Menghitung besarnya tekanan hidrostatis yang dialami seorang atlet

Rumus tekanan hidrostatik adalah P = ρgh, hal ini menyatakan Semakin besar jarak titik ukur dengan permukaan air, maka akan semakin besar tekanan hidrostatis pada titik tersebut.

Tekanan Hidrostatis merupakan tekanan yang diberikan zat cair ke semua arah pada suatu benda akibat adanya gaya gravitasai. Tekanan Hidrostatis akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman yang diukur dari permukaan zat cair.

Hal yang perlu diperhatikan dalam Tekanan Hidrostatis adalah masa jenis suatu zat cair yang mengenai suatu benda tersebut. Contoh yang sering digunakan yaitu air dan minyak. Air memiliki masa jenis 1 g/cm2 atau 1000 kg/m2 dan masa jenis minyak 0.8 g/cm2 atau 800 kg/m2.

Akibat adanya gaya gravitasi, berat partikel air akan menekan partikel dibawahnya, kemudian partikel-partikel air dibawah ini akan saling menekan hingga ke dasar air sehingga tekanan dibawah akan lebih besar dari tekanan atas.  

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 Hidrostatik

Tekanan hidrostatik tidak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air ataupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatik menekan ke segala arah. Satuan tekanannya yaitu Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa).

Adapun rumus tekanan hidrostastik yaitu:          

Ph = ρgh

• Ph = Tekanan Hidrostatis (N/m2 atau Pa) >> 1 atm = 1 Pa
• ρ = Massa jenis (km/m3)
• g = Gaya gravitasi (m/s2)
• h = Kedalaman suatu benda dari permukaan zat cair (m)
• Ph = ρgh + P
• P = Tekanan udara luar (1 atm atau 76 cm Hg)

Semakin besar jarak titik ukur dengan permukaan air, maka akan semakin besar tekanan hidrostatis pada titik tersebut. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah dimana semakin besar ketinggian air, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatik di dasar bejana.

Baca juga:  Unsur-Unsur Seni Rupa (LENGKAP): Dasar, Gambar, dan Penjelasan

Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan karena tekanan yang lebih tinggi dibandingkan bejana di sebelah kiri.

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

Untuk 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 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 Patm adalah tekanan atmosfer (tekanan atmosfer pada permukaan laut sebesar Patm = 1,01×105Pa)

Prinsip rumus tekanan hidrostatik

Agar lebih memahami prinsip rumus tekanan hidrostatis, perhatikan ilustrasi gambar berikut.

• Tekanan total yang diterima si pemancing adalah sebesar tekanan atmosfer (jika senantiasa menerima tekanan atmosfer setiap saat), sehingga P1 = Patm
• Tekanan total yang diterima penyelam bertangki kuning adalah sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h2, sehingga P2 = ρgh2+ Patm
• Tekanan total yang diterima penyelam bertangki merah adalah sebesar tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis pada kedalaman h3, sehingga P3 = ρgh3+ Patm

Karena h3 > h2, maka P3 > P2

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Contoh Soal 1

Seekor ikan berenang diakuarium. Ikan tersebut berada 50 cm dari permukaan akuarium. Berapakah tekanan hidrostatis yang diterima ikan?
(massa jenis air = 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2)

Penyelesaian :

Diketahui :

• h = 50 cm = 0,5 m
• ρ = 1000 kg/m3
• g = 10 m/s2

Ditanya : Ph?

Jawab :

• Ph = ρ.g.h Ph = 1000 x 10 x 0,5

  Ph = 5000 Pa.

Baca juga:  Metamorfosis Kupu-Kupu (Gambar + Penjelasan) LENGKAP

Maka, tekanan hidrostatis yang diterima ikan adalah 5000 pascal.

Seorang penyelam sedang melakukan penyelaman pada kedalaman 10 m di bawah permukaan air. Apabila massa jenis airnya 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi buminya 10 m/s2, maka cari dan tentukanlah tekanan hidrostatis yang dialami oleh seorang penyelam tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui :

• h = 10 m
• ρ = 1.000 kg/m3
• g = 10 m/s2

Ditanya 😛 =…..?

Jawab :

• P = ρ . g . h
• P = 1.000 . 10 . 10
• P = 100.000 N/m2

Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami  adalah = 100.000 N/m2

Contoh soal 3

Seekor ikan berada pada bak air seperti pada gambar berikut:

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

Penyelesaian :

Ingat! Kedalaman diukur dari permukaan zat cair.

Diketahui :

Mencari kedalaman (h)
h = 140cm – 60cm = 80cm = 0,8 cm

Ditanya: Tekanan Hidrostatis (Ph)?

Jawab:

• PH = ρ g h = 1.000 X 10 X 0,8

  PH = 8.000 N/m2

Jawaban: B

Contoh Soal  4

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

a) Gaya gravitasi meniadakan rasa adanya tekananb) Kita telah terbiasa dengan tekanan atmosfer sejak kita lahirc) Cairan pada tubuh kita menekan keluar tubuh dengan gaya yang sama besar

d) Besar tekanan atmosfer dianggap nol karena gravitasi

Penyelesaian:

Jawaban yang benar yaitu C.

Darah dan cairan yang ada pada 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 menekan tubuh kita

Demikianlah penjelasan tentang rumus tekanan hidrostatik beserta contoh penerapan rumusnya. Semoga bermanfaat.