Rumus tekanan hidrostatis digunakan untuk menghitung besar tekanan pada benda yang berada pada suatu zat cair. Simbol dari tekanan hidrostatis adalah Ph dengan satuan N/m2 atau juga bisa menggunakan satuan Pascal (Pa). Sedangkan rumus tekanan di udara disimbolkan dengan P dengan satuan yang sama dengan satuan tekanan hidrostatis.
Tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat adalah dua jenis tekanan yang berbeda. Tekanan hidrostatis terdapat pada benda yang berada dalam suatu zat cair. Sedangkan tekanan pada benda padat terdapat pada benda yang berada di udara. Besar tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat pun dihitung dengan rumus yang berbeda.
Bagaimana bentuk rumus hidrostatis dan cara menghitungnya? Bagaimana cara menghitung tekanan pada benda padat? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
Baca Juga: Hukum Archimedes dan Kedudukan Benda Padat pada Zat Cair
Tekanan pada Benda Padat
Tekanan di udara (bukan di dalam air) adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda tiap satuan luas. Besar tekanan di udara dipengaruhi oleh gaya (F) dan luas permukaan bidang alas (A). Artinya ada dua faktor yang mempengaruhi besar tekanan di udara yaitu gaya yang bekerja pada benda dan luas permukaan bidang benda padat.
Sebagai contoh, terdapat dua buah benda dengan massa yang sama tetapi memiliki luas permukaan alas yang berbeda. Kedua benda tersebut akan dijatuhkan dari ketinggian yang sama ke dalam bak berisi pasir. Benda yang memiliki luas lebih kecil akan membuat bekas di bak pasir lebih dalam daripada benda yang luas permukaan alasnya lebih besar.
Mengapa hal ini bisa terjadi?
Jawabannya terletak pada besar tekanan yang timbul karena dipengaruhi oleh luas bidabf (A) tekan suatu benda.
Besar tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan alas suatu benda. Semakin besar luas permukaan alas suatu benda, semakin kecil tekanan yang akan timbul. Sedangkan besar tekanan akan sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda. Semakin besar gaya yang bekerja pada suatu benda, semakin besar nilai tekanannya.
Rumus Tekanan pada Benda Padat:
Keterangan:
P = tekanan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas bidang tekan (m2)
Baca Juga: Rumus pada Bejana Berhubungan
Rumus Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh zat cair pada benda padat pada kedalaman tertentu. Adanya tekanan hidrostatis dapat dirasakan ketika sedang berada di dalam air, misalnya saat berenang.
Saat berjalan di dalam air, misalnya di kolam renang, kaki sobat idschool pasti akan lebih sulit untuk melangkah karena seakan ada dorongan gaya ke atas yang membuat kaki sulit menapak. Kondisi tersebut dikarenakan adanya tekanan hidrostatis yang besarnya dapat dihitung melalui rumus tekanan hidrostatis.
Semakin dalam posisi benda dari permukaan, semakin besar tekanan yang akan diperoleh. Semakin dangkal letak benda di zat cair, tekanan hidrostatis yang dialami benda tersebut akan semakin kecil. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa tekanan hidrostatis sebanding dengan kedalaman (h).
Sekarang perhatikan ilustrasi benda yang mendapat tekanan hidrostatis dan rumus tekanan hidrostatis pada bagian di bawah.
Rumus Tekanan Hidrostatis:
Ph = ρ × g × h
Keterangan simbol pada rumus tekanan hisdrostatis:
Ph = tekanan hidrostatis (Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2 )
h = kedalaman zat cair (m)
Ingat!!! Untuk menghitung tekanan hidrostatis, kedalaman (h) diukur dari permukaan zat cair.
Baca Juga: Rumus Gaya ke Atas pada Benda yang Berada dalam Zat Cair
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan rumus tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasan penggunaan rumus tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan rumus tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Soal Tekanan pada Benda Padat
Tekanan dapat diperbesar dengan cara ….
A. memperbesar luas bidang tekan benda
B. memperkecil luas bidang tekan benda
C. memperkecil gaya
D. meletakkan benda di ruang hampa udara
Pembahasan:
Besar tekanan pada benda padat dinyatakan dalam rumus: P = F/A dengan P adalah tekanan, F = gaya yang bekerja, dan A = adalah luas bidang. Tekanan berbanding lurus dengan besarnya gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan benda.
Sehingga, cara yang dapat dilakukan untuk memperbesar tekanan adalah:
1) Memperbesar gaya
2) Memperkecil luas bidang tekan benda
Jadi, tekanan dapat diperbesar dengan cara memperkecil luas bidang tekan benda.
Jawaban: B
Contoh 2 – Soal Tekanan pada Benda Padat
Empat balok mempunyai massa sama, balok yang memberikan tekanan terbesar pada lantai adalah ….
Pembahasan:
Balok yang memberikan tekanan terbesar pada lantai adalah balok yang memiliki luas permukaan bidang tekan paling kecil. Untuk itu, kita perlu mengetahui luas bidang tekan masing-masing benda pada pilihan yang tersedia terlebih dahulu.
Luas permukaan (A) dari keempat benda dapat dihitung seperti cara berikut:
A) AA = 4 × 2 = 8 m2
B) AB = 4 × 4 = 16 m2
C) AC = 2 × 4 = 8 m2
D) AD = 2 × 2 = 4 m2 (paling kecil)
Jadi, balok yang memberikan tekanan terbesar pada balok D yaitu balok dengan luas alas berbentuk persegi dengan luas 4 m2.
Jawaban: D
Contoh 3 – Penggunaan Rumus Tekanan Hidrostatis
Seekor ikan berada pada bak air seperti pada gambar.
Jika massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 N/kg, tekanan hidrostatis yang diterima ikan adalah ….
A. 6.000 N/m2
B. 8.000 N/m2
C. 10.000 N/m2
D. 14.000 N/m2
Pembahasan:
Ingat bahwa Kedalaman (h) diukur dari permukaan zat cair.
Mencari kedalaman (h) ikan:
h = 140 cm – 60 cm
h = 80 cm = 0,8 cm
Menentukan besar tekanan hidrostatis:
PH = ρ × g × h
PH = 1.000 × 10 × 0,8 = 8.000 N/m2
Jawaban: B
Sekian pembahasan mengenai rumus tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Contoh Hukum Pascal dalam Kehidupan Sehari-hari