Pipa U merupakan bejana sederhana yang saling berhubungan berbentuk huruf U. Pipa ini jika diisidengan cairan tertentu maka di kedua sisi memiliki tinggi yang sama sesuai dengan hukum bejana berhubungan. Hukum bejana berhubungan tidak berlaku untuk cairan dengan berbeda massa jenis lebih dari satu, namun tekanan dikedua permukaan zat cair dikedua mulut pipa selalu sama. Tekanan tersebut dinamakan tekanan hidrostatis.
Paradoks Hidrostatis dan Hukum Pascal
Dasar dari hukum utama hidrostatis adalah tekanan hidrostatis yang dimiliki bejana adalah sama yaitu
Ph =r.g.h
Paradoks hidrostatis merupakan gaya hidrostatis dasar bejanayang tergantung pada massa jenis zat cair, tinggi zat cairdi atas bejana, luar dasar bejana sehingga dapat dihitung dengan persamaan:
Fh = r.g.h.A
Hukum pascal menyatakan bahwa
“tekanan yang diberikan zat cair oleh gaya luar akan diteruskan ke segala arah dengan sama banyak.”
Besarnya tekanan di suatu titik cairan statis (tidak bergerak) selalu sebanding dengan kedalaman titik cairan tersebut (h) juga sebanding dengan massa jenis (ρ). Secara matematis tekanan hidrotstatis dapat dituliskan:
Ph = ρgh
Keterangan:
Ph = tekanan hidrostatis yang dialami zat cair (Pa)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g =percepatangravitasi bumi (m/s2)
h = kedalaman atau ketinggian titik (mm)
Contoh Soal 1
Ikan berada di kedalaman 10 meter dari permukaan sungai. Berapa tekanan hidrostatis yang dialami ikan tersebut? (g = 10 m/s2; D = 1000 kg/m3)
Pembahasan 1
Diketahui: h = 10 m ; g = 10 m/s2; D = 1000 kg/m3
Ditanyakan: Ph……….?
Ph = ρgh
- Ph = 1000 (10)(10)
- Ph = 000 N/m2
- Ph = 105 N/m2
Jadi tekanan hidrostatis ikan di sungai tersebut adalah 105 N/m2
Besar tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh tekanan udara luar (P0 atau Patm) sehingga total tekanan yang dialami zat cair merupakan jumlah dari Patm dengan Ph.
Ptotal = P0+ Pρgh
Contoh Soal2
Penyelam menyelami laut sedalam 20 meter di bawah permukaan laut dengan tekanan udara di luar sebesar 105 N/m2,dimana g = 10 m/s2; ρ = 1000 kg/m3. Berapakah tekanan keseluruhan yang dialami penyelam tersebut?
Pembahasan 2:
Diketahui: h = 20 m ; P0 = 105 N/m2 g = 10 m/s2; ρ = 1000 kg/m3
Ditanyakan: Ph……….?
Ph = P0 + ρgh
- Ph = 105 N/m2 + 1000 (10)(20)
- Ph = 105 + ( 2 x 105 ) N/m2
- Ph = 3 x 105 N/m2
Jadi tekanan hidrostatis total penyelam tersebut adalah 3 x 105 N/m2
Hubungan Massa Jenis dan Tinggi Zat Cair dalam Pipa U
Jika terdapat massa jenis cairan yang pertama dilambangkan dengan D1 dan massa jenis cairan kedua dengan D2, maka pertemuan cairan tersebut dibuat garis mendatar yang memotong kedua kaki pipa U dan tinggi permukaan zat cair pertama diberi lambang h1 dan yang kedua dengan h2 maka dengan memasukan rumus P1 = P2 diperoleh rumusan berikut:
ρ1. g. h1 = ρ2. g.h2
Karena gravitasi bernilai sama maka dapat diabaikan dan rumusan menjadi:
ρ1. h1 = ρ2. h2
Pipa U yang diisi air hingga ketinggian tertentu kemudian air disebelah kanan di tekan ke bawah hingga turun setinggi X lalu dilebarkan maka air akan bergerak harmonik sederhana.
