Contoh Soal Tekanan Fluida
Fluida merupakan kemampuan suatu zat untuk dapat mengalir (zat alir) biasa nya wujud zat berupa zat cair. Tekanan Fluida berarti tekanan yang disebabkan oleh zat air baik diam (statis ) maupun bergerak (dinamis). Tekanan merupakan gaya per satuan luas yang dapat dirumuskan dengan persamaan P = F/A .
Tekanan pada zat cair yang diam dalam suatu tempat dinamakan tekanan hidrostatis tyang disimbolkan dengan (Ph ) yang dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:
Ph = ρ.g.h
Keterangan
Ph = tekanan hidrostatis (N/m2)
ρ = massa jenis cairan (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = tinggi cairan (m)
Satuan tekanan:
Satuan SI: N/m2
Satuan selain SI adalah Pascal (Pa), atm, cmHg, dan bar
(baca juga: Contoh Soal Tekanan Mutlak)
Contoh Soal 1:
Kolam renang memiliki kedalaman 3 meter. Berpakah tekanan hidrostatis pada dasar kolam tersebut (ρ air = 1000 kg/m3, g = 10 m/s2)?
Penyelesaian
Diketahui :
h = 3 m
ρ air = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanyakan : Ph……..?
jawab : Ph = ρ.g.h
= 1000 x 10 x 3
= 30000 N/m2
Jadi tekanan hidrostatis di dasar kolam 30000 N/m2
Contoh Soal 2:
Sebuah kapal selam menyelam di kedalaman 50 meter di bawah permukaan laut. Laut memiliki massa jenis 1,03 x 103 kg/m3 dan tekanan udara di atas permukaan laut 105 Pa dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Tentukan tekanan hidrostatis pada kapal selam tersebut!
Penyelesaian
Diketahui :
h = 50 m
ρ air laut = 1,03 x 103 kg/m3
Po = 105 Pa
g = 10 m/s2
Ditanyakan : Ph……………..?
Jawab :
Ph = Po + ρ.g.h
Ph= 105 + (1,03 x 103 x 10 x 50)
Ph= 105 + (51,5 x 104)
Ph= 105 + (5,15 x 105)
Ph= 6,15 x 105 Pa
Tekanan hidrostatis pada kapal selam tersebut adalah 6,15 x 105 Pa
Contoh Soal 3
Sebuah kelereng tercelup pada sebuah zat cair yang massa jenisnya 100 kg/m3 dengan tekanan hidrostatis 100 N/m2. Percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2. Di kedalaman berapa kelereng tersebut jatuh?
Penyelesaian:
Diketahui:
ρ = 100 kg/m3 ; P = 100 N/m2; g = 10 m/s2
Ditanyakan: h……………..?
Jawab :
P = ρ . g . h
h = P/ ρ . g
h = 100 / 100 . 10
h = 0,1 meter atau 10 cm.
Kelereng terjatuh di kedalaman 10 cm.
Baca juga:
Contoh Soal 4
Sebuah bejana diisi zat cair yang massa jenisnya 4200 kg/m3 hingga ketinggian 50 cm (diukur dari dasar bejana). Kemudian bejana terebut dilubangi 10 cm dari dasar bejana. Berapa tekanan hidrostatis pada lubang jika percepatan garavitasi bumi 10 m/s² ?
Penyelesaian:
Diketahui :
h = 50 cm – 10 cm = 40 cm = 0,4 m
ρ zat cair = 4200 kg/m3
g = 10 m/s²
Ditanyakan : P . . . . ?
Jawab :
P = ρ × g × h
P = 4200 × 10 × 0.4
P = 16.800 Pa
Tekanan hidrostatis pada lubang adalah 16.800 Pa
Contoh Soal 5
Bensin dituangkan ke dlam drum hingga penuh. Tinggi drum adalah 1 meter dan massa jenis bensin adalah 7,35×103 kg/m3. Berapa tekanan hidrostatis pada dasar drum? (g = 10 m/s2)
Penyelesaian:
Diketahui :
ρ bensin= 7,35×103 kg/m3
h = 1 m
g = 10 m/s2
Ditanyakan : P . . . . ?
Jawab :
P = ρ × g × h
P = 7,35×103 x 10 x 1
P = 7,35 x 104 Pa
Jadi, tekanan hidrostatis pada dasar drum adalah 7,35 x 104 Pa
Contoh Soal 6
Sebuah zat cair dilemparkan batu kedalamnya dengan tekanan 6 x 105 Pa dan terjatuh di kedalaman 60 cm. Jika gaya gravitasi bumi adalah 10 m/s2, maka berapa massa jenis zat cair yang dilempari batu tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui
P = 6 x 105 Pa
h = 60 cm = 0,6 meter
g = 10 m/s2
Ditanyakan: D ………… ?
Jawab:
P = ρ. g. h
ρ= P/g. h
ρ = 6 x 105 / 10.6
ρ = 1 x 104 = 10.000 kg/m3
Jadi massa jenis zat cair yang dilempari kelereng adalah 10.000 kg/m3
Demikian uraian penjelasan mengenai contoh soal tekanan fluida. Semoga dapat menambah wawasan dan bermanfaat.
