Contoh Soal Pipa U

Penegertian
Tekanan Hidrostatis.Dalam ilmu fisika Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu bidang per satuan luas bidang tersebut. Bidang atau permukaan yang dikenai gaya disebut bidang tekan, sedangkan gaya yang diberikan pada bidang tekan disebut gaya tekan.

Rumus Satuan Lambang Tekanan Hidrostatik

Satuan internasional (SI) untuk tekanan adalah pascal (Pa). Nama Satuan ini diambil sesuai dengan nama ilmuwan Prancis, yaitu Blaise Pascal. Sebuah gaya F bekerja secara tegak lurus dan merata pada permukaan sebuah bidang seluas A, maka tekanan pada permukaan itu Secara matematis  dapat dinyatakan dalam rumus atau persamaan berikut.

P = F/A

Keterangan:

P : tekanan (N/grandⁱⁱ
atau Pa)

F : gaya tekan (Due north)

A : luas bidang tekan (grand²)

Hukum Pokok Hidrostatik

Tekanan yang berlaku pada zat cair adalah tekanan hidrostatik, yang besarnya dipengaruhi oleh kedalamannya. Sesuai dengan Hukum Pokok Hidrostatika yang menyatakan bahwa “Titik-titik pada kedalaman yang sama akan memiliki tekanan yang sama pula”. Prinsip tekanan hidrostatik dapat dilihat pada
gambar
berikut.

Rumus Hukum Pokok Hidrostatik

Gaya berat fluida dalam tabung yang memiliki luas dasar A, dinyatakan dengan w, dan tekanan permukaan zat cair dinyatakan dengan P_o
sehingga tekanan hidrostatiknya dapat ditulis seperti berikut.

P_h

⁼
P_o
+ due west/A

Dengan w = one thousand g = ρ 5 chiliad

Volume fluida V adalah A. h

Sehingga westward = m g = ρ A h g

dengan demikian

P_h
= P_o
+  (ρ A h chiliad) /A atau

P_h
= P_o
+  (ρ h g)

Dan jika tekanan permukaan zat cair P_o
diabaikan atau  P_o= 0,  maka tekanan hidrostatiknya diformulasikan dengan rumus berikut.

P_h
= ρ  h k

P_h
= tekanan yang dialami zat cair/tekanan hidrostastis (Pa)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)

g = percepatan gravitasi bumi (chiliad/sⁱⁱ)

h = kedalaman/tinggi titik ukur dari permukaan (m)

Dari persamaannya dapat dikatakan bahwa titik-titik yang berada pada kedalaman yang sama mengalami tekanan hidrostatik yang sama pula. Dan semakin jauh posisi titik dari permukaan zat cair (fluida), maka tekanan hidrostatiknya akan semakin tinggi.

Dengan kata lain, tekanan hidrostatik untuk suatu zat cair tertentu hanya tergantung pada kedalamannya. Misalnya Tekanan hydrostatic yang dialami oleh penyelam di dalam air laut, hanya tergantung pada kedalaman si penyelam di dalam air laut. Semakin dalam, maka tekanan yang diterima semakin besar, dan sebaliknya semakin ke permukaan, maka semakin kecil tekanan hidrostatik yang diterimanya.

1). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatik.

Seorang penyelam sampai berada pada kedalaman 40 m di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut one,0 g/cmⁱⁱⁱ
dan percepatan gravitasi 1000=10 m/south², maka hitunglah besar tekanan hidrostatis yang dialami penyelam tersebut.

Diketahui :

h = 50 k

ρ = ane,0 thou/cm3 = 1.000 kg/m3

g = 10 m/s²

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatik Kedalaman

P_h
= ρ  g h

P_h
= 1.000 10 10 ten 50

P_h
= 5,0 10⁵
Pa

Jadi, ketika penyelam mencapai kedalaman 50 meter dari permukaan air laut, maka penyelam tersebut mengalami tekanan hidrostatik sebasar 5,0 ten⁵Pa.

2). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Bejana

Dalam sebuah bejana diisi air (ρ = 1000 kg/m³). Ketinggian airnya adalah 25 cm. Jika g = 10 m/s²
dan tekanan udara one atm maka tentukan:

a). tekanan hidrostatis di dasar bejana,

b). tekanan mutlak di dasar bejana.

