FIX HAND OUT TEKANAN HIDROSTATIS

HAND OUT

TEKANAN
HIDROSTATIS

DISUSUN OLEH
HAVID NOOR PAMUNGKAS

PENDIDIKAN PROFESI GURU
DALAM JABATAN KATEGORI I GELOMBANG 2

UNIVERSITAS SYIAH KUALA
2022

Sumber. http://ikamart.blogspot.com, 2012
Indikator Pembelajaran

1. Mendifinisikan besaran-besaran yang mempengaruhi tekanan hidrostatis.
2. Menerapkan konsep tekanan hidrostatis untuk menyelesaikan permasalahan sehari-hari.
3. Menganalisis kedalaman maksimum ketika menyelam di zat cair dengan massa jenis tertentu.

1

PETA KONSEP

FLUIDA STATIS Prasyarat
Terdiri dari
Massa Jenis
&

Tekanan

Ruang Tertutup

Memenuhi Memenuhi
Hukum Pascal Ruang Terbuka

Penerapan Tekanan
Hidrostatis
 Dongkrak hidrolik
 Mesin pengangkat mobil
 Pompa hidrolik
 Mesin pengepres
 Rem hidrolik

Peristiwa Hukum
Archimedes
Melayang Terapung Tenggelam
Tegangan
Penerapan Permukaan

 Jembatan ponton Kapilaritas
 Hidrometer
 Kapal laut Viskositas
 Galangan kapal
 Kapal selam
 Balon udara

2

Pendahuluan

Di SMP Anda telah mempelajari jenis-jenis zat. Ada tiga jenis zat, yaitu zat padat,

cair, dan gas. Zat padat mempunyai bentuk tetap sedangkan zat cair dan gas mempunyai

bentuk yang berubah-ubah dan dapat mengalir. Karena dapat mengalir, maka zat cair dan gas

dinamakan fluida atau zat alir.

Perhatikan gambar disamping.

Pernahkah kamu melihat alat hidrolik

pengangkat mobil di tempat pencucian

mobil? Mobil dapat dinaikkan di atas

pengisap yang didorong oleh gaya

hidrostatik. Gaya ini merupakan hasil

kali dari tekanan dengan luas

penampang pengisap yang dipakai

landasan mobil. Dalam bab ini kamu Sumber. http://ikamart.blogspot.com, 2013
akan mempelajari fluida statik dan

hukum-hukum yang terkait di dalamnya serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Fluida menurut sifat-sifatnya dapat dibeakan menjadi dua yaitu:

1. Fluida Ideal

Fluida ideal adalah fluida yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut

a. Tidak kompresibel (volumenya tidak berubah karena perubahan tekanan)

b. Berpindah tanpa mengalami gesekaan (visikositasnya nol)

2. Fluida sejati

Fluida sejati memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

a. Kompresibel

b. Berpindah dengan mengalami gesekan

3.1 Tekanan dan Tekanan Hidrostatis

Untuk dapat memahami konsep tekanan hidrostatis dengan baik, maka Anda harus
mengingat kembali materi SMP yaitu konsep massa jenis benda dan konsep tekanan.

Sekedar mengingat kembali, Anda sudah sering mendengar istilah kerapatan atau
massa jenis, kerapatan berat, dan kerapatan relatif. Masih ingatkah Anda, apa yang dimaksud
dengan istilah-istilah tersebut?

3

Kerapatan atau massa jenis didefinisikan sebagai massa persatuan volume atau
kerapatan adalah perbandingan antara massa terhadap volumenya, yang secara matematis
dituliskan:

⁄

Kerapatan berat atau berat jenis adalah berat persatuan volume atau dapat dituliskan
sebagai:

Massa jenis relatif adalah perbandingan antara massa jenis benda dengan masa jenis
air dengan volume yang sama, yang ditulis:

Saat memberikan gaya pada suatu benda, berarti juga memberi tekanan pada benda
tersebut. Besar tekanan yang dirasakan benda sebanding dengan besar gaya yang diberikan
dan berbanding terbalik dengan luas permukaan benda yang mendapatkan gaya tersebut
(Ingat konsep tekanan yang sudah Anda pelajari di SMA). Sebagai contoh, ketika kita berdiri
dengan satu kaki, tanah akan mendapatkan gaya sebesar berat tubuh kita. Ketika kita
berbaring di atas tanah, tanah juga akan mendapatkan gaya sebesar berat tubuh kita. Akan
tetapi, tekanan yang diterima tanah ketika kita berdiri lebih besar daripada ketika kita tidur,
walaupun gaya yang bekerja sama besar. Ini disebabkan karena luas permukaan tanah yang
terkena gaya berbeda.

