Tekanan Hidrostatis

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Fluida statis adalah fluida yang tidak mengalami perpindahan bagian-bagiannya. Pada keadaan ini, fluida statis memiliki sifat-sifat seperti memiliki tekanan dan tegangan permukaan.

Massa Jenis

Kita sering mendengar tentang kerapatan atau massa jenis, kerapatan berat, dan kerapatan relatif. Apa yang dimaksud dengan istilah-istilah tersebut? 

Kerapatan atau massa jenis didefinisikan sebagai massa persatuan volume atau kerapatan adalah perbandingan antara massa terhadap volumenya. memenuhi persamaan:

Satuan kerapatan adalah kg/m³.

Tekanan

Fluida memiliki sifat yang berbeda dengan benda padat. Bentuk benda padat tidak akan berubah meskipun kita memindahkannya dari satu tempat ke tempat yang lain. Tidak demikian dengan fluida, bentuk fluida akan berubah-ubah sesuai dengan tempatnya. Sebagai contoh fluida adalah air.

Tuangkan air ke dalam gelas bagaimana bentuk air, seperti gelas bukan? Sekarang pindahlah air dalam gelas tadi ke dalam mangkok, bentuk air akan berubah mengikuti bentuk mangkok. Salah satu sifat fluida adalah tidak dapat menopang tegangan geser sehingga bentuknya akan berubah sesuai  bentuk tempatnya.

Masukan sebuah benda dengan luas penampangnya A ke dalam fluida. Tekanlah ke bawah benda tersebut. Apa yang kalian rasakan? Kalian akan merasakan ada tekanan pada tangan yang disebabkan oleh fluida. Fluida memberikan sebuah gaya yang tegak lurus pada setiap permukaan benda yang ada di dalam fluida. Gaya persatuan luas yang diadakan oleh fluida sama di setiap titik pada permukaan benda pada kedalaman yang sama. Gaya persatuan luas ini dinamakan tekanan Fluida:

Keterangan:
P : tekanan (Pa)
F : gaya tekan (N)
A : luas bidang tekan (m²)

Tekanan adalah suatu besaran skalar. Satuan internasional (SI) dari tekanan adalah N/m² yang disebut pascal (Pa). Satuan ini dinamai sesuai dengan nama ilmuwan Prancis, Blaise Pascal. Satuan-satuan lain adalah bar ( 1 bar = 1,0 x 10⁵ Pa), atmosfer (1 atm = 101,325 Pa) dan mmHg (760 mmHg = 1 atm)

Tekanan Hidrostatis

Tekanan di dalam fluida yang diakibatkan oleh gaya gravitasi disebut tekanan hidrostatis.

Gambar di atas melukiskan suatu zat cair setinggi h dengan massa jenis ρ berada dalam wadah berbentuk silinder dengan luas penampang A. Tekanan yang diterima oleh dasar wadah disebabkan gaya gravitasi yang bekerja pada tiap bagian zat cair, yaitu berupa berat zat cair yang berada di atas dasar wadah.
Berdasarkan konsep tekanan maka tekanan hidrostatis Ph yang bekerja pada dasar wadah dinyatakan dengan:

F menyatakan berat zat cair di atas dasar wadah: 

maka:

sehingga: 

Keterangan:
Ph = tekanan hidrostatis (N/m²)
ρ = massa jenis zat cair (Kg/m³)
h = kedalaman zat cair (m)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

Dari persamaan Ph = ρ . g . h didapat bahwa besar tekanan hidrostatis itu bergantung pada kedalaman zat cair.

Jika Po adalah tekanan udara luar maka: 

ContoH Soal dan Pembahasan

Bila tekanan di permukaan adalah 101 kPa, carilah tekanan total yang dialami sebuah kapal yang berada di kedalaman 100 m di bawah permukaan laut. Jika ρ= 10³ kg/m³ .

Pembahasan:
Diketahui : Po = 101.10³ Pa, h = 100 m, ρ= 10³ kg/m³ , 9,8 m/s²
Ditanya : P

Jawab :
Dengan menggunakan persamaan :
P = Po + ρgh
= 101.10³ + (10³ .9,8 .100 )
= 1081 kPa

Sumber: BSE Fisika, Triwidodo, Aip S