Tekanan Hidrostatis

A.      Pengertian Tekanan

Besar tekanan di definisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Apabila gaya sebesar F bekerja secara tegak lurus dan merata pada permukaan bidang seluas A, tekanan ada permukaan itu dapat di rumuskan sebagai berikut:

Keterangan :

P = tekanan (N/m²)

F = gaya (N)

A = luas (m²)

Satuan tekanan dalam SI adalah N/m²  atau disebut juga Pascal (Pa). untuk tekanan udara kadang-kadang digunakan satuan atmosfer (atm), cm raksa (cmHg), mmHg (atau torr dari Torricelli) atau milibar (mb).

Aturan konversinya adalah sebagai berikut :

1 mb = 10^-3 bar

1 bar = 10⁵ Pa

1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 10⁵ Pa

1 mmHg = 1 torr = 1,316 x 10^-3 atm = 133,3 Pa

B.   Tekanan Hidrostatik

Pada zat padat, tekanan yang di hasilkan hanya ke arah bawah (jika pada zat padat tidak diberikan gaya luar lain, pada zat padat hanya bekerja gaya gravitasi) sedangkan pada fluida, tekanan yang di hasilkan menyebar ke segala arah.

Tekanan di dalam zat cair disebabkan oleh adanya gaya gravitasi yang bekerja pada tiap bagian zat cair, besar tekanan itu bergantung pada kedalaman, makin dalam letak suatu bagian zat cair, semakin besar tekanan pada bagian itu. Tekanan di dalam fluida tak bergerak yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi disebut tekanan hidrostatika.

Teori tentang tekanan hidrostatika juga dapat dijelaskan dengan mengamati bejana atau gelas yang berisi air sebagai contohnya. Perhatikanlah gambar berikut ini:

Sehingga besar tekanan pada alas bejana adalah:

 

Jadi, besarnya tekanan hidrostatik secara umum di rumuskan dengan

jika tekanan armosfer di permukaan zat cair itu adalah P₀ maka tekanan mutlak pada tempat atau titik yang berada pada kedalaman h adalah

Gaya hidrostatik pada alas bejana ditentukan dengan rumus sebagai berikut

               

Sedangkan untuk satu jenis zat cair besar tekanan di dalamnya tergantung pada kedalamannya. Setiap titik yang berada pada kedalaman sama akan mengalami tekanan hidrostatik yang sama pula.

"Tekanan hidrostatik pada sembarang titik yang terletak pada satu bidang datar di dalam satu jenis zat cair yang diam, besarnya sama."

Pernyataan di atas dikenal sebagai hukum utama hidrostatika. Perhatikan gambar berikut:

Berdasarkan hukum utama hidrostatika dapat dirumuskan :

P_A = P_B = P_C

P_D = P_E

                Hukum utama hidrostatika dapat diterapkan untuk menentukan masa jenis zat cair dengan menggunakan pipa U. Perhatikanlah gambar berikut!

 

Dalam hal ini, dua cairan yang digunakan tidak akan tercampur. Pipa U mula-mula diisi dengan zat cair yang sudah diketahui massa jenisnya, kemudian salah satu kaki dituangi zat cair yang di cari massa jenisnya hingga setinggi h₁. Kemudian, tarik garis mendatar AB sepanjang pipa. Ukur tinggi zat cair mula-mula di atas garis AB (misal : h₂)

Menurut hukum utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan di B.

                                                                                       

Posted in: Tugas sekolah