Besar tekanan yang diberikan oleh sebuah gaya dapat dituliskan dengan persamaan:

Keterangan:
P = tekanan (N/m2),
A = luas (m2),
F = gaya (N)

Satuan tekanan yang lain adalah pascal (Pa), atmosfer (atm), cm raksa (cmHg), dan milibar
(mb), dimana 1 N/m2 = 1 Pa

1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 105 Pa
1. Besaran-Besaran yang Berpengaruh terhadap Tekanan Hidrostatis

Tekanan yang berlaku pada zat cair adalah tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatis
disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu benda di

4

dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat benda itu sendiri. Besarnya tekanan hidrostatik di
sembarang titik di dalam fluida dapat ditentukan sebagai
berikut.

Misalnya, sebuah balok ditaruh pada tabung yang
berisi air dengan massa jenis , seperti Gambar 1. Tekanan
yang dilakukan zat cair pada alas balok yang tepat
menyentuh dasar bejana disebabkan oleh berat balok itu
sendiri. Dengan demikian, besarnya tekanan adalah:

Gambar 1. Balok dalam tabung
Gaya berat balok merupakan perkalian antara massa balok dengan percepatan
gravitasi Bumi, ditulis fluida m g. Oleh karena m = ρ V, maka persamaan tekanan oleh fluida
dituliskan sebagai:

Volume balok di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas permukaan balok (A)

dan tinggi balok dalam bejana (h). Oleh karena itu, persamaan tekanan pada alas balok (di

dasar bejana) dapat dituliskan:

()

()

Keterangan:
Ph = tekanan hidrostatis (N/m2),
ρ = massa jenis fluida (kg/m3),
g = percepatan gravitasi (m/s2), dan
h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m).
Persamaan tekanan hidrostatis tersebut berlaku jika tabung dalam keadaan tertutup

dalam artian tanpa melibatkan tekanan udara luar atau tekanan udara luar (tekanan atmosfer)
diabaikan. Jika tabung dalam keadaan terbuka, maka udara juga akan memberikan tambahan
tekanan hidrostatis sebesar P0 kepada objek. Besarnya tekanan hidrostatis pada tabung
terbuka yang berhubungan langsung dengan udara diberikan dengan persamaan:

5

dengan: P0 = tekanan udara atau tekanan atmosfer (N/m2),
Untuk membuktikan adanya Tekanan Hidrostatis yang dialami oleh suatu benda,

dapat dilakukan dengan percobaan berikut.

Kegiatan 1

A. Tujuan: menyelidiki pengaruh kedalaman dan jenis zat terhadap Tekanan Hidrostatis
B. Alat dan Bahan

1. Botol Plastik
2. Zat Cair (air dan minyak goreng)
3. Penggaris
4. Jarum
C. Langkah-Langkah
1. Siapkan sebuah botol dan diisi air dengan penuh, penggaris, dan jarum!
2. Berturut-turut buatlah lubang pada kedalaman 5 cm, 10 cm, dan 15 cm dari

permukaan air pada botol tersebut!
3. Tutup lubang dengan menggunakan selotip atau isolasi!
4. Buka selotip pada lubang yang ingin diukur jarak pancuran zat cairnya!
5. Ukurlah jarak pancaran air dengan penggaris!

