Tekanan Hidrostatis: Definisi, Bunyi, Sifat, Rumus & Penerapannya

Salah satu hobi yang berkaitan erat dengan tekanan hidrostatis adalah menyelam.Penyelam-penyelam handal di laut lepas itu sudah mempunyai sertifikasi khusus, sehingga ketika mereka berada pada kedalaman laut cukup ekstrim, mereka bisa bertahan dengan baik. Berbeda dengan orang awam seperti kita, saat menyelam beberapa meter saja kita sudah merasakan ketidaknyamanan karena adanya tekanan dari dalam laut.

Daftar Isi

Baiklah daripada penasaran, yuk lihat pembahasan berikut ini!

Definisi Tekanan Hidrostatis

Apa itu tekanan hidrostatis? Tekanan yang timbul karena adanya suatu gaya pada zat cair terhadap sebuah luas bidang tekan. Setiap jenis zat cair akan memberikan tekanan yang berbeda tergantung pada jarak kedalamannya.

Seperti contoh peristiwa di atas, kita merasa mudah ketika menyelam pada permukaan dangkal daripada menyelam pada kedalaman tertentu. Hal ini terjadi karena semakin banyak volume air yang berada di atas maka semakin besar pula tekanan air terhadap tubuh kita. Itulah mengapa kita merasa sesak dan seolah-olah badan menjadi remuk ketika menyelam lebih dalam beberapa meter dari permukaan.

Sifat-Sifat Tekanan Hidrostatis

Nilai tekanan hidrostatis akan berbanding lurus dengan kedalaman suatu zat cair.
Tekanan zat cair ke segala arah mempunyai besar yang sama.
Tekanan terbentuk tidak bergantung pada bentuk suatu tempat,
Semakin jauh dari permukaan air, maka tekanannya semakin besar karena adanya gaya gravitasi yang besar.
Bergantung pada massa jenis zat cair.

Faktor-Faktor Tekanan Hidrostatis

Berikut adalah faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis, antara lain:

Massa Jenis Zat Cair

Massa jenis suatu zat cair akan berbanding lurus dengan tekanan hidrostatis. Semakin besar massa jenisnya, maka semakin besar pula tekanannya. Seperti kalian ketahui, bahwa jenis zat cair mempunyai massa jenis yang berbeda-beda.

Contohnya adalah zat air. Air yang mempunyai massa jenis sebesar 1000 kg/m³ mempunyai tekanan yang lebih besar daripada zat minyak di mana hanya sebesar 800 kg/m³. Maka bisa dipastikan tekanan hidrostatis pada air lebih besar daripada minyak karena bisa ditinjau dari massa jenisnya yang lebih besar.

Kedalaman Zat Cair

Selanjutnya, faktor kedalaman zat cair. Semakin jauh jarak titik zat cair dari permukaan, maka akan semakin kuat tekanan hidrostatisnya. Untuk lebih jelasnya, coba kita siapkan kaleng dengan posisi ketinggian lubang yang berbeda. Kemudian, kaleng tersebut diisi oleh air. Maka, reaksi apa yang terjadi?

Yap, benar. Air yang melewati lubang dekat dengan dasar maka akan mengeluarkan air lebih kencang. Hal ini terjadi, karena lubang paling bawah mengalami tekanan hidrostatis paling besar daripada titik-titik lain di atasnya.

Percepatan Gravitasi

Selanjutnya ada gaya tarik bumi. Gaya ini memberikan pengaruh signifikan pada tekanan hidrostatis terhadap zat cair. Semakin titik dekat dengan dasar, maka gaya gravitasi semakin meningkat.

Hubungan Prinsip Archimedes dengan Tekanan Hidrostatis

Lalu, apa korelasi antara prinsip archimedes dengan tekanan hidrostatis? Tekanan tersebut ternyata menggunakan prinsip archimedes, lho!

Bunyi hukum archimedes, yakni:

“Sebuah benda yang dimasukkan sebagian maupun seluruhnya ke dalam fluida berupa zat cair akan mengalami peristiwa gaya dorong vertikal ke atas sama dengan berat zat cair yang yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

Nah, bunyi itu menggambarkan bahwa setiap benda melayang atau mengapung di suatu fluida berupa air akan merasakan sebuah tekanan dengan gaya yang sama dengan berat volume cairan tersebut. Sehingga, tekanan hidrostatik akan mempunyai tekanan yang sebanding dengan kedalaman, massa benda dan percepatan gravitasi.