Contoh Soal 3
Pembahasan 3
Diketahui: h2 = 27,2 cm ; ρminyak = 0,8 gr/cm3 ; ρ air raksa = 13,6 gr/cm3
Ditanyakan: h1 ……?
Jawab:
Phg = Pminyak
D1h1 = D2h2
(13,6) (h1) = (0,8) (27,2)
h1 = (0,8) (27,2): 13,6
h1 = 1,6 cm
sehingga didapat ketinggian air raksa sekitar 1,6 cm
Demikian uraian dari penulis mengenai tekanan hidrostatis pipa U. Semoga bermanfat.
jangan lupa beri rating 5 ya dek
perbedaan tinggi air caranya gimana ya ka?
sebentar ya dek kak tulis dulu
jangan lupa beri rating 5 ya dek
Bejana berhubungan merupakan sebuah bejana yang tidak punya sekat atau tidak berhubungan. Prinsip hukum bejana berhubungan tidak akan berlaku jika ada dua zat cair yang berbeda massa jenisnya pada bejana, jika salah satu atau kedua bejana ditutup, adanya pipa kapiler pada bejana.
12. Perhatikan pernyataan berikut ini. 1) Menopang tubuh tumbuhan 2) Tempat terjadinya fotosintesis 3) Menyerap air dan mineral 4) Alat perkembangbiak … an Fungsi batang dan daun sesuai pernyataan di atas ditunjukkan oleh nomor.... A. 1) dan 2) C. 1) dan 3) B. 2) dan 4) D. 3) dan 4)
1. Sebuah benda diletakkan 6 cm di depan cermin cekung dan bayangan yang terbentuk adalah tepat berimpit dengan benda dengan tinggi bayangan sama deng … an tinggi benda. Jika benda digeser sejauh 2 cm menjauhi cermin, maka bayangan akan terbentuk di ruang ... dan sifat bayangannya adalah ... (Dengan cara)2. Sebuah benda berada 15 cm di depan cermin cembung yang jari-jari kelengkungannya 60 cm. Jarak bayangan ke cermin dan perbesaran bayangannya adalah sebesar .... (Dengan cara)3. Sebuah benda setinggi 8 cm, diletakkan 12 cm di depan cermin cembung dengan jari-jari kelengkungan 24 cm. tentukan letak dan tinggi bayangan yang terbentuk. (Dengan cara)Tolong dibantu ya kak, terimakasih.
11. dua buah proton terpisah pada jarak . tetapan umum gravitasi . jika , maka gaya tarik-menarik kedua proton adalah....
12. dua buah benda langit masing-masing bermassa 5000 kg mula-mula dalam keadaan diam dan terpisah pada jarak 50 m. bila , maka percepatan awal kedua … benda tersebut adalah....
13. suatu ketika apollo 11 yang sedang bergerak menjauhi bulan mengalami gaya gravitasi seperempat dari gaya gravitasi ketika berada di permukaan bula … n. bila maka ketinggian apollo 11 dari permukaan bulan pada saat itu adalah....
2. seorang penderita rabun jauh (biasanya diderita oleh anak-anak sampai remaja) tidak dapat melihat benda yang berada pada jarak jauh (tak hingga) de … ngan jelas. hal ini dikarenakan bayangan yang terbentuk jatuh di depan retina. kacamata negatif dapat menolong penderita rabun jauh karena lensa cekung akan dapat membuat cahaya menyebar sebelum cahaya masuk
3. jari-jari sebuah planet = 4 kali jari-jari bumi. jika revolusi bumi 1 tahun, maka revolusi planet tersebut adalah
4. massa planet x = ¼ massa planet y sedang jari-jarinya berbanding 1 : 2 , jika benda jatuh dari ketinggian yang sama pada kedua planet, maka perband … ingan waktu jatuhnya adalah
6. berat sebuah benda di permukaan bumi w, supaya berat menjadi 1/9 w, maka letak benda diukur dari permukaan bumi adalah....
7. suatu benda yang berada di bulan bergerak dengan percepatan a karena mendapat gaya f. bila benda tersebut dibawa ke bumi yang massanya 6 kali massa … bulan dan benda juga diberi gaya f, maka percepatannya adalah