Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis dan Contoh Soalnya

KOMPAS.com – Pada saat menyelam ke dalam udara, akan ada tekanan yang dirasakan oleh tubuh. Tekanan tersebut terjadi dengan tekanan hidrostatis. Ketika menyelam di kolam renang, tekanan tersebut mungkin tidak akan terlalu terasa.

Namun, ketika menyelam di lautan tekanan tersebut akan sangat terasa. Semakin tinggi ketinggian udara maka akan semakin besar tekanan hidrostatis yang diberikannya. Menurut Study , hal tersebut dikarenakan cairan di bagian bawah harus mengeluarkan berat semua cairan di bagian atasnya.

Cara menghitung tekanan hidrostatis

Menurut hukum kedua Newton, kita dapat menghitung tekanan suatu benda dengan perkiraan massa, gravitasi, dan percepatannya. Namun, udara berbeda zat padat yang diam sehingga mencari tekanannyapun.

Baca juga: Contoh Soal Hukum Coulomb

Dilansir dari Sciencing, cara mencari tekanan hidrostatis adalah dengan memperhitungkan massa jenis zat cair (ρ/rho), gravitasi, dan juga ketinggian zat cair sebagai berikut:

P = ρ x g x h

P: tekanan hidrostatis (Pa) atau (N/m³)
g: percepatan gravitasi (m/s²)
ρ: massa jenis zat (kg/m³)
h: tinggi kolom zat cair (m)

Contoh soal tekanan hidrostatis

Untuk lebih memahami tentang tekanan hidrostatis, berikut adalah contoh soal beserta pembahasannya!

Contoh soal 1

Hitunglah tekanan hidrostatis yang dialami penyelam yang berada pada kedalaman 100 m (massa jenis air laut 1.025 kg/m³ dan gravitasi bumi 10 m/s²)!

Baca juga: Tekanan Zat: Pengertian dan Jenisnya

Jawaban:

P = ρ x g x h
   = 1025 x 10 x 100
   = 1.025.000 Pa
   = 1,025 x 10^6 Pa

Sehingga, tekanan hidrostatis yang dialami penyelam pada kedalaman laut 100 meter adalah sebesar 1,025 x 10^6 Pa.

Contoh soal 2

Sebuah kolam renang memiliki kedalaman 3 m. Berapakah besar tekanan air pada dasar kolam jika massa jenis air 1 gram per sentimeter kubik dan percepatan gravitasi 9,8 meter per sekon kuadrat?

Jawaban:

Massa jenis air harus diubah ke satuan internasional yaitu kilogram per meter kubik sebagai berikut:

ρ = 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³
P = ρ x g x h
  = 1.000 x 9,8 x 3
  = 29.000 Pa

Maka, tekanan hidrostatis pada dasar kolam 3 meter adalah 29 ribu Pa.

Baca juga: Alasan Dibalik Bentuk Tetesan Air Hujan yang Bulat

Contoh soal 3

Sebuah pipa U mula-mula diisi air dengan massa jenisnya 1000kg/m³. Kemudian pada salah satu pipa dituangkan minyak goreng sehingga posisi stabil tampak seperti pada gambar. Jika tinggi kolom minyak goreng 8 cm dan kolom air 5 cm. Maka, besar massa jenis minyak goreng adalah …

Jawaban:

Kompas.com/SILMI NURUL UTAMI Air dan minyak dalam tabung U

h air        = 5 cm
h minyak = 8 cm
ρ air        = 1.000 kg/m³

Pada soal disebutkan minyak dan air dalam pipa U berada dalam keadaan stabil. Artinya, tekanan hidrostatis (P) antara minyak dan air adalah sama. Sehingga, massa jenis minyak (ρ minyak) dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Baca juga: Definisi Energi Kinetik, Energi Potensial, dan Energi Mekanik

                 P air = P minyak
ρ air x g x h air = ρ minyak x g x h minyak

Karena udara dan minyak berada di satu tempat yang sama, maka percepatan gravitasi yang dirasakan kedua zat tersebut adalah sama. Sehingga, besar percepatan gravitasi bisa dihilangkan dari persamaan.

      air xh air = minyak xh minyak
         1.000 x 5 = minyak x 8 cm
          minyak = (1.000 x 5) : 8
                         = 5.000 : 8
                         = 625

Sehingga, massa jenis minyak goreng tersebut adalah 635 kg/m³.