Saat kita berada dalam air, kita pasti merasakan tekanan pada tubuh kita. Hal ini disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatis yang dihasilkan oleh air. Apa itu tekanan hidrostatis? Bagaimana cara menghitungnya? Berikut adalah penjelasannya beserta contohnya.
Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh cairan yang tidak bergerak, seperti air atau minyak. Tekanan ini ditimbulkan oleh gaya gravitasi pada cairan tersebut dan berbanding lurus dengan kedalaman cairan tersebut.
Apa Itu Tekanan Hidrostatis?
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh cairan yang tidak bergerak. Jika kita berada di dalam air, kita dapat merasakan adanya tekanan pada tubuh kita. Hal ini disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatis pada air tersebut.
Mengapa Tekanan Hidrostatis Terjadi?
Tekanan hidrostatis terjadi karena adanya gaya gravitasi pada cairan tersebut. Gaya gravitasi ini membuat cairan tersebut menekan benda yang berada di dalamnya dan menimbulkan tekanan.
Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
P = ρgh
Di mana:
- P adalah tekanan hidrostatis dalam N/m2
- ρ adalah massa jenis cairan dalam kg/m3
- g adalah percepatan gravitasi dalam m/s2
- h adalah kedalaman cairan dalam meter
Untuk menghitung tekanan hidrostatis pada kedalaman tertentu, kita perlu mengetahui massa jenis cairan dan kedalaman cairan tersebut. Jika kita ingin menghitung tekanan hidrostatis pada kedalaman 10 meter di dalam air dengan massa jenis air sebesar 1000 kg/m3, maka rumusnya adalah sebagai berikut:
P = 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 10 m = 98.000 N/m2
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis
Berikut adalah contoh soal mengenai tekanan hidrostatis:
Soal 1
Sebuah benda dengan massa 20 kg diletakkan pada dasar kolam renang. Kolam renang memiliki kedalaman 4 meter dan menggunakan air sebagai media. Massa jenis air adalah 1000 kg/m3. Berapakah tekanan hidrostatis yang diterima oleh benda tersebut?
Jawaban:
Untuk menghitung tekanan hidrostatis pada kedalaman 4 meter di dalam air dengan massa jenis air sebesar 1000 kg/m3, maka rumusnya adalah sebagai berikut:
P = 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 4 m = 39.200 N/m2
Jadi, tekanan hidrostatis yang diterima oleh benda tersebut adalah sebesar 39.200 N/m2.
Soal 2
Sebuah tangki yang berisi minyak memiliki kedalaman 5 meter. Massa jenis minyak adalah 800 kg/m3. Berapakah tekanan hidrostatis pada dasar tangki tersebut?
Jawaban:
Untuk menghitung tekanan hidrostatis pada kedalaman 5 meter di dalam minyak dengan massa jenis minyak sebesar 800 kg/m3, maka rumusnya adalah sebagai berikut:
P = 800 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 5 m = 39.200 N/m2
Jadi, tekanan hidrostatis pada dasar tangki tersebut adalah sebesar 39.200 N/m2.
Kesimpulan
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh cairan yang tidak bergerak. Tekanan ini ditimbulkan oleh gaya gravitasi pada cairan tersebut dan berbanding lurus dengan kedalaman cairan tersebut. Untuk menghitung tekanan hidrostatis, kita perlu mengetahui massa jenis cairan dan kedalaman cairan tersebut. Dari contoh soal di atas, kita dapat melihat bahwa tekanan hidrostatis berbeda-beda pada cairan dengan massa jenis yang berbeda-beda.
Tekanan Mutlak
Tekanan mutlak adalah tekanan absolut yang dihitung dengan menggunakan nol mutlak sebagai patokan. Tekanan mutlak diukur dengan menggunakan barometer dan biasanya dihitung dalam satuan pascal atau bar.
Apa Itu Tekanan Mutlak?
Tekanan mutlak adalah tekanan absolut yang dihitung dengan menggunakan nol mutlak sebagai patokan. Tekanan ini diukur dengan menggunakan barometer dan biasanya dihitung dalam satuan pascal atau bar.
Mengapa Tekanan Mutlak Penting?
Tekanan mutlak penting karena dapat digunakan untuk mengukur tekanan pada ruang hampa udara atau ruang bawah tanah yang tersegel rapat. Selain itu, tekanan mutlak juga penting dalam proses industri seperti di dalam boiler, pompa dan sistem pendingin.
Cara Menghitung Tekanan Mutlak
Tekanan mutlak dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Pmutlak = Pgauge + Patm
Di mana:
- Pmutlak adalah tekanan mutlak
- Pgauge adalah tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan
- Patm adalah tekanan atmosfer
Untuk menghitung tekanan mutlak pada suatu tempat, kita perlu mengetahui tekanan atmosfer pada tempat tersebut. Tekanan atmosfer bervariasi tergantung pada ketinggian tempat tersebut di atas permukaan laut. Tekanan atmosfer pada permukaan laut adalah sekitar 101.325 Pa atau 1.013,25 bar.
Contoh Soal Tekanan Mutlak
Berikut adalah contoh soal mengenai tekanan mutlak:
Soal 1
Sebuah tabung oksigen diukur memiliki tekanan 2 bar. Tekanan atmosfer pada tempat tersebut adalah 100 kPa. Berapakah tekanan mutlak dari tabung oksigen tersebut?
Jawaban:
Untuk menghitung tekanan mutlak, kita perlu menambahkan tekanan atmosfer pada tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan. Jadi, tekanan mutlak pada tabung oksigen tersebut adalah sebesar:
Pmutlak = 2 bar + (100 kPa x 1000 Pa/kPa) = 200 kPa + 100 kPa = 300 kPa
Jadi, tekanan mutlak dari tabung oksigen tersebut adalah sebesar 300 kPa atau 3 bar.
Soal 2
Sebuah ruangan memiliki tekanan 92 kPa. Berapakah tekanan mutlak pada ruangan tersebut jika tekanan atmosfer pada tempat tersebut adalah 98 kPa?
Jawaban:
Untuk menghitung tekanan mutlak, kita perlu menambahkan tekanan atmosfer pada tekanan yang diukur oleh alat pengukur tekanan. Jadi, tekanan mutlak pada ruangan tersebut adalah sebesar:
Pmutlak = 92 kPa + 98 kPa = 190 kPa
Jadi, tekanan mutlak pada ruangan tersebut adalah sebesar 190 kPa.
Kesimpulan
Tekanan mutlak adalah tekanan absolut yang dihitung dengan menggunakan nol mutlak sebagai patokan. Tekanan ini diukur dengan menggunakan barometer dan biasanya dihitung dalam satuan pascal atau bar. Tekanan mutlak penting karena dapat digunakan untuk mengukur tekanan pada ruang hampa udara atau ruang bawah tanah yang tersegel rapat.
Dari penjelasan di atas, kita dapat melihat bahwa tekanan hidrostatis dan tekanan mutlak memiliki perbedaan mendasar. Semoga penjelasan di atas dapat membantu memahami konsep tekanan hidrostatis dan tekanan mutlak dengan lebih baik.
