Hubungan Antara Luas Bidang Gaya Dan Tekanan Adalah

Penegertian
Tekanan Hidrostatis.Dalam ilmu fisika Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu bidang per satuan luas bidang tersebut. Bidang atau permukaan yang dikenai gaya disebut bidang tekan, sedangkan gaya yang diberikan pada bidang tekan disebut gaya tekan.

Rumus Satuan Lambang Tekanan Hidrostatik

Satuan internasional (SI) untuk tekanan adalah pascal (Pa). Nama Satuan ini diambil sesuai dengan nama ilmuwan Prancis, yaitu Blaise Pascal. Sebuah gaya F bekerja secara tegak lurus dan merata pada permukaan sebuah bidang seluas A, maka tekanan pada permukaan itu Secara matematis  dapat dinyatakan dalam rumus atau persamaan berikut.

P = F/A

Keterangan:

P : tekanan (N/one thousand^two
atau Pa)

F : gaya tekan (North)

A : luas bidang tekan (yardⁱⁱ)

Hukum Pokok Hidrostatik

Tekanan yang berlaku pada zat cair adalah tekanan hidrostatik, yang besarnya dipengaruhi oleh kedalamannya. Sesuai dengan Hukum Pokok Hidrostatika yang menyatakan bahwa “Titik-titik pada kedalaman yang sama akan memiliki tekanan yang sama pula”. Prinsip tekanan hidrostatik dapat dilihat pada
gambar
berikut.

Rumus Hukum Pokok Hidrostatik

Gaya berat fluida dalam tabung yang memiliki luas dasar A, dinyatakan dengan w, dan tekanan permukaan zat cair dinyatakan dengan P_o
sehingga tekanan hidrostatiknya dapat ditulis seperti berikut.

P_h

⁼
P_o
+ w/A

Dengan w = m g = ρ V m

Volume fluida V adalah A. h

Sehingga w = k chiliad = ρ A h g

dengan demikian

P_h
= P_o
+  (ρ A h g) /A atau

P_h
= P_o
+  (ρ h g)

Dan jika tekanan permukaan zat cair P_o
diabaikan atau  P_o= 0,  maka tekanan hidrostatiknya diformulasikan dengan rumus berikut.

P_h
= ρ  h thousand

P_h
= tekanan yang dialami zat cair/tekanan hidrostastis (Pa)

ρ = massa jenis zat cair (kg/mⁱⁱⁱ)

g = percepatan gravitasi bumi (m/sⁱⁱ)

h = kedalaman/tinggi titik ukur dari permukaan (one thousand)

Dari persamaannya dapat dikatakan bahwa titik-titik yang berada pada kedalaman yang sama mengalami tekanan hidrostatik yang sama pula. Dan semakin jauh posisi titik dari permukaan zat cair (fluida), maka tekanan hidrostatiknya akan semakin tinggi.

Dengan kata lain, tekanan hidrostatik untuk suatu zat cair tertentu hanya tergantung pada kedalamannya. Misalnya Tekanan hydrostatic yang dialami oleh penyelam di dalam air laut, hanya tergantung pada kedalaman si penyelam di dalam air laut. Semakin dalam, maka tekanan yang diterima semakin besar, dan sebaliknya semakin ke permukaan, maka semakin kecil tekanan hidrostatik yang diterimanya.

1). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatik.

Seorang penyelam sampai berada pada kedalaman forty m di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut 1,0 g/cm³
dan percepatan gravitasi g=10 m/s², maka hitunglah besar tekanan hidrostatis yang dialami penyelam tersebut.

Diketahui :

h = l m

ρ = 1,0 grand/cm3 = 1.000 kg/m3

thou = 10 yard/due south²

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatik Kedalaman

P_h
= ρ  g h

P_h
= one.000 10 x x 50

P_h
= v,0 x⁵
Pa

Jadi, ketika penyelam mencapai kedalaman l meter dari permukaan air laut, maka penyelam tersebut mengalami tekanan hidrostatik sebasar 5,0 10⁵Pa.

two). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Bejana

Dalam sebuah bejana diisi air (ρ = 1000 kg/mⁱⁱⁱ). Ketinggian airnya adalah 25 cm. Jika g = 10 g/southⁱⁱ
dan tekanan udara 1 atm maka tentukan:

a). tekanan hidrostatis di dasar bejana,

b). tekanan mutlak di dasar bejana.