Diketahui

h = 25 cm

h = 0,25 m

ρ = 1000 kg/m^three

P
= 1 atm

P
= ane,013 x x⁵
Pa

one thousand = 10 thousand/southward^two

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatis Di Dasar Bejana

Besar tekanan hidrostatis pada dasar bejana dapat dinyatakan dengan persamaan Tekanan Hidrostatis berikut:

P_h
= ρ g h

P_h
= 1000 x10 x 0,25

P_h
= 2,5. x ten³
Pa

Jadi Tekanan hidrostatis pada dasar bejana adalah P_h
= 2,five. ten 10^three
Pa

Rumus Menghitung Tekanan Mutlak Pada Dasar Bejana

Besarnya tekanan mutlak atau total pada dasar bejana berisi air dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:

P_T
= P_o
+ P_h

P_T
= 1,013 x10^v
+ 0,025. x 10⁵
Pa

P_T
= 1,038 ten 10⁵
Pa

Jadi tekanan total pada dasar bejana berisi air adalah P_T
= ane,038 10 10^v
Pa

3). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Tabung Isi Raksa Air

Sebuah tabung yang luas penampangnya twenty cmⁱⁱ, diisi raksa setinggi 20 cm dan air setinggi twoscore cm dari permukaan raksa. Jika massa jenis raksa 13,6 gr/cm³, massa jenis air ane gr/cm³
dan g = 10 m/southward², maka hitunglah:

a). tekanan hidrostatis pada dasar tabung

b). gaya hidrostatis dalam tabung

Diketahui :

A = twenty cmⁱⁱ
= 2 x10^-3
thousand^two

h₁
= 20 cm = 0,2 m

h₂
= 40 cm = 0,4 one thousand

ρ_i
= thirteen,6 gr/m^three

ρ₁
= 13600 kg/m³

ρ₂
= one gr/cm³

ρ₂
= 1000 kg/grand³

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatis Air Raksa Pada Dasar Tabung Silinder

Besar tekanan hidrostatis air raksa pada dasar tabung silinder dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

P_h
= P_i
+ P₂

Tekanan Hidrostatis Raksa

P₁
= ρ₁
h₁
k

P_one
= 13600 x 0,ii x 10

P_one
= 27200 Pa atau

P₁
= 27200 N/m²

Tekanan Hidrostatis Air

P_two
= ρ₂.h_two.g

P₂
= thousand x 0,4 x 10

P_two
= 4000 Pa atau

P_ii
= 4000 N/chiliad²

Tekanan Hidrostatis Pada Dasar Tabung

P_h
= P_i
+ P_ii

P_h
= 27200 + 4000

P_h
= 31200 Pa atau

P_h
= 3,12 10 10^four
Northward/m²

Jadi tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalah 31,2 kPa

Menghitung Gaya Hidrostatis Raksa Air Pada Tabung

Besar gaya hidrostatis yang disebabkan oleh air dan raksa dapat dinyatakan dengan rumus berikut

F_h
= P_h
A

F_h
= (31200) x (two ten 10^-3)

F_h
= 62,4 N

Jadi besarnya Gaya hidrotatis pada tabung yang diakibatkan oleh tekanan raksa dan air adalah 62,4 North

4). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hisrostatis Air Danau

Suatu danau memiliki kedalaman 30 thousand. Diketahui massa jenis air danau one g/cmⁱⁱⁱ, percepatan gravitasi
g
= ten 1000/sⁱⁱ, dan tekanan di atas permukaan air sebesar ane atm. Hitunglah tekanan hidrostatika dan tekanan total di kedalaman tersebut!

Diketahui :

h = thirty m

ρ = 1 one thousand/cm³

ρ = 1.000 kg/m³

k = ten m/s²

P
= 1 atm

P
= 1,013 × 10⁵
N/m²

Rumus Menentukan Tekanan Hidrostatis Di Dasar Danau

Tekanan hidrosatik pada dasar Danau dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:

P_h
= ρ h thou

P_h
= (1000)(30)(10)

P_h
= iii x10^five
North/k²

jadi tekanan hidrostatis pada dasar danau adalah 3 x10⁵
N/thousand²

Rumus Tekanan Full Pada Dasar Danau

Tekanan total di dasar danau dapat dihitung dengan menggunakan rumus Tekanan Hidrostatis seperti berikut

P_T
= P_o
+ P_h

P_T
= (1,013 × 10⁵) + (3 x10^v)