Tabel Data 01. Percobaan Menggunakan Air

No. Kedalaman Lubang dari Jarak Pancaran (cm)
Permukaan Zat Cair (cm)

15

2 10

3 15

Tabel Data 02. Percobaan Menggunakan Minyak Goreng

No. Kedalaman Lubang dari Jarak Pancaran (cm)
Permukaan Zat Cair (cm)

15

2 10

3 15

Pertanyaan

1. Gambarkan hasil pengamatan Anda!
………………………………………………………………………………………

2. Variabel apakah yang membedakan jarak pancaran air yang keluar dari lubang?
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

3. Pancaran air yang paling jauh menunjukkan bahwa:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

4. Kesimpulan yang dapat ditarik dari percobaan diatas adalah:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

6

2. Penerapan Konsep Tekanan Hidrostatis

Bagaimanakah jika sebuah

bejana berhubungan diisi dengan air?

Apakah tekanan hidrostatis yang

dialami titik-titik di dasar bejana akan

sama? Perhatikan Gambar 2. Sebuah

bejana berhubungan diisi dengan Gambar 2. Bejana Berhubungan (Sumber. Haris,2009 )
fluida sejenis, yang mana masing- masing bejana memiliki bentuk yang berbeda-beda.

Disetiap dasar bejana disisi dengan sebuah benda pada kedalaman yang sama, sehingga ada 4

buah benda yaitu benda A, B, C, dan D.

Telah diketahui sebelumnya bahwa tekanan yang dilakukan oleh zat cair besarnya

tergantung pada kedalamannya yaitu: . Hal ini menunjukkan bahwa titik-titik yang

berada pada kedalaman yang sama mengalami tekanan hidrostatik yang sama pula. Meskipun

bejana memiliki bentuk berbeda-beda, namun tidak akan berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis yang dialami benda. Fenomena ini akan membawa Anda pada Hukum Pokok

Hidrostatika.
Bunyi Hukum Pokok Hidrostatika: “Semua titik yang terletak pada kedalaman yang sama
dan dalam fluida yang sama, maka besar tekanan hidrostatiknya sama besar”.

Berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatika, maka tekanan di titik A, B, C, dan D

besarnya sama, yaitu: .

Itulah sebabnya, semakin dalam Anda menyelam dari permukaan laut, tekanan

hidrostatis akan semakin bertambah. Mengapa demikian? Hal tersebut disebabkan oleh gaya

berat yang dihasilkan oleh zat cair. massanya akan semakin besar seiring dengan

bertambahnya kedalaman. Oleh karena itu, tekanan hidrostatis yang dialami penyelam akan

bertambah besar jika kedalamannya menyelam bertambah karena massa zat cair yang

menekannya semakin besar.

Penerapan Konsep Tekanan Hidrostatis juga dapat dilihat pada desain bendungan.

Desain bendungan semakin kebawah dibuat semakin tebal. Hal ini karena semakin dalam

letak dinding bendungan dari permukaan air, maka tekanan hidrostatis yang dialaminya juga

semakin besar. Dengan demikian, agar dasar bendungan tidak jebol saat menahan air, maka

dibuatlah lebih tebal.

7

3. Menghitung Massa Jenis suatu Zat Cair dengan menggunakan Hukum Pokok

Hidrostatis

Hukum Pokok Hidrostatika dapat digunakan untuk

menentukan massa jenis suatu zat cair dengan

menggunakan pipa U (Gambar 3). Mula-mula pipa U pada

gambar tersebut diisi zat cair pertama yang bermassa jenis

. Kemudian, kedalam mulut pipa U sebelah kanan

dimasukkan zat cair kedua yang bermassa jenis .Titik B

berada pada perbatasan kedua zat cair tersebut dan ditekan Gambar 3. Pipa U berisi zat cair yang

oleh zat cair pertama setinggi . Titik A dan B berada berbeda (Sumber. Indrajid, 2009)

pada satu garis.

Berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatika, kedua titik tersebut memiliki tekanan yang

sama. Namun, titik C dan D memiliki tekanan yang berbeda. Hal ini karena jenis zat cair di

kedua titik tersebut berbeda.