Diketahui

h = 25 cm

h = 0,25 m

ρ = 1000 kg/one thousand³

P₀
= 1 atm

P₀
= 1,013 x 10^v
Pa

chiliad = 10 m/southward²

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatis Di Dasar Bejana

Besar tekanan hidrostatis pada dasar bejana dapat dinyatakan dengan persamaan Tekanan Hidrostatis berikut:

P_h
= ρ m h

P_h
= 1000 x10 ten 0,25

P_h
= 2,5. x ten³
Pa

Jadi Tekanan hidrostatis pada dasar bejana adalah P_h
= 2,5. 10 10³
Pa

Rumus Menghitung Tekanan Mutlak Pada Dasar Bejana

Besarnya tekanan mutlak atau total pada dasar bejana berisi air dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:

P_T
= P_o
+ P_h

P_T
= ane,013 x10⁵
+ 0,025. x 10^v
Pa

P_T
= ane,038 x 10^v
Pa

Jadi tekanan full pada dasar bejana berisi air adalah P_T
= i,038 x 10⁵
Pa

3). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Tabung Isi Raksa Air

Sebuah tabung yang luas penampangnya twenty cmⁱⁱ, diisi raksa setinggi 20 cm dan air setinggi xl cm dari permukaan raksa. Jika massa jenis raksa 13,6 gr/cm³, massa jenis air 1 gr/cmⁱⁱⁱ
dan g = 10 m/due south², maka hitunglah:

a). tekanan hidrostatis pada dasar tabung

b). gaya hidrostatis dalam tabung

Diketahui :

A = twenty cmⁱⁱ
= ii x10^-three
m²

h₁
= twenty cm = 0,2 thou

h_two
= 40 cm = 0,4 k

ρ₁
= 13,6 gr/gⁱⁱⁱ

ρ₁
= 13600 kg/mⁱⁱⁱ

ρ₂
= 1 gr/cm³

ρ_two
= 1000 kg/m^three

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatis Air Raksa Pada Dasar Tabung Silinder

Besar tekanan hidrostatis air raksa pada dasar tabung silinder dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

P_h
= P_ane
+ P₂

Tekanan Hidrostatis Raksa

P_one
= ρ_one
h_ane
g

P₁
= 13600 ten 0,two x 10

P₁
= 27200 Pa atau

P₁
= 27200 N/m^two

Tekanan Hidrostatis Air

P_two
= ρ₂.h₂.g

P_ii
= 1000 x 0,4 x 10

P₂
= 4000 Pa atau

P_two
= 4000 Due north/m²

Tekanan Hidrostatis Pada Dasar Tabung

P_h
= P_one
+ P₂

P_h
= 27200 + 4000

P_h
= 31200 Pa atau

P_h
= 3,12 10 x⁴
N/m²

Jadi tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalah 31,two kPa

Menghitung Gaya Hidrostatis Raksa Air Pada Tabung

Besar gaya hidrostatis yang disebabkan oleh air dan raksa dapat dinyatakan dengan rumus berikut

F_h
= P_h
A

F_h
= (31200) ten (two x ten^-3)

F_h
= 62,iv North

Jadi besarnya Gaya hidrotatis pada tabung yang diakibatkan oleh tekanan raksa dan air adalah 62,4 N

iv). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hisrostatis Air Danau

Suatu danau memiliki kedalaman xxx m. Diketahui massa jenis air danau i yard/cm^three, percepatan gravitasi
grand
= 10 one thousand/south², dan tekanan di atas permukaan air sebesar i atm. Hitunglah tekanan hidrostatika dan tekanan full di kedalaman tersebut!

Diketahui :

h = 30 thousand

ρ = 1 one thousand/cm³

ρ = one.000 kg/m^three

one thousand = 10 m/south²

P₀
= 1 atm

P₀
= ane,013 × ten⁵
N/mⁱⁱ

Rumus Menentukan Tekanan Hidrostatis Di Dasar Danau

Tekanan hidrosatik pada dasar Danau dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:

P_h
= ρ h g

P_h
= (1000)(30)(10)

P_h
= iii x10⁵
N/m²

jadi tekanan hidrostatis pada dasar danau adalah 3 x10⁵
Northward/m^two

Rumus Tekanan Total Pada Dasar Danau

Tekanan full di dasar danau dapat dihitung dengan menggunakan rumus Tekanan Hidrostatis seperti berikut

