Pada pembahasan kali ini akan menjelaskan wacana tekanan hidrostatik (tekanan pada zat cair), ember berhubungan, rumus tekanan hidrostatis, tekanan hidrostatika (tekanan dalam zat cair), gaya hidrostatis, tekanan fluida, percobaan tekanan hidrostatis tergantung pada, statika fluida, ember berafiliasi fisika, dan satuan tekanan.
1. Lubangi dinding kaleng dengan paku, tetapi tidak sama tingginya. Usahakan besarnya lubang sama. Letakkan kaleng yang sudah dilubangi di kawasan yang tinggi.
2. Isi kaleng dengan air hingga penuh. Amati yang terjadi.
3. Siapkan alat Hartl. Atur permukaan zat cair dalam pipa U alat Hartl sama tingginya.
4. Celupkan mangkuk berselaput ke dalam air pada ember besar. Amati permukaan zat cair pada pipa U alat Hartl.
5. Celupkan mangkuk lebih dalam lagi. Amati permukaan zat cair pada pipa U alat Hartl.
6. Putar mangkuk berselaput ke segala arah dalam air,
Jika air diganti minyak tanah, bagaimana perubahan tinggi permukaan zat cair pada pipa U? Apakah massa jenis zat cair mempengaruhi perubahan tingginya dalam bejana?
P = tekanan hidrostatis (N/m2 atau dn/cm2)
h = jarak ke permukaan zat cair ( m atau cm)
s = berat jenis zat cair (N/m3 atau dn/cm3)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3 atau g/cm3)
g = gravitasi (m/s2 atau cm/s2)
Pembahasan
Diketahui:
h = 2 m
Tekanan dalam Zat Cair (Hidrostatis)
Ketika berenang, semakin menyelam ke dalam air, mengapa tubuh terasa terdorong ke atas? Apakah zat cair memperlihatkan tekanan? Untuk mempelajarinya lebih lanjut, mari kita lakukan aktivitas berikut ini.1. Lubangi dinding kaleng dengan paku, tetapi tidak sama tingginya. Usahakan besarnya lubang sama. Letakkan kaleng yang sudah dilubangi di kawasan yang tinggi.
2. Isi kaleng dengan air hingga penuh. Amati yang terjadi.
3. Siapkan alat Hartl. Atur permukaan zat cair dalam pipa U alat Hartl sama tingginya.
4. Celupkan mangkuk berselaput ke dalam air pada ember besar. Amati permukaan zat cair pada pipa U alat Hartl.
5. Celupkan mangkuk lebih dalam lagi. Amati permukaan zat cair pada pipa U alat Hartl.
6. Putar mangkuk berselaput ke segala arah dalam air,
Jika air diganti minyak tanah, bagaimana perubahan tinggi permukaan zat cair pada pipa U? Apakah massa jenis zat cair mempengaruhi perubahan tingginya dalam bejana?
Rumus Tekanan Hidrostatis
Berdasarkan percobaan diketahui bahwa tekanan hidrostatis sebanding dengan jarak ke permukaan zat cair dan berat jenis zat cair menyerupai dirumuskan berikut ini.P = s h
P = ρ g hKeterangan:
P = tekanan hidrostatis (N/m2 atau dn/cm2)
h = jarak ke permukaan zat cair ( m atau cm)
s = berat jenis zat cair (N/m3 atau dn/cm3)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3 atau g/cm3)
g = gravitasi (m/s2 atau cm/s2)
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis
Berapa besar tekanan dalam air bak yang kedalamannya 2 meter kalau massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 N/kg?Pembahasan
Diketahui:
h = 2 m
ρ = 1.000 kg/m3
g = 10 N/kg
Ditanya:
P = ...?
Jawab:
P = ρ g h
= 1.000 kg/m3 × 10 N/kg × 2 m
= 20.000 N/m2
Jadi, tekanan dalam air bak sedalam 2 m ialah 20.000 N/m2 = 20.000 Pa.
Hal ini sesuai dengan aturan ember berafiliasi yang berbunyi kalau ember berafiliasi diisi dengan zat cair yang sama dan dalam keadaan seimbang atau membisu maka permukaan zat cair terletak pada satu bidang datar.
Sifat ember berafiliasi tidak berlaku dalam kondisi berikut ini.
a. Bejana berafiliasi berisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak sanggup bercampur, zat cair yang massa jenisnya lebih kecil permukaannya lebih tinggi;
b. salah satu lisan ember berafiliasi tertutup sehingga tekanan di permukaan zat cair tidak sama, permukaan zat cair dalam ember yang mulutnya tertutup lebih tinggi dibandingkan dengan permukaan zat cair pada lisan ember yang tidak tertutup;
c. kalau dalam ember berafiliasi terdapat pipa kapiler;
d. kalau zat cair dalam ember berafiliasi digoncang-goncangkan atau zat cairnya bergerak.
