BAHAN AJAR IPA KELAS VIII TEKANAN HIDROSTATIS

 

 

Siapa yang suka berenang? Kalau katanya Demitri Martin, komedian asal Amerika, berenang itu kegiatan paling aneh. Kita sulit membedakan berenang sebagai kegiatan olahraga, atau upaya penyelamatan diri biar nggak tenggelem.

Masalahnya, menyelam tidak hanya membuat kita merasa panik karena… HEY, AIR ITU BUKAN HABITAT ASLI MANUSIA GITU LHO! Selain itu, semakin dalam kita menyelam, kepala kita terasa sakit. Kayak berat dan terasa pengang gitu, deh.

Coba deh perhatikan lagi gambar paling atas dari bahan bacaan ini. Secara fisika, kita bisa membuktikan kalau penyelam yang bawah akan lebih sulit “berenang” dibanding penyelam yang dekat dengan permukaan. Kenapa ya….?  Coba perhatikan juga beberapa gambar dibawah ini :

https://www.google.com/imgres

 

https://www.google.com/imgres

Indonesia adalah negara maritim karena memiliki wilayah lautan yang luas didalamnya terdapat kekayaan alam yang bisa dieksplorasi dimulai dari minyak bumi sampai kepada keindahan biota laut. Ekplorasi bawah laut bisa terjadi jika kita bisa menyelaminya dan untuk menyelam dibutuhkan ilmu dan ketrampilan.

Pada pembahasan kali ini kita akan lebih memfokuskan tekanan pada zat cair yang tidak bergerak atau yang lebih dikenal dengan Tekanan Hidrostatis. Secara konseptual tekanan hidrostatis adalah tekanan yang berlaku pada fluida atas dasar Hukum Pascal.Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh gaya berat zat cair itu sendiri pada suatu luas bidang tekan. Dengan asumsi bahwa zat cair dalam bentuk lapisan-lapisan sesuai dengan tingkat kedalaman yang terukur dari permukaan zatcair. Maka tekanan hidrostatis zat cair adalah sama besar untuk setiap bagian zat cair yang memiliki kedalaman yang sama.

Jadi, Apa sih tekanan hidrostatis itu?

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan, pada kedalaman tertentu. Kasarnya, setiap jenis zat cair, akan memberikan tekanan tertentu, tergantung dari kedalamannya..

 

Belajar Konsep Tekanan Hidrostatis

 

 

Perhatikan gambar diatas,jadi konsep ini lah yang ngebuat si penyelam yang berada di bawah, kepalanya akan “lebih sakit” daripada yang hanya di sekitar permukaan saja. Karena, dia mendapatkan tekanan dari zat cair (dalam hal ini laut). Contoh lain: ketika kamu lari di kolam renang, pasti akan terasa lebih “berat” dibandingkan di jogging track kan? Ya karena tubuh kamu mendapat tekanan dari air di kolam renang.

Sekarang, kita coba buktikan konsep ini dengan contoh yang lain ya. Coba kamu pikir dulu, kira-kira, mana keran air yang ketika dibuka akan mengucur paling jauh?Coba, dipikir dulu. Kalau pun udah jawab, cari tahu kenapa?

Apabila suatu wadah dilubangi di dua sisi yang berbeda dengan ketinggian yangsama dari dasar wadah, maka air akan memancar dari ke kedua lubang tersebut dengan jarak yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa pada kedalaman yang samatekanan air sama besar. Disamping itu kita juga sudah mengetaahui bahwa tekanan hidrostatis di dalam suatu zat cair pada ke dalaman yang sama memiliki nilai yang sama. Berkaitan dengan hal tersebut, dalam fluida statik terdapat sebuah hukum yang menyatakan tekanan hidrostatis pada titik.

Jadi apa jawabannya ,A, B, atau C , ya C yang Betul. Seperti halnya penyelam tadi, tekanan hidrostatis yang paling besar terdapat di keran paling bawah (keran C). Jelas aja, perbandingan jaraknya aja 3 kali lipat dari keran A. Maka, karena jenis airnya sama, tekanan hidrostatisnya akan 3 kali lipat lebih besar dibanding yang keran A.

Ingat ya, untuk mengecek tekanan hidrostatis, bagian jarak (h) diukur dari permukaan zat cair. Bukan dari bagian dasar ya.

Kalau kita hitung, maka tekanan hidrostatis di keran C menjadi seperti berikut.

