Pengertian Hidrostatis, Rumus, & Contoh Soal

MAUKULIAH.ID – Sobat, Miku mau tanya nih. Pernah gak sih, kamu menyelam di pantai dan semakin dalam rasanya tubuh kamu semakin merasa berat untuk berenang? Usut punya usut nih, kejadian kayak gini ternyata akibat tekanan hidrostatik. 

Hm.. apa itu hidrostatis dan bagaimana penjelasannya? Yuk kita pelajari bersama!

Pengertian Hidrostatis

Tekanan hidrostatis merupakan tekanan yang disebabkan oleh gaya yang diberikan oleh zat cair ke segala arah pada suatu objek. Fenomena ini terjadi karena adanya gaya gravitasi yang membuat berat partikel air menekan partikel yang berada di bawahnya. Akibatnya, partikel di bagian bawah saling mendorong satu sama lain hingga mencapai dasar air. 

Partikel inilah menyebabkan tekanan di bagian bawah menjadi lebih besar dibandingkan dengan tekanan di bagian atas. Dalam pengertian yang lebih spesifik, tekanan hidrostatis merupakan hasil dari gaya yang diberikan oleh zat cair terhadap suatu luas bidang tekan pada kedalaman tertentu. 

Secara umum, setiap jenis zat cair memberikan tekanan khusus, tergantung pada kedalamannya. Oleh karena itu, aktivitas seperti berenang atau menyelam di perairan dangkal lebih mudah dibandingkan dengan menyelam di kedalaman tertentu, karena semakin besar volume air di atasnya, semakin tinggi tekanan yang diberikan oleh air pada tubuh.

Baca juga: 10 Rekomendasi Universitas Terbaik di Yogyakarta

Hidrostatis dalam Kehidupan Sehari-hari

Sebenarnya ada banyak banget contoh kejadian tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari. Namun, kadang kali kita tidak menyadari bahwa peristiwa tersebut sebenarnya merupakan contoh dari fenomena tekanan hidrostatis. Berikut beberapa contoh untuk membantu pemahaman kita mengenai konsep tekanan zat cair ini:

Tekanan hidrostatis pada saat berenang (sumber: Pixabay)

1. Saat berenang di laut atau kolam, kita akan merasakan peningkatan tekanan hidrostatis seiring dengan kedalaman yang kita capai.
2. Struktur dasar bendungan dirancang dengan ketebalan yang bertambah di bagian bawah untuk menanggulangi meningkatnya tekanan zat cair seiring dengan kedalaman yang lebih besar.
3. Pemasangan infus ketika berada di rumah sakit, jadi semakin tinggi posisi botol infus, tekanan yang dihasilkan akan semakin besar. Hal ini memudahkan cairan infus untuk lebih mudah mengalir ke dalam aliran darah.

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Tekanan Hidrostatis

1. Massa Jenis Zat Cair

Ketika massa jenis suatu zat cair meningkat, tekanan hidrostatisnya juga bertambah. Sebagai contoh, jika ada air, minyak, dan larutan garam dalam tiga wadah terpisah, pada kedalaman yang sama, tekanan hidrostatisnya akan berbeda-beda. 

Biasanya larutan garam akan memiliki tekanan hidrostatis lebih besar dibandingkan dengan air, sementara air akan memiliki tekanan hidrostatis yang lebih tinggi daripada minyak.

2. Kedalaman Zat Cair 

Kedalaman zat cair juga berperan dalam memengaruhi tekanan hidrostatisnya. Semakin jauh suatu titik dalam zat cair dari permukaannya, semakin besar tekanan hidrostatis yang diterimanya. 

3. Percepatan Gravitasi 

Percepatan gravitasi juga berperan dalam menentukan tekanan hidrostatis dalam zat cair. Ketika digabungkan dengan massa jenis zat cair, percepatan gravitasi akan mempengaruhi besarnya berat zat cair.

Rumus Hidrostatis

Keterangan

P = tekanan hidrostatis

ρ = massa jenis cairan

g = percepatan gravitasi

h = kedalaman

Agar Sobat Miku tidak bingung, berikut Miku sajikan contoh soal hidrostatis

Contoh soal 1

Sebuah tangki berisi air dengan kedalaman 4 meter. Hitunglah tekanan hidrostatis di bagian bawah tangki jika tekanan atmosfer adalah 101,3 kPa. (Diketahui: Massa jenis air = 1000 kg/m³, gravitasi bumi = 9,8 m/s²)

Jawab:

Tekanan hidrostatis di bagian bawah tangki dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

P = ρgh

Pada soal ini, diketahui:

ρ = 1000 kg/m³

g = 9,8 m/s²

h = 4 m

Sehingga, tekanan hidrostatis di bagian bawah tangki adalah:

P = 1000 kg/m³ × 9,8 m/s² × 4 m

P = 39200 Pa

P = 3,92 kPa

Jadi, tekanan hidrostatis di bagian bawah tangki adalah 3,92 kPa. Tekanan ini ditambahkan dengan tekanan atmosfer sebesar 101,3 kPa, sehingga tekanan total di bagian bawah tangki adalah 105,22 kPa.

Contoh soal 2

Sebuah ember berisi air dengan kedalaman 20 cm. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m³, gravitasi bumi adalah 9,8 m/s², dan tekanan atmosfer adalah 101,3 kPa, berapakah tekanan hidrostatis di dasar ember?

Penyelesaian:

Tekanan hidrostatis di dasar ember dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

P = ρgh

diketahui:

ρ = 1000 kg/m³

g = 9,8 m/s²

h = 0,2 m

Sehingga, tekanan hidrostatis di dasar ember adalah:

P = 1000 kg/m³ × 9,8 m/s² × 0,2 m

P = 19,60 Pa

P = 0,0196 kPa

Jadi, tekanan hidrostatis di dasar ember adalah 0,0196 kPa.

Baca juga: 10 Rekomendasi Universitas Terbaik di Yogyakarta

Nah itu tadi penjelasan mengenai hidrostatis, rumus, hingga contoh soalnya, semoga dapat membantu Sobat Miku ya untuk memahami materi ini. Bagi kamu yang ingin tahu informasi lebih lengkap terkait materi sekolah lainnya dan informasi jurusan dapat langsung mengunjungi maukuliah.id ya!