Inovasi Pembelajaran, Materi Pembelajaran, Percobaan asyik

TEKANAN HIDROSTATIK


  1. Tekanan Hidrostatik

Setiap benda yang ada di dalam suatu zat cair  akan mengalami tekanan yang disebabkan oleh zat cair di atasnya. Sebagai contoh, seseorang yang menyelam di laut akan diberi batas kedalaman menyelamnya. Adanya pembatasan ini karena adanya tekanan hidrotatis yang dialami oleh penyelam. Semakin dalam menyelam maka semakin besar tekanan hidrostatis yang dialaminya dan sampai batas tertentu akan membahayakan jiwa penyelam.

Untuk mengetahui prinsip tekanan hidrostatik ini, lakukanlah percobaan sebagai berikut :

Lubangi botol plastik bekas dengan 5 lubang yang ketinggiannya berbeda. Isi botol tersebut dengan air dan amati jarak pancaran air dari ketiga lubang tersebut.

Ternyata kekuatan pancaran air dari ketiga lubang tadi berbeda. Semakin dalam semakin besar kekuatan pancaran air atau semakin besar tekanannya.

Jika air diganti dengan jenis zat cair maka tekanannya akan berbeda pula.

Besarnya tekanan hidrostatis pada benda dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

  1. Jarak antara benda dengan permukaan zat cair  (h )

Semakin besar h ( semakin dalam ) semakin besar pula tekanan hidrostatiknya

2. Massa jenis zat cair ( ρ ), semakin besar ρ semakin besar tekanan hidrostatiknya

3. Percepatan gravitasi ( g )

Secara matematis persamaan tekanan hidrostatik adalah sebagai berikut :

\

2. Hukum Archimedes

Pernahkah kalian mencoba mengangkat benda di dalam air? Apakah ada perbedaannya ketika mengangkat benda tersebut di darat?. Nah, nah kalau belum pernah mencoba, ikuti percobaan sederhana berikut untuk mengetahui perbedaannya.

Ternyata berat benda di dalam air akan lebih kecil atau ringan bila dibanding berat benda  tersebut di udara. Hal ini disebabkan karena benda yang ada di dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung.

Untuk mengetahui faktor-faktor besar  gaya ke atas tersebut, lakukan percobaan berikut:

1) Sediakan 3 gelas minum, 1 butir telur, 3 sendok garam

2) Isi masing-masing gelas dengan air sampai jarak permukaan air dengan mulut gelas sekitar 2 cm

3) Masukkan 1 sendok garam pada gelas kedua, dan aduk sampai semua garam terlarut

4) Masukkan 2 sendok garam pada gelas kedua, dan aduk sampai semua garam terlarut

5) Masukkan telur ke dalam gelas pertama ( tanpa garam), amati posisi telur, dan foto posisi telur tersebut.

6) Ulangi langkah no 5) untuk gelas kedua dan ketiga

Nah, ternyata semakin besar massa jenis zat cair semakin besar gaya ke atas yang dialami oleh benda tersebut ( benda semakin terangkat ke atas atau terapung)

Menurut Archimedes besarnya gaya apung  yang dialami benda di dalam zat cair yang besarnya sama dengan berat  zat cair yang didesak oleh benda tersebut. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum Archimedes

Besar berat zat cair yang didesak oleh benda adalah :

wzc = mzc x g  dimana mzc = ρzc x Vbcp

 Sehingga   

  wzc = ρzc x g x  Vbcp

Jadi menurut hukum Archimedes

Fa = ρzc x g x  Vbcp

dimana

 Fa    = Gaya apung (N)

 ρzc   = Massa jenis zat cair (kg/m3)

 g      = Percepatan gravitasi (m/s2)

Vbcp = Volume zat cair yang dipindahkan atau volume benda yang tercelup (m3)

Persamaan di atas dapat  menjelaskan  mengapa benda tenggelam, melayang, atau terapung di dalam zat cair

Benda tenggelam

Benda melayang

Benda terapung

Dari penjelasan di atas tentunya kalian dapat menjelaskan fenomena alam di laut Mati berikut :

3. Hukum Pascal

Sebuah botol plastik dibuat empat lubang. Masing-masing lubang ditutup dengan alat suntik. Setelah itu botol diisi air sampai penuh. Pada tutup botol juga dipasang dengan alat suntik. Setelah alat suntik pada tutup botol ditekan, apa yang terjadi dengan keempat alat suntik lainnya?

Ya, ternyata tekanan yang diberikan pada alat suntik pada tutup botol diteruskan oleh air dalam botol ke  keempat alat suntik lainnya dengan sama besar. Konsep ini pertama kali dikemukakan oleh Blaise Pascal sebagai berikut  tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar, sehingga disebut sebagai Hukum Pascal.

Penerapan dari hukum Pascal ini ada pada pompa hidrolik yang banyak digunakan pada bengkel mobil dan tempat cuci mobil.

Adapun prinsip pompa hidrolik adalah sebagai berikut :

Jadi dengan gaya yang kecil  (F1)  dapat menghasilkan gaya yang besar ( F2 ) dengan besar perbandingan A2 / A1

Untuk memperdalam konsep tekakan hidrostatik silahkan ikuti latihan soal berikut, khususnya soal nomor 5 s/d 8 berikut :

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s