P_T
= P_o
+ P_h

P_T
= (ane,013 × 10⁵) + (3 x10⁵)

P_T
= 4,013 x 10⁵
N/m^two

Jadi tekanan total pada dasar danau adalah iv,013 ten ten^five
N/one thousand²

5). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Kapal Selam Bawah Laut

Bila tekanan di permukaan laut adalah 1 atm, Htiung tekanan yang dialami sebuah kapal selam saat berada di kedalaman 200 g di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut ρ = 10³
kg/m³

Diketahui :

ρ = 1 x 10³
kg/m³

P_o
= 1 atm atau

P_o
= 1,013 x 10^v
Pa atau

P_o
= one,013 x 10⁵
North/yard^two

h = 200 1000

g = 9,eight m/due south²

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatis Kapal Selam Bawah Laut

Besar tekanan hidrostatis yang dialami kapal selam di bawah permukaan laut dapat dinyatakan dengan persamaan tekanan Hidrostatis seperti berikut:

P_h
= ρ h g

P_h
= 10³
x 200 x 9,viii

P_h
= i,960 x ten^vi
N/k^two

Rumus Menghitung Tekanan Total Kapal Selam Bawah Laut

Besar tekanan total yang dialami kapal selam di bawah permukaan laut dapat dinyatakan dengan persamaan rumus seperti berikut:

P_T= P_o
+ P_h

P_T
= 0,1013 x 10⁶
+ one,960 x 10^half-dozen

P_T
= 2,061 10^{half dozen}
Northward/m²

Jadi tekanan full yang dialami kapal selam adalah 2,061 ten⁶
N/chiliad²

half-dozen). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Ikan Dalam Air Kolam.

Seekor ikan berada pada kedalaman two one thousand dari permukaan air sebuah kolam. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³
dan percepatan gravitasi x m/s², tentukan:

a). tekanan hidrostatik yang dialami ikan,

b). tekanan total yang dialami ikan!

Diketahui:

h = 2 chiliad

ρ = i.000 kg/thou³

g = 10 m/s^two

P₀
= 1 atm

P₀
= i,013 10 10⁵
Northward/1000²

Rumus Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis Ikan Dalam Kolam

Besar tekanan yang dialami oleh ikan Ketika berada dalam air kolam dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

P_h
= ρ g h

P_h
= 1.000 10 ten 10 2

P_h
= 2 ten x⁴
Pa atau

P_h
= 2 10 x⁴
Northward/mⁱⁱ

Rumus Menghitung Tekanan Total Ikan Dalam Air Kolam

Besar tekanan total yang dialami ikan dalam kolam adalah

P_T
= P₀
+ ρ g h

P_T
= (ane,013 x 10⁵) + (0,2 ten 10^five)

P_T
= i,213 x 10^five
N/mⁱⁱ

Jadi tekanan total yang dialami oleh ikan dalam air kolam adalah one,213 10 10^v
Northward/yard²

7). Contoh Soal Perhitungan Hukum Pokok Hidrostatis Pipa U

Perhatikan pipa U pada gambar. Pipa sebelah kiri berisi minyak yang belum diketahui kerapatannya, di sebelah kanan berisi air dengan kerapatan thou kg/m³. Ketinggian minyak dari batas antar minyak air (titik A) adalah 10 cm, sedangkan ketinggian air dari batas antara minyak air (titik B) adalah 8 cm. Hitung berapa kerapatan atau massa jenis minyak

.

Diketahui:

ρ_a
= kerapatan / massa jenis air

ρ_a
= 1000 kg/chiliad^three

h_a
= tinggi air dari batas pemukaan (air – minyak ) titik B atau selisih tinggi air antara pipa Kanan dan kiri

h_a
= 8 cm atau

h_A
= 0,08 k

h_chiliad
= tinggi minyak dari batas permukaan (air – minyak) titik A

h_{one thousand}
= 10 cm atau

h_m
= 0,ane m

Rumus Menghitung Massa Jenis Minyak Pada Pipa U

Nilai massa jenis minyak pada pipa U dapat dinyatakan dengan rumus Hukum Pokok Hidrostatis seperti berikut:

P_a
= P_m

Tekanan di sebelah kiri pipa disebabkan karena tekanan atmosfer dan berat minyak. Tekanan di sebelah kanan pipa adalah karena berat air dan tekanan atmosfer.