8

Contoh Soal 7.1

Suatu tempat di dasar danau memiliki kedalaman 20 m. Diketahui massa jenis air
danau 1 g/cm2, percepatan gravitasi g = 10 m/s2, dan tekanan di atas permukaan
air sebesar 1 atm. Hitunglah tekanan hidrostatika dan tekanan total di tempat
tersebut!
Penyelesaian
Diketahui

h = 20 m
ρ= 1 g/cm3 = 1.000 kg/m3
g = 10 m/s2
P0 = 1 atm = 1,013 × 103 pa
Ditanya:
a. Ph =......?
b. Ptotal =.....

Jaawab
a. Tekanan Hidrostatis
Ph = ρ g h
= 1.000 × 10 × 20
= 200.000 Pa
= 2 × 105 Pa
b. Tekanan Total
Ptotal = P0 +Ph
= (1,013 × 105) + (2 × 105)
= 3,013× 105 Pa

9

Uji Kompetensi 3.1

1. Jelaskan mengenai perbandingan besar tekanan hidrostatis yang dialami masing-
masing titik!

2. Paru-paru manusia biasanya dapat bekerja melawan beda tekanan yang lebih kecil
dari tekanan atmosfer. Jika Nina menyelam menggunakan sebuah pipa napas
sehingga dia dapat bernapas di dalam laut, berapa dalamkah dia dapat menyelam di
bawah permukaan air laut? (massa jenis air laut adalah 1.300 kg/m3; percepatan
gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2; dan tekanan atmosfer adalah 1,01 × 105 N/m2).

3. Pipa U pada gambar di samping digunakan untuk mengetahui massa jenis minyak.
Jika beda tinggi kolom minyak dan air adalah 2 cm dan diketahui massa jenis air
1.000 kg/m3, berapakah massa jenis minyak?

10

RANGKUMAN

1. Fluida statis adalah fluida yang tidak mengalami perpindahan bagianbagian pada
zatnya.

2. Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu bidang persatuan luas

bidang tersebut.

3. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dilakukan oleh zat cair yang disebabkan oleh

berat zat cair itu sendiri

P=ρgh

Hukum Pokok Hidrostatika menyatakan bahwa tekanan hidrostatik di semua titik

yang terletak pada satu bidang mendatar di dalam satu jenis zat cair besarnya sama.

11

EVALUASI

1. Perhatikan empat buah bejana berikut ini yang diisi zat cair dengan ketinggian yang sama!
1.

1. BENSIN

2. 1. Berat jenis bensin = 6860 N/m3
2. Berat jenis air = 9800 N/m3
2. AIR 3. Berat jenis oli = 9000 N/m3

3. 4. Berat jenis alkohol = 7840 N/m3

3. OLI

4.

4. ALKOHOL

Jika ph1, ph2, ph3, dan ph4 masing-masing menyatakan tekanan hidrostatis pada dasar bejana

1, bejana 2, bejana 3, dan bejana 4, maka pernyataan berikut yang benar adalah...

A. ph1 > ph3 > ph4 > ph2 D. ph2 > ph3 > ph4 > ph1

B. ph1 = ph2 = ph3 = ph4 E. ph1 > ph2 > ph3 > ph4

C. ph1 < ph3 < ph4 < ph2

Alasan:

2. Warga desa Tegallalang membangun sebuah bendungan untuk membendung air sungai
Petanu yang digunakan untuk mengairi sawah warga Tegallalang. Bentuk bendungan yang
dibangun adalah seperti ditunjukan pada gambar dibawah.

Namun, bendungan tersebut sering kali jebol karena disainnya yang kurang tepat. Bentuk
bendungan yang dapat anda sarankan agar kuat dan efisien dari segi ekonomis adalah.....
A.

B.

C.

12

D.

E.

Alasan: _________________________________________________________

3. Pada sebuah percobaan sebuah balok dimasukan pada bejana yang berisi zat cair dengan
besar massa jenis masing-masing zat seperti pada gambar.

3

ρ1 = 2,0 g/cm3
ρ2 = 3,0 g/cm

3

ρ3= 4,0 g/cm

Dari keadaan balok yang melayang, besar massa jenis balok kira-kira,........

