Perhatikan contoh soal tekanan fluida (hidrostatis) beserta pembahasannya berikut ini.
Soal No. 1
Berapakah tekanan hidrostatis air (ρ = 1000 kg/m3) di dasar kolam yang dalamnya 3 meter? (gunakan g = 10 m/s2 dan abaikan tekanan atmosfer)
Pembahasan:
Diketahui:
ρ = 1000 kg/m3
h = 3 m
g = 10 m/s2
Ditanyakan: Ph = …?
Jawaban:
Ph = ρ . g . h
Ph = 1000 . 10 . 3 = 30000 N/m2
Soal No. 2
Tabung setinggi 30 cm diisi penuh dengan fluida. Tentukan tekanan hidrostatis pada dasar tabung, jika g = 10 m/s2 dan tabung berisi:
- Air (ρ = 1000 kg/m3)
- Raksa (ρ = 13.600 kg/m3)
- Gliserin (ρ = 1.260 kg/m3)
Pembahasan:
Diketahui:
h = 30 cm = 0,3 m
g = 10 m/s2
ρAir = 1000 kg/m3
ρRaksa = 13.600 kg/m3
ρGliserin = 1.260 kg/m3
Ditanyakan: Ph = …?
Jawaban:
1. Tekanan hidrostatis air
Ph air = ρ . g . h
Ph air = 1000 . 10 . 0,3 = 3.000 N/m2
2. Tekanan hidrostatis raksa
Ph raksa = ρ . g . h
Ph raksa = 13.600 . 10 . 0,3 = 40.800 N/m2
3. Tekanan hidrostatis gliserin
Ph gliserin = ρ . g .h
Ph gliserin = 1.260 . 10 . 0,3 = 3.780 N/m2
Soal No. 3
Ikan berenang pada kedalaman 15 m di bawah permukaan air laut. Tentukan tekanan hidrostatis ikan jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan massa jenis air laut adalah 1.000 kg/m2!
Pembahasan:
Diketahui:
h = 15 m
g = 10 m/s2
ρ = 1000 kg/m3
Ditanyakan: Ph = …?
Jawaban:
Ph = ρ . g . h
Ph = 1000 . 10 . 15 = 150.000 N/m2
Soal No. 4
Perhatikan gambar berikut!
Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi sebesar 10 m/s2. Tentukanlah tekanan hidrostatis yang dialami ikan!
Pembahasan:
Diketahui:
h = 14 cm – 4 cm = 10 cm = 0,1 m
g = 10 m/s2
ρ = 1000 kg/m3
Ditanyakan: Ph = …?
Jawaban:
Ph = ρ . g . h
Ph = 1000 . 10 . 0,1 = 1000 N/m2
Soal No. 5
Jika diketahui tekanan udara luar 1 atm dan g = 10 m/s2, tentukanlah tekanan total di bawah permukaan danau pada ke dalaman:
- 10 cm,
- 20 cm, dan
- 30 cm
Pembahasan:
Diketahui:
P0 = 1 atm = 1,013 x 105 N/m2
h1 = 10 cm = 0,1 m
h2 = 20 cm = 0,2 m
h3 = 30 cm = 0,3 m
g = 10 m/s2
ρ = 1000 kg/m3
Ditanyakan: Tekanan total di bawah permukaan danau pada kedalaman 0,1 m; 0,2 m; 0,3 m = …?
Jawaban:
1. Tekanan total di bawah permukaan danau pada kedalaman 0,1 m
P = P0 + ρ . g . h
P = 1,013 x 105 + 1000 . 10 . 0,1 = 1,023 x 105 N/m2
2. Tekanan total di bawah permukaan danau pada kedalaman 0,2 m
P = P0 + ρ . g . h
P = 1,013 x 105 + 1000 . 10 . 0,2 = 1,033 x 105 N/m2
3. Tekanan total di bawah permukaan danau pada kedalaman 0,3 m
P = P0 + ρ . g . h
P = 1,013 x 105 + 1000 . 10 . 0,3 = 1,043 x 105 N/m2