Diketahui:

Hasilnya, ketika keran C dibuka, dia akan mendapat tekanan yang lebih besar dari air yang ada di dalam bak. Maka dari itu, kucurannya akan lebih jauh. Konsep penjelasan tekanan hidrostatis cukup ada di tekanannya aja ya. Kalau kamu ingin tahu berapa lama waktu yang dibutuhkan sampai air di bak habis, atau berapa kecepatan kucuran air itu, ada konsep lain yang harus dipelajarin. Namanya hukum Bernoulli. Pokoknya, tekanan hidrostatis ini hanya sebatas seberapa besar tekanan yang diberikan zat cair di kedalaman tertentu. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Penerapan Tekanan Hidrostatis dalam Kehidupan

Eits, kamu pikir konsep tekanan hidrostatis ini nggak penting karena cuma menghubungkan massa jenis, gravitasi, dan kedalaman aja? Jawaban kamu salah besar! Ada berbagai manfaat yang bisa kita temukan di kehidupan sehari-hari dari ditemukannya konsep tekanan hidrostatis ini! Perhatikan gambar berikut :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ngomongin fluida dan tekanan tidak akan bisa lepas dari bejana berhubungan. Sebenarnya, konsep bejana berhubungan ini simpel banget. Kayak sifat air pada umumnya aja, di mana air akan berubah bentuk mengikuti wadahnya.

Ketika kita punya wadah berupa bejana yang saling berhubungan, tinggi permukaan airnya akan merata di seluruh bagian bejana tersebut.

Seperti gimana sih bejana berhubungan itu ?????

Gampang, kan?

Masalahnya, bagaimana kalau jenis air yang kita tuang berbeda-beda? Di salah satu pipa U, misalnya, kita isi dengan minyak, sementara di pipa satu lagi kita tuang air? Apakah hasilnya tetap sama?

Jawabannya, tentu saja tidak.

Karena massa jenis-nya berbeda (materi tentang massa jenis ini pernah dibahas di hukum archimedes. Kalo pengen tahu, klik di sini ya), artinya salah satu dari kedua zat cair tersebut ada yang lebih “enteng”, sehingga bisa berada di atas yang lainnya dan tidak tercampur. Namun, hal yang menarik adalah tekanan mereka sama.

Konsep Bejana Berhubungan

Tekanan ini lah yang dapat kita cari menggunakan konsep tekanan hidrostatis tadi. Kita hanya tinggal menyamakannya berdasarkan tinggi dan massa jenis kedua zat cairnya aja. Untuk konsep ini, yang kamu perlu perhitungkan adalah jarak (h). Kamu harus mengukurnya dari permukaan, ke batas bawah dari perbatasan kedua zat cair yang berbeda itu. Jangan sampai salah yaa.

Kira-kira segini dulu penjelasan tentang tekanan hidrostatis dan bejana berhubungannya ya. Intinya sih tekanan hidrostatis itu tergantung dari kedalaman di zat cairnya. Kalau kamu pengin mempelajari materi ini dalam bentuk video, langsung aja cus ke kelas bu winda.

Nah, bagaimana setelah mempelajari dan membaca konsep tekanan Hidrostatis Secara fisika, kita bisa membuktikan kalau penyelam yang bawah akan lebih sulit “berenang” dibanding penyelam yang dekat dengan permukaan. Kenapa ya….? Jawabannya yaitu : Karena ia terkena tekanan hidrostatis yang lebih besar dibandingkan yang atas.

 

 

 

 

Rangkuman

 

1.      Tekanan hidrostatis adalah tekanan dalam zat cair yang disebabkan oleh berat zat cair itu sendiri.

2.      Besarnya tekanan hidrostatis zat cair dipengaruhi beberapa faktor, yaitu kedalaman, massa jenis zatcair, dan percepatan gravitasi.

3.      Tekanan HidrostatisP = massa jenis . g . h.Dimana h = kedalaman dari permukaan zat cair (m), massa jenis (kg/m3)

4.      Tekanan hidrostatis di setiap titik pada bidang datar di dalam zat cair sejenis yang berada dalamkesetimbangan adalah sama.

5.      Alat yang biasa digunakan untuk mengamati tekanan hidrostatis disebut hartl 

6.      Pascal menyatakan bahwa: Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan kesegala arah dan sama besar

7.      Hukum bejana berhubungan berbunyi: Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang samadan berada dalam keadaan setimbang maka permukaan zat cair dalam bejanabejana terletak padasebuah bidang datar.