Tekanan hidrostatis yang ditimbulkan oleh minyak pada ketinggian permukaan di titik A dan tekanan hidrostatis oleh air pada titik B adalah sama.

ρ_a
h_a
g = ρ_m
h_m
k

ρ_m
= (ρ_a
h_a)/h_m

ρ_yard
= (yard x 0,08)/(0,1)

ρ_m
= 800 kg/m³

Jadi massa jenis minyak dalam pipa U adalah 800 kg/m³

eight). Contoh Soal Perhitungan Tinggi Air Minyak Pipa U Pada Hukum Pokok Hidrostatis

Sebuah pipa U seperti tampak pada gambar. Pipa berisi tiga zat cair. Cairan raksa berada pada bagian bawah. Air berada pada pipa kiri dan di atas raksa dan minyak di sebelah kanan dan di atas raksa juga. Batas terendah air dan minyak adalah sama yaitu pada bidang atau garis horizontal A–B.

Jika diketahui massa jenis minyak 0,viii thousand/cm^three, massa jenis raksa xiii,vi
one thousand/cm³, dan massa jenis air ane yard/cm³. Tentukanlah perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air.

Diketahui:

ρ_a
= kerapatan / massa jenis air

ρ_a
= 1000 kg/grand³

ρ_g
= kerapatan / massa jenis minyak

ρ_{one thousand}
= 800 kg/grand³

ρ_r
= kerapatan / massa jenis raksa

ρ_r
= 13600 kg/thousand³

h_m
= tinggi minyak dari batas permukaan (air – minyak) titik B

h_m
= x cm  atau

h_thou
= 0,1 m

Rumus Menentukan Ketinggian Air Pipa U Hukum Pokok Hidrostatis

Ketinggian air pada pipa U dapat dinyatakan dengan menggunakan  persamaan hukum Pokok Hidrostatis seperti berikut:

P_a
= P_chiliad

Karan batas terendah minyak dan air sama yaitu pada bidang/ garis datar A–B, maka Tekanan hidrostatis oleh air dan minyak pada permukaan raksa adalah sama.

ρ_a
h_a
one thousand = ρ_m
h_m
chiliad

h_a
= (ρ_thousand
h_m
)/ρ_a

h_a
= (800 ten 10)/(chiliad)

h_a
= eight cm

Selisih Tinggi Raksa dan Air Pipa U Hukum Pokok Hidrostatis

Δh = x – viii

Δh = 2 cm

Jadi selisih ketinggian raksa dan air pada pipa U adalah 2 cm.

9). Contoh Soal Hukum Pokok Hidrostatis Perhitungan Tinggi Pipa U Bensin Minyak Air.

Sebuah pipa berbentuk huruf U diisi air yang bermassa jenis 1000 kg/m^three. Pipa sebelah kiri diisi oleh bensin bermassa jenis 700 kg/mⁱⁱⁱ
setinggi five cm. Pipa sebelah kanan diisi minyak tanah bermassa 800 kg/m³
setinggi 10cm.

Posisi tinggi air pada pipa kiri dan kanan dapat dilihat pada gambar. Hitunglah perbedaan tinggi air pada pipa kiri dan kanan yaitu h_a

Diketahui:

ρ_a
= kerapatan / massa jenis air

ρ_a
= m kg/m³

ρ_chiliad
= kerapatan / massa jenis minyak tanah

ρ_m
= 800 kg/g³

ρ_b
= kerapatan / massa jenis bensin

ρ_b= 700 kg/yard³

h_{one thousand}
= tinggi minyak dari batas permukaan (air – minyak) titik B

h_{one thousand}
= 10 cm  atau

h_m
= 0,1 chiliad

h_b
= tinggi bensin dari batas permukaan (bensin – air)

h_b
= 0,05 cm

Rumus menghitung Perbedaan Tinggi Air Pipa U Hukum Pokok Hidrostatis

Selisih tinggi air pada pipa kanan dan pipa kiri dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus dari Hukum Pokok Hidrostatis berikut:

Tekanan hidrostatis pada bidang/ titik A dan B adalah sama dan dapat dirumuskan seperti berikut.