P_T
= 4,013 x 10⁵
N/m²

Jadi tekanan total pada dasar danau adalah iv,013 ten 10⁵
N/m²

5). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Kapal Selam Bawah Laut

Bila tekanan di permukaan laut adalah 1 atm, Htiung tekanan yang dialami sebuah kapal selam saat berada di kedalaman 200 m di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut ρ = 10³
kg/m³

Diketahui :

ρ = 1 x ten³
kg/g³

P_o
= i atm atau

P_o
= one,013 ten x⁵
Pa atau

P_o
= 1,013 x 10^v
Due north/yard²

h = 200 m

g = 9,8 yard/sⁱⁱ

Rumus Menghitung Tekanan Hidrostatis Kapal Selam Bawah Laut

Besar tekanan hidrostatis yang dialami kapal selam di bawah permukaan laut dapat dinyatakan dengan persamaan tekanan Hidrostatis seperti berikut:

P_h
= ρ h g

P_h
= 10³
x 200 x 9,viii

P_h
= 1,960 x x^six
N/m²

Rumus Menghitung Tekanan Total Kapal Selam Bawah Laut

Besar tekanan total yang dialami kapal selam di bawah permukaan laut dapat dinyatakan dengan persamaan rumus seperti berikut:

P_T= P_o
+ P_h

P_T
= 0,1013 x 10⁶
+ i,960 ten 10⁶

P_T
= 2,061 10^half-dozen
North/chiliad²

Jadi tekanan total yang dialami kapal selam adalah 2,061 10^{half dozen}
Due north/m^two

6). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Ikan Dalam Air Kolam.

Seekor ikan berada pada kedalaman 2 yard dari permukaan air sebuah kolam. Jika massa jenis air ane.000 kg/m³
dan percepatan gravitasi ten m/south^two, tentukan:

a). tekanan hidrostatik yang dialami ikan,

b). tekanan total yang dialami ikan!

Diketahui:

h = 2 m

ρ = 1.000 kg/chiliad³

thousand = 10 m/s²

P
= i atm

P
= ane,013 x 10⁵
Due north/chiliad^two

Rumus Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis Ikan Dalam Kolam

Besar tekanan yang dialami oleh ikan Ketika berada dalam air kolam dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

P_h
= ρ thousand h

P_h
= 1.000 10 10 x 2

P_h
= 2 x ten^iv
Pa atau

P_h
= two 10 ten⁴
North/k²

Rumus Menghitung Tekanan Total Ikan Dalam Air Kolam

Besar tekanan total yang dialami ikan dalam kolam adalah

P_T
= P
+ ρ g h

P_T
= (ane,013 x 10⁵) + (0,2 x ten^five)

P_T
= 1,213 10 10^five
North/m²

Jadi tekanan full yang dialami oleh ikan dalam air kolam adalah one,213 x 10⁵
N/yard²

vii). Contoh Soal Perhitungan Hukum Pokok Hidrostatis Pipa U

Perhatikan pipa U pada gambar. Pipa sebelah kiri berisi minyak yang belum diketahui kerapatannya, di sebelah kanan berisi air dengan kerapatan thousand kg/m³. Ketinggian minyak dari batas antar minyak air (titik A) adalah 10 cm, sedangkan ketinggian air dari batas antara minyak air (titik B) adalah eight cm. Hitung berapa kerapatan atau massa jenis minyak

.

Diketahui:

ρ_a
= kerapatan / massa jenis air

ρ_a
= 1000 kg/m³

h_a
= tinggi air dari batas pemukaan (air – minyak ) titik B atau selisih tinggi air antara pipa Kanan dan kiri

h_a
= 8 cm atau

h_A
= 0,08 m

h_grand
= tinggi minyak dari batas permukaan (air – minyak) titik A

h_m
= 10 cm atau

h_grand
= 0,one chiliad

Rumus Menghitung Massa Jenis Minyak Pada Pipa U

Nilai massa jenis minyak pada pipa U dapat dinyatakan dengan rumus Hukum Pokok Hidrostatis seperti berikut:

P_a
= P_m

Tekanan di sebelah kiri pipa disebabkan karena tekanan atmosfer dan berat minyak. Tekanan di sebelah kanan pipa adalah karena berat air dan tekanan atmosfer.

Tekanan hidrostatis yang ditimbulkan oleh minyak pada ketinggian permukaan di titik A dan tekanan hidrostatis oleh air pada titik B adalah sama.

