Pengertian dan Rumus Tekanan Hidrostatis (Tekanan pada Zat Cair) serta Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Berikut ini merupakan pembahasan tentang tekanan pada zat cair, pengertian tekanan hidrostatis, contoh soal tekanan hidrostatis, rumus tekanan hidrostatis, rumus tekanan hidrostatik.

Pengertian Tekanan Hidrostatis

Jika kamu amati kondisi air di danau dan di sungai, kamu dapat melihat bahwa air di danau akan lebih tenang dibandingkan air di sungai. Mengapa demikian?

Karena air di danau itu diam, sedangkan air di sungai akan terus mengalir. Air mengalir akibat adanya perbedaan tekanan sehingga dapat dikatakan bahwa air sungai memiliki tekanan. Lalu, apakah air danau yang diam dapat dikatakan tidak memiliki tekanan?

Ternyata, tidak demikian. Air yang diam pun memiliki tekanan yang disebabkan oleh zat cair yang berada pada kedalaman tertentu, disebut dengan tekanan hidrostatis. 

Besarnya tekanan hidrostatis bergantung pada ketinggian zat cair, massa jenis zat cair, dan percepatan zat cair.

Untuk memahami hal ini, coba kamu perhatikan aliran air yang diberi tiga lubang bagian atas (A), tengah (B), dan bawah (C)!

Gambar: Contoh Tekanan pada Zat Cair

Pancaran air paling jauh ditunjukkan oleh lubang bawah (C), lalu tengah (B), kemudian atas (A). Hal ini menunjukkan bahwa tekanan pada lubang bawah (C) lebih besar daripada tekanan pada lubang tengah (B) dan lubang atas (A). (PC > PB > PA).

Rumus Tekanan Hidrostatis

Dari konsep ini, diperoleh rumus:

P = ρgh

Keterangan:
P = tekanan hidrostatis (N/m² atau Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s²)
h = tinggi zat cair di atas titik yang diukur (m)

Bagi para penyelam, tekanan hidrostatis ini harus diperhatikan agar mereka tidak mengalami kerusakan ketika menyelam, terutama pada bagian telinga dan mata.

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis

Sebuah bejana berbentuk tabung tingginya 100 cm diisi penuh oleh air. Tentukanlah tekanan zat cair pada:
a. dasar tabung
b. tengah-tengah tabung
c. ketinggian 25 cm dari alas bejana

Penyelesaian:
Diketahui: h = 100 cm = 1 m (tinggi bejana)
g = 10 m/s
ρ = 1000 kg/m3

Ditanya:
a. P pada dasar bejana
b. P pada tengah-tengah bejana
c. P pada ketinggian 25 cm dari alas bejana

Jawab:
a. Tekanan di dasar bejana disebabkan oleh zat cair setinggi bejana tersebut.
P = ρgh
   = (1000 kg/m³)⋅(10 m/s)⋅(1 m)
   = 10.000 N/m².
Jadi, tekanan zat cair pada dasar bejana adalah 10.000 N/m².

b. Tekanan pada tengah-tengah bejana adalah tekanan pada ketinggian 50 cm dari permukaan, berarti
tinggi zat cair yang mempengaruhi adalah 50 cm = 0,5 m:
P = ρgh
   = (1000 kg/m³)⋅(10 m/s)⋅(0,5 m)
   = 5.000 N/m2
Jadi, tekanan zat cair pada tengah-tengah bejana adalah 5.000 N/m2

c. Tekanan pada ketinggian 25 cm dari alas bejana, berarti tinggi zat cair yang mempengaruhi adalah 1 m – 0,25 m = 0,75 m.
P = ρgh
   = (1000 kg/m³)⋅(10 m/s)⋅(0,75 m)
   = 7.500 N/m².
Jadi, tekanan zat cair pada ketinggian 25 cm dari alas bejana adalah 7.500 N/m².