Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan

Tekanan hidrostatis adalah tekanan benda pada zat cair.

Rumus: P_h = ρ.g.h

dimana, h = kedalaman

1. Pemerintah Desa Sukamaju ingin membuat bendungan. Beberapa desain yang dipresentasikan sebagai berikut.

Desain bendungan yang tepat adalah . . .

a. desain bendungan P dan Q tidak tepat, karena ketebalan tidak sama 
b. desain bendungan R tepat, karena tekanan hidrostatis di setiap titik sama
c. desain bendungan P tepat, karena tekanan hidrostatis paling besar di bagian bawah 
d. desain bendungan Q tepat, karena tekanan hidrostatis paling besar di dekat permukaan air

 

Pembahasan :

P_h = ρ.g.h

"Semakin besar nilai kedalaman (h), maka tekanan hidrostatis (P_h) juga semakin besar."

Jadi, jawabannya yang tepat adalah c. desain bendungan P , karena tekanan hidrostatis paling besar di bagian bawah.

 

3. Manometer raksa dihubungkan dengan bejana tertutup yang diisi gas. Akibatnya raksa pada kaki tersebut turun 20 cm. Barometer menunjukkan 76 cmHg. Berapa tekanan yang ada pada bejana?

Pembahasan:

Selisih ketinggian, h =  20 cm 

Tekanan udara, Po = 76 cmHg

 

Tekanan gas pada bejana dapat dihitung dengan persamaan tekanan hidrostatis.

P = P_o + h

P = 76 + 20

P = 96 cmHg

Jadi, tekanan yang ada pada bejana adalah 96 cmHg.

4. Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massanya 13,6 g/cm³). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 30 cm. Berapa tinggi minyak pada kaki di sebelah kanan harus ditambahkan agar permukaan air dan permukaan minyak sebidang? (Rapat massa minyak 0,9 g/cm³)

Pembahasan :

Asas bejana berhubungan merupakan suatu peristiwa dimana terdapat bejana berhubungan diisi oleh zat cair yang sama dan dalam keadaan setimbang maka tinggi permukaan zat cair pun sama dan bejana terletak pada sebuah bidang datar.

Tekanan hidrostatis di pipa kiri akan sama dengan tekanan hidrostatis di kanan. Agar permukaan sebidang, maka anggap:

h_raksa = h_air - h_minyak

 

ρ_Hg = 13,6 g/cm³

h_a = 30 cm

ρ_a = 1 g/cm³
ρ_m = 0,99 g/cm³
h_m = ?
 

Tinggi minyak dapat dicari dengan persamaan berikut.

 

Jadi, tinggi minyak pada kaki di sebelah kanan harus ditambahkan 29,8 cm agar permukaan air dan permukaan minyak sebidang.

Share :