P_A
= P_B

Besar tekanan hidrostatis pada bidang/ titik A adalah

P_A
= P_a
+ P_b

P_A
= ρ_a
h_a
g + ρ_b
h_b
g

Besar tekanan hidrostatis pada bidang / titik B adalah

P_B
= ρ_m
h_mg  sehingga

ρ_a
h_a
1000 + ρ_b
h_b
g = ρ_g
h_mg  atau

ρ_a
h_a+ ρ_b
h_b
= ρ_thousand
h_m

h_a
= (ρ_m
h_m
– ρ_b
h_b)/ρ_a

Substitusikan semua variabel ke persamaan sehingga diperoleh seperti berikut:

h_a
= [(800 x 0,1) – (700 x 0,05)]/1000

h_a
= 0,045 grand

h_a
= 4,v cm

Jadi, perbedaan tinggi air pada pipa kiri dan kanan adalah 4,5 cm

x). Contoh Soal Perhitungan Selisih Tekanan Hidrostatis Dua Ikan Akuarium

Dalam akuarium terdapat dua ekor ikan dengan posisi seperti pada gambar. Massa jenis air 1 g/cm^three
dan g = x m/southward². Hitung selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan tersebut

Diketahui:

h₁
= 40 cm atau

h₁
= 0,twoscore m

h₂
= 20 cm atau

h₂
= 0,twenty grand

ρ = 1 g/cm³
atau

ρ = 1000 kg/thou³

Menghitung Selisih Tekanan Hidrostatis Dua Ikan Akuarium

Selisih atau perbedaan tekanan kedua ikan dalam akuarium dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

ΔP = P_i
– P_two

ΔP = ρ grand h₁
– ρ g h₂

ΔP = ρ 1000 (h_one
– h₂)

ΔP = one thousand x 10 (0,4 – 0,2)

ΔP = 2000 N/g²

Jadi selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan adalah 2000 Due north/m²

eleven). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Dua Ikan Akuarium

Dua ikan dalam akuarium memiliki jarak 25 cm seperti ditunjukkan pada gambar. Massa jenis air 1 g/cm^three
dan g = 10 m/s². Hitung selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan tersebut

Diketahui:

ρ = 1 g/cmⁱⁱⁱ
atau

ρ = 1000 kg/m^three

Δh = 25 cm atau

Δh = 0,25 yard

yard = x m/s²

Rumus Perhitungan Beda Tekanan Hidrostatis Dua Ikan  Akuarium

Selisih tekanan hidrostatis antara dua ikan dalam akuarium dapat dihitung dengan rumus berikut:

ΔP = P₁
– P_ii

ΔP = ρ g h₁
– ρ g h₂

ΔP = ρ g (h₁
– h₂)

ΔP = ρ g (Δh)

ΔP = 1000x 10 ten 0,25

ΔP = 2500 N/m²

Jadi selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan dalam akuariun adalah 2500 N/one thousand^two

• Gelombang Cahaya
• 21+ Contoh Soal Pembahasan: Rumus Menghitung Cepat Rambat Frekuensi Amplitudo Gelombang Transversal Longitudinal
• Hukum Pokok Tekanan Hidrostatis: Pengertian Rumus Perhitungan Pipa U Kapal Selam Minyak Air Raksa Contoh Soal Pembahasan 11
• Reaksi Peluruhan Radioaktif: Pengertian Transmutasi Sifat Sinar Alfa Beta Gamma Contoh Soal Rumus Perhitungan 8
• 23+ Contoh Soal: Rumus Perhitungan Hukum 1 Kirchhoff – Energi – Daya – Rangkaian Listrik – Hambatan Jenis
• Momen Gaya dan Inersia: Pengertian Dinamika Gerak Rotasi Contoh Soal Rumus Perhitungan
• Gelombang Berjalan Stasioner: Pengertian Energi Intesitas Daya Frekuensi Sudut Sefase Superposisi Ujung Transversal Tetap Bebas
• Hukum Radiasi Planck
• Listrik Dinamis: Hambatan Jenis, Hukum Ohm, Hukum I + II Kirchhoff, Rangkaian Listrik, Energi Daya Listrik,
• Gelombang Jenis dan Sifat-sifatnya

• i
• two
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• >>

Daftar Pustaka:

1. Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
2. Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, 3rd Edition. New Bailiwick of jersey, Prentice Hall.
3. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
4. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad West. Adi, Jakarta.
5. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid ii, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
6. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
7. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.