Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasannya

KOMPAS.com – Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan air pada benda apa pun yang ada di dalamnya. Tekanan hidrostatis meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman. Berikut adalah contoh soal tekanan hidrostatis beserta pembahasannya!

Contoh soal 1

Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis air 1.000 kg/m³, dan konstanta gravitasi pada tempat tersebut adalah 10 n/kg. Besar tekanan hidrostatisnya adalah …… n/m².

Jawaban:

Kedalaman = h = 3m
Massa jenis air = ρ = 1.000 kg/m³
Percepatan gravitasi = g = 10 N/kg

Baca juga: Tekanan Hidrostatis

Dilansir dari Hyperphysics Concept, tekanan hidrostatis bergantung pada kerapatan dan kedalaman juga gaya gravitasinya.

P = ρgh
P = 1.000 x 10 x 3
P = 30.000

Sehingga, tekanan hidrostatis yang dirasakan penyelam tersebut adalah sebesara 30.000 Pascal (Pa).

Contoh soal 2

Pendengaran para penyelam tradisional saat menyelam banyak yang terganggu karena adanya pengaruh …

1. Tekanan udara dalam air
2. Gaya angkat air
3. Tekanan hidrostatis air
4. Tekanan atmosfer

Jawaban: C. Tekanan hidrostatis air

Baca juga: Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis dan Contoh Soalnya

Dilansir dari Khan Academy, tekanan hidrostatis menekan ke dalam dari segala arah. Sehingga, tekanan hidrostatis juga menekan gendang telinga penyelam.

Tubuh manusia memiliki keseimbangannya sendiri dan sensitif terhadap perubahan lingkungan, termasuk tekanan.

Menyelam terlalu dalam atau terlalu cepat dapat menyebabkan perubahan tekanan yang besar. Hal ini dapat membuat telinga cedera, sehingga penyelam mengalami gangguan pendengaran.

Contoh soal 3

Seekor ikan sedang berenang di akuarium. Ikan tersebut berada 50 cm dari permukaan akuarium. Berapakah tekanan hidrostatis yang diterima ikan apabila diketahui massa jenis airnya 1.000 kg/m³ dengan percepatan gravitasi bumi 10 m/s²?

Jawaban:

Kedalaman = h = 50 cm = 0,5 m
Massa jenis air = ρ = 1.000 kg/m³
Percepatan gravitasi = g = 10 m/s²

Baca juga: Hukum Tekanan Parsial Gas Dalton

Semua benda di dalam air menerima tekanan hidrostatis, termasuk ikan.

P = ρgh
P = 1.000 x 10 x 0,5
P = 5.000

Sehingga, tekanan yang dirasakan ikan saat berenang di kedalaman 50 cm adalah 5.000 Pa.

Contoh soal 4

Pada suatu gelas yang berisi air, tempat yang tekanan zat cairnya paling kecil adalah …

Jawaban:

Makin dalam kedalaman suatu benda di air, maka makin besar tekanan hidrostatis yang dirasakannya. Hal tersebut karenakan tekanan hidrostatis bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman.

Baca juga: Faktor-faktor yang Memengaruhi Tekanan Zat Gas

Sehingga, tekanan hidrostatis (zat cair) yang paling kecil terdapat pada bagian atas gelas yaitu di permukaan air saat kedalaman minimum.

Adapun, tekanan hidrostatis yang paling besar terdapat pada bagian dasar gelas karena kedalammnya terbesar.

Contoh soal 5

Tekanan hidrostatis terhadap A sebesar 8.000 N/m² dan tekanan hidrostatis terhadap B sebesar 6.400 N/m². Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², selisih kedalaman A dan B adalah …

Jawaban:

PA = 8.000 N/m²
PB = 6.400 N/m²
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²

Tekanan hidrostatis kedua benda (A dan B) berbeda dalam air yang sama. Artinya, kedua benda memiliki kedalaman yang berbeda.

Sehingga, selisih kedalama antara A dan B adalah 0,16 meter.