Rumus Tekanan Hidrostatis

P = m . g . h

Keterangan:

P= tekanan hidrostatis (Pa)

ρ= massa jenis (kg/m³)

g= gaya gravitasi (m/s²)

h= jarak kedalaman (m)

Penerapan Tekanan Hidrostatis dalam Kehidupan Sehari-Hari

Lalu, bagaimana penerapannya dalam kehidupan sehari-hari? Yuk, simak terus ya!

Menyelam atau Berenang

Kegiatan ini menerapkan prinsip hidrostatis. Semakin dalam seseorang menyelam, maka semakin besar juga tekanan hidrostatis yang seseorang itu peroleh.

Kapal Selam

Selanjutnya, kapal selam menerapkan prinsip hidrostatis. Mengapa demikian? Karena kapal selam dapat mengapung dan menyelam pada kedalaman tertentu. Hal ini terjadi karena ia mampu mengatur massa jenisnya dengan cara memasukkan atau mengeluarkan air.

Lubang Bathtub atau Bak Mandi

Ia dibuat serendah mungkin supaya air yang keluar saat tutup lubang terlepas bisa keluar dengan baik. Air tersebut lebih cepat keluar karena adanya tekanan dari dalam bak mandi cukup besar. Sehingga bak lebih cepat kosong dan bisa diisi air yang baru.

Dasar Bendungan

Tahukah kalian? Jika dasar bendungan dibuat lebih tebal daripada bagian atas, karena dasar bendungan menahan tekanan air yang amat besar, sehingga untuk mengimbangi tekanan itu, maka dibuatlah dasar bendungan dengan ketebalan sedemikian rupa.

Peti Kemas

Ternyata tekanan hidrostatis diterapkan juga pada peti kemas pada pengangkutan bahan bakar bensin atau solar. Peti kemas tersebut berfungsi menjaga fluida di dalamnya supaya lebih aman dan tidak berkurang kuantitasnya. Hal ini juga membantu para pekerja memastikan viskositas, volume, beserta massa jenis bendanya.

Cairan Infus

Cairan infus yang terpasang di penyangga adalah contoh penerapan tekanan hidrostatis. Pasalnya, untuk membuat cairan infus masuk sempurna ke dalam pembuluh darah vena, maka posisinya harus lebih tinggi dari tekanan darah.

Contoh Soal dan Pembahasan

Supaya kalian lebih paham lagi, kita bahas satu per satu contoh soal dan bagaimana cara menyelesaikannya.

Soal 1

Terdapat sebuah potongan kain melayang di dalam air sungai kurang lebih pada posisi 60 cm dari permukaan air sungai. Berapakah tekanan hidrostatis apabila diketahui massa jenis air yaitu 1000 kg/m³ sedangkan percepatan gravitasi 10 m/s²?

Cara Penyelesaian:

P = ρ . g . h

P= 1000 kg/m³ . 10 m/s² . 0,6 m

P= 1000 kg/m³ . 6

P= 6000 Pa

Jadi, tekanan yang kain peroleh adalah sebesar 6000 Pa.

Soal 2

Seorang penyelam profesional melakukan ekspedisi bawah laut pada kedalaman 20 meter untuk meneliti batu karang, sedangkan massa jenis air laut sebesar 1026 kg/m³, dengan percepatan gravitasi 10 m/s². Berapakah tekanan hidrostatisnya?

Cara Penyelesaian:

P = ρ . g . h

P= 1026 kg/m³ . 10 m/s² . 20 m

P= 1026 kg/m³ . 200

P= 205200 Pa

Jadi, tekanan yang kain peroleh adalah sebesar 205200 Pa.

Kesimpulan

Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang timbul karena adanya suatu gaya pada zat cair terhadap luas bidang tekanan. Besar tekanan tekanan dipengaruhi oleh jarak kedalaman. Penerapan gaya ini sudah cukup mudah kita temukan pada kehidupan sehari-hari seperti kegiatan menyelam, dan lubang bak mandi.

Nah, bagaimana apakah kalian sudah paham sekarang? Mempelajari ilmu pengetahuan alam tidak ada habis-habisnya. Menarik, bukan? Artikel selanjutnya bahas apa lagi ya? Tetap stay tuned bersama kami ya guys. Sampai jumpa lagi dan semoga bermanfaat ya!