ρ_a
h_a
g = ρ_m
h_k
g

ρ_m
= (ρ_a
h_a)/h_k

ρ_m
= (1000 ten 0,08)/(0,1)

ρ_m
= 800 kg/g³

Jadi massa jenis minyak dalam pipa U adalah 800 kg/m³

8). Contoh Soal Perhitungan Tinggi Air Minyak Pipa U Pada Hukum Pokok Hidrostatis

Sebuah pipa U seperti tampak pada gambar. Pipa berisi tiga zat cair. Cairan raksa berada pada bagian bawah. Air berada pada pipa kiri dan di atas raksa dan minyak di sebelah kanan dan di atas raksa juga. Batas terendah air dan minyak adalah sama yaitu pada bidang atau garis horizontal A–B.

Jika diketahui massa jenis minyak 0,8 g/cm³, massa jenis raksa xiii,6
g/cm³, dan massa jenis air 1 g/cmⁱⁱⁱ. Tentukanlah perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air.

Diketahui:

ρ_a
= kerapatan / massa jenis air

ρ_a
= one thousand kg/grand³

ρ_grand
= kerapatan / massa jenis minyak

ρ_m
= 800 kg/1000³

ρ_r
= kerapatan / massa jenis raksa

ρ_r
= 13600 kg/1000^three

h_g
= tinggi minyak dari batas permukaan (air – minyak) titik B

h_g
= 10 cm  atau

h_m
= 0,1 m

Rumus Menentukan Ketinggian Air Pipa U Hukum Pokok Hidrostatis

Ketinggian air pada pipa U dapat dinyatakan dengan menggunakan  persamaan hukum Pokok Hidrostatis seperti berikut:

P_a
= P_yard

Karan batas terendah minyak dan air sama yaitu pada bidang/ garis datar A–B, maka Tekanan hidrostatis oleh air dan minyak pada permukaan raksa adalah sama.

ρ_a
h_a
k = ρ_g
h_m
k

h_a
= (ρ_thou
h_m
)/ρ_a

h_a
= (800 x ten)/(chiliad)

h_a
= 8 cm

Selisih Tinggi Raksa dan Air Pipa U Hukum Pokok Hidrostatis

Δh = 10 – eight

Δh = 2 cm

Jadi selisih ketinggian raksa dan air pada pipa U adalah 2 cm.

9). Contoh Soal Hukum Pokok Hidrostatis Perhitungan Tinggi Pipa U Bensin Minyak Air.

Sebuah pipa berbentuk huruf U diisi air yang bermassa jenis thou kg/m³. Pipa sebelah kiri diisi oleh bensin bermassa jenis 700 kg/k³
setinggi v cm. Pipa sebelah kanan diisi minyak tanah bermassa 800 kg/m³
setinggi 10cm.

Posisi tinggi air pada pipa kiri dan kanan dapat dilihat pada gambar. Hitunglah perbedaan tinggi air pada pipa kiri dan kanan yaitu h_a

Diketahui:

ρ_a
= kerapatan / massa jenis air

ρ_a
= chiliad kg/1000³

ρ_m
= kerapatan / massa jenis minyak tanah

ρ_chiliad
= 800 kg/yardⁱⁱⁱ

ρ_b
= kerapatan / massa jenis bensin

ρ_b= 700 kg/m³

h_yard
= tinggi minyak dari batas permukaan (air – minyak) titik B

h_m
= 10 cm  atau

h_m
= 0,one m

h_b
= tinggi bensin dari batas permukaan (bensin – air)

h_b
= 0,05 cm

Rumus menghitung Perbedaan Tinggi Air Pipa U Hukum Pokok Hidrostatis

Selisih tinggi air pada pipa kanan dan pipa kiri dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus dari Hukum Pokok Hidrostatis berikut:

Tekanan hidrostatis pada bidang/ titik A dan B adalah sama dan dapat dirumuskan seperti berikut.