Jika ember berafiliasi diisi dengan dua macam zat cair yang tidak sanggup bercampur, bagaimana permukaan zat cair itu? Perbandingan tinggi setiap zat cair sanggup dicari dengan aturan utama hidrostatika.
Misalnya, suatu ember berafiliasi diisi dua macam zat cair yang tidak sanggup bercampur dengan berat jenis masing-masing s1 dan s2. Tarik garis pada batas permukaan kedua zat cair itu (garis AB).
Sesuai dengan aturan utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan tekanan di B. Jadi,
Pembahasan
Diketahui:
ember berafiliasi (pipa U)
ρ1 = 1 g/cm3
ρ2 = 0,8 g/cm3
h2 = 20 cm
Ditanya:
h1 = ...?
Jawab:
h1 ρ1 = h2 ρ2
h1 = (h2 ρ2) : ρ1
= (20 x 0,8) : 1
= 16 cm
Jadi, tinggi air terhadap garis setimbang ialah 16 cm.
Peralatan sehari-hari yang memakai prinsip ember berhubungan, contohnya teko dan alat penyemprot tanaman. Adakah peralatan di rumahmu yang memakai prinsip ember berhubungan?
Baca juga: Tekanan pada Zat Padat
Sumber https://www.berpendidikan.com
g = 10 N/kg
Ditanya:
P = ...?
Jawab:
P = ρ g h
= 1.000 kg/m3 × 10 N/kg × 2 m
= 20.000 N/m2
Jadi, tekanan dalam air bak sedalam 2 m ialah 20.000 N/m2 = 20.000 Pa.
Bejana berhubungan
Pernahkah kau melihat dua ember atau lebih yang bab dasarnya saling berhubungan? Bagaimana keadaan zat cair yang diisikan ke dalam ember berhubungan? Air dalam ember berafiliasi selalu membentuk permukaan datar.Hal ini sesuai dengan aturan ember berafiliasi yang berbunyi kalau ember berafiliasi diisi dengan zat cair yang sama dan dalam keadaan seimbang atau membisu maka permukaan zat cair terletak pada satu bidang datar.
Sifat ember berafiliasi tidak berlaku dalam kondisi berikut ini.
a. Bejana berafiliasi berisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak sanggup bercampur, zat cair yang massa jenisnya lebih kecil permukaannya lebih tinggi;
b. salah satu lisan ember berafiliasi tertutup sehingga tekanan di permukaan zat cair tidak sama, permukaan zat cair dalam ember yang mulutnya tertutup lebih tinggi dibandingkan dengan permukaan zat cair pada lisan ember yang tidak tertutup;
c. kalau dalam ember berafiliasi terdapat pipa kapiler;
d. kalau zat cair dalam ember berafiliasi digoncang-goncangkan atau zat cairnya bergerak.
 |
| Gambar: Bejana Berhubungan |
Jika ember berafiliasi diisi dengan dua macam zat cair yang tidak sanggup bercampur, bagaimana permukaan zat cair itu? Perbandingan tinggi setiap zat cair sanggup dicari dengan aturan utama hidrostatika.
Misalnya, suatu ember berafiliasi diisi dua macam zat cair yang tidak sanggup bercampur dengan berat jenis masing-masing s1 dan s2. Tarik garis pada batas permukaan kedua zat cair itu (garis AB).
Sesuai dengan aturan utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan tekanan di B. Jadi,
PA = PB
h1 s1 = h2 s2
h1 ρ1 g = h2 ρ2 g
h1 ρ1 = h2 ρ2 atau h1 : h2 = ρ1 : ρ2
Contoh Soal Bejana Berhubungan
Sebuah ember berafiliasi diisi air. Kemudian, tuang minyak di kaki lainnya hingga tinggi minyak 20 cm terhadap garis setimbang. Berapa tinggi air terhadap garis setimbang kalau massa jenis air 1 g/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3?Pembahasan
Diketahui:
ember berafiliasi (pipa U)
ρ1 = 1 g/cm3
ρ2 = 0,8 g/cm3
h2 = 20 cm
Ditanya:
h1 = ...?
Jawab:
h1 ρ1 = h2 ρ2
h1 = (h2 ρ2) : ρ1
= (20 x 0,8) : 1
= 16 cm
Jadi, tinggi air terhadap garis setimbang ialah 16 cm.
Peralatan sehari-hari yang memakai prinsip ember berhubungan, contohnya teko dan alat penyemprot tanaman. Adakah peralatan di rumahmu yang memakai prinsip ember berhubungan?
Baca juga: Tekanan pada Zat Padat
Sumber https://www.berpendidikan.com
Buat lebih berguna, kongsi:
