dianggap 10 m/s2, tentukan besar tekanan hidrostatis suatu titik yang terletak 60 cm dari dasar kolam!
Dik:
h = 3 – 0,6 = 2,4 m
ρ = 1.000 kg/m3
g = 10 m/s2
Dit:
Ph = …?
Peyelesaian:
Ph = ρ x g x h
Ph = 1.000 x 10 x 2,4
Ph = 2.000 N/m3
Tidak ada komentar:
Posting Komentar