Tekanan Dalam Fluida (Tekanan Hidrostatis)

Bila suatu fluida seperti air dimasukkan suatu benda ke dalamnya, fluida tersebut akan memberikan gaya  yang tegak lurus permukaan benda disetiap titik pada permukaan. Jika benda cukup kecil sehingga kita dapat mengabaikan tiap perbendaan kedalaman fluida, gaya per satuan luas yang ditimbulkan oleh fluida sama disetiap titik pada permukaan benda. Gaya per satuan luas ini dinamakan tekanan fluida, P:

Satuan SI untuk tekanan adalah newton per meter persegi (N/m2), yang dinamakan Pascal (Pa), (1 Pa = 1 N/m2).

Satuan tekanan lain yang biasa digunakan adalah atmosfer (atm), yang mendekati tekanan udara pada ketinggian di atas permukaan laut. 1 atmosfer didefinisikan sebagai 1,01 x 105 Pa.

Seperti yang diketahui semua penyelam, tekanan di danau atau lautan akan bertambah seiring bertambahnya kedalaman. Demikian pula tekanan atmosfer berkurang bila ketinggian bertambah (Inilah sebabnya mengapa kabin pesawat harus diberi tekanan). Untuk cairan seperti air yang kerapatannya (massa jenis) konstan di mana-mana, tekanan akan bertambah secara linear dengan kedalaman. Kita dapat membuktikan ini dengan mudah dengan mempehatikan kolom cairan setinggi h dengan luas penampang A yang ditunjukkan pada gambar (1). Tekanan di dasar kolom harus lebih besar dari tekanan di bagian atas kolom untuk menopang berat kolom. Massa kolom cairan ini adalah m = ρV dan beratnya adalah w = mg = ρAhg. Jika P0 adalah tekanan di bagian atas dan P adalah tekanan di dasar, maka gaya netto ke atas yang disebabkan oleh tekanan ini adalah PA – P0A. Dengan demikian gaya ke atas netto ini sama dengan berat kolom, kita dapatkan

PA – P0A = ρAhg

atau

P = P0 + ρgh    (tekanan total pada suatu titik dalam fluida)    (2)

Persamaan (2) menunjukkan kenyataan bahwa tekanan pada kedalaman h lebih besar daripada tekanan dibagian atas sejumlah ρgh berlaku untuk cairan dalam bejana apapun dan tidak bergantung pada bentuk bejana. Selanjutnya, besar tekanan sama disetiap titik pada kedalaman yang sama. ρgh juga biasanya disebut tekanan hidrostatis (yaitu tekanan pada suatu titik di kedalaman h dalam suatu cairan), sehingga

Ph (tekanan hidrostatis) = ρgh                                                          (3)

Share :