P_A
= P_B

Besar tekanan hidrostatis pada bidang/ titik A adalah

P_A
= P_a
+ P_b

P_A
= ρ_a
h_a
yard + ρ_b
h_b
k

Besar tekanan hidrostatis pada bidang / titik B adalah

P_B
= ρ_chiliad
h_yardg  sehingga

ρ_a
h_a
g + ρ_b
h_b
m = ρ_grand
h_mg  atau

ρ_a
h_a+ ρ_b
h_b
= ρ_m
h_m

h_a
= (ρ_m
h_m
– ρ_b
h_b)/ρ_a

Substitusikan semua variabel ke persamaan sehingga diperoleh seperti berikut:

h_a
= [(800 ten 0,1) – (700 x 0,05)]/1000

h_a
= 0,045 one thousand

h_a
= 4,5 cm

Jadi, perbedaan tinggi air pada pipa kiri dan kanan adalah 4,5 cm

x). Contoh Soal Perhitungan Selisih Tekanan Hidrostatis Dua Ikan Akuarium

Dalam akuarium terdapat dua ekor ikan dengan posisi seperti pada gambar. Massa jenis air 1 g/cm³
dan m = 10 m/sⁱⁱ. Hitung selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan tersebut

Diketahui:

h₁
= twoscore cm atau

h_one
= 0,40 1000

h₂
= twenty cm atau

h₂
= 0,20 m

ρ = 1 g/cm³
atau

ρ = 1000 kg/mⁱⁱⁱ

Menghitung Selisih Tekanan Hidrostatis Dua Ikan Akuarium

Selisih atau perbedaan tekanan kedua ikan dalam akuarium dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

ΔP = P₁
– P_ii

ΔP = ρ one thousand h₁
– ρ k h_two

ΔP = ρ g (h₁
– h₂)

ΔP = 1000 x ten (0,4 – 0,2)

ΔP = 2000 N/thousandⁱⁱ

Jadi selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan adalah 2000 N/mⁱⁱ

11). Contoh Soal Perhitungan Tekanan Hidrostatis Dua Ikan Akuarium

Dua ikan dalam akuarium memiliki jarak 25 cm seperti ditunjukkan pada gambar. Massa jenis air 1 grand/cm³
dan 1000 = 10 grand/southward². Hitung selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan tersebut

Diketahui:

ρ = 1 m/cm³
atau

ρ = 1000 kg/m³

Δh = 25 cm atau

Δh = 0,25 m

g = ten thousand/s^two

Rumus Perhitungan Beda Tekanan Hidrostatis Dua Ikan  Akuarium

Selisih tekanan hidrostatis antara dua ikan dalam akuarium dapat dihitung dengan rumus berikut:

ΔP = P₁
– P₂

ΔP = ρ g h_i
– ρ k h₂

ΔP = ρ g (h_i
– h₂)

ΔP = ρ g (Δh)

ΔP = 1000x 10 x 0,25

ΔP = 2500 Due north/mⁱⁱ

Jadi selisih tekanan hidrostatis antara kedua ikan dalam akuariun adalah 2500 Due north/m²

• Hukum Pascal: Pengertian Rumus Penerapan Contoh Soal Perhitungan Gaya Piston Hidrolik 8
• Radiasi Benda Hitam: Pengertian Rumus Daya Intensitas Energi Emisivitas Hukum Stefan – Boltzmann Contoh Soal Perhitungan viii
• Hukum Kekekalan Energi Momentum Impul: Pengertian Restitusi Tumbukan Tidak Lenting Elastis Sempurna, Contoh Soal Perhitungan 14
• 20+ Contoh Soal: Tuas Bidang Miring Katrol Rumus Menghitung Keuntungan Mekanik Gaya Kuasa
• Gelombang Elektromagnetik: Pengertian Bukti Hipotesis Maxwell Percobaan Hertz Jenis Contoh Soal Penggunaan Rumus Perhitungan Spektrum 12
• Usaha Energi Daya: Pengertian Contoh Rumus Satuan Soal Perhitungan,
• Hukum Radiasi Planck
• 10+ Contoh Soal: Periode Revolusi Kecepatan Orbit Jarak Satelit Planet Jupiter Bumi Bulan Matahari
• Hukum Coulomb, Pengertian Pembahasan Contoh Soal Ujian
• Hukum Biot Savart, Gaya Lorentz, Induksi Medan Magnetik: Pengertian Rumus Contoh Soal Perhitungan,

• 1
• two
• 3
• 4
• 5
• vi
• 7
• >>

Daftar Pustaka:

1. Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
2. Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
3. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
4. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid i,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad Westward. Adi, Jakarta.
5. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid two, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
6. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
7. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid one, Penerbit Erlangga, Djakarta.