A. 2,2 g/cm3. D. 4,0 g/cm3.

B. 3,0 g/cm3. E. 4,2 g/cm3.

C. 3,5 g/cm3.

Alasan: _____________________________________________________

13

Kunci Jawaban

Uji Kompetensi

1. Besar tekanan hidrostatis di

suatu titik dirumuskan dengan D

persamaan: ph  gh . B

Berdasarkan persamaan A C

tersebut dapat diketahui bahwa

tekanan hidrostatis berbanding lurus dengan kedalaman di dalam fluida. Semakin

dalam, maka tekanan hidrostatis makin besar.

Bedasarkan gambar dapat diketahui bahwa: hA = hC, hA > hB > hD.
Jadi, sesuai dengan persaman tekanan hidrostatis dan letak titik A, B, C, dan D, maka

perbandingan besar tekanan hidrostatis yang dialami masing-masing titik adalah phA >

phB > phD dan phA = phC.

2. Diketahui: patm = 1,01 × 105 N/m2.

pparu max = 11  patm = 1,0605 × 105 N/m2
20

 = 1.300 kg/m3

g = 9,8 m/s2

Ditanyakan: hmax =...?
Jaawab

ph  p parumax

p parumax  ghmax

1,0605×105 N / m2 1.300kg/m 3 9,8m / s2  hmax

1,0605×105 N / m2 12.740 kg/m 2s2  hmax

hmax  8,5 m

Jadi, Nina masih dapat bernapas dengan menggunakan pipa napas ketika dia

menyelam sampai kedalaman 8,5 m.

3. Diketahui: ρair = 1.000 kg/m3.

Ditanyakan: ρminyak =...? 2 cm minyak

10 cm

AB

14

Berdasarkan hukum utama hidrostatis, yaitu:

phA  phB

air ghair   ghmin yak min yak

  h hmin yakair air
min yak

min  1000 kg / m3  8cm
10 cm
yak

min yak  800kg / m3

15

KUNCI JAWABAN EVALUASI
1. Jawaban: D.

Alasan:
Besar tekanan hidrostatis di dasar bejana dirumuskan dengan persamaan: ph = ρgh = Sh, di
mana S merupakan berat jenis zat cair. Berdasarkan persamaan tersebut, besar tekanan
hidrostatis bergantung pada berat jenis zat cair dan kedalaman. Diketahui bahwa Sair > Soli
> Salokohol > Sbensin dan kedalaman zat cair pada keempat bejana adalah sama, sehingga
perbandingan besar tekanan hidrostatis di dasar masing-masing bejana dapat dilihat dari
nilai berat jenis zat cair, yaitu ph2 > ph3 > ph4 > ph1.

2. Jawaban: A.
Alasan:
Bendungan yang semula dibangun sering jebol karena disainnya yang kurang tepat. Besar
tekanan hidrostatis pada sutu titik pengamatan dirumuskan dengan persamaan: ph = ρgh.
Berdasarkan persaman tersebut, tekanan hidrostatis pada suatu titik bergantung pada
kedalaman titik pengamatan tersebut, di mana semakin dalam maka besar tekanan
hidrostatis semakin besar. Berdasarkan konsep tekanan hidrostatis, maka konstruksi
bendungan yang harus dibuat supaya kuat dan efisien dari segi ekonomis adalah semakin
ke bawah dinding bendungan harus semakin tebal untuk mengimbangi tekanan hidrostatis
seperti pada gambar berikut.

3. Jawaban: C.
Alasan:
Benda melayang diantara ρ2 = 3,0 g/cm3 dan ρ3 = 4,0 g/cm3. Jadi massa jenis balok
tersebut antara ρ2 dan ρ3 yang paling mendekati 3,5 g/cm3

16

Daftar Pustaka

Astawan, I K, dkk. 20013. Buku Pintar Belajar Fisika Kelas X-B. singaraja: Sagufindo
Kinarya.
Giancoli, D. 2001. Fisika Edisi Kelima. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Handayani, S., & Damari, A. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Haryadi, B. 2009. Fisika: Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas.
Humaidi, A., H. & Maksum. 2009. Fisika SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan

Depdiknas.
Indrajit, D. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Fisika 1 : untuk Kelas XI Sekolah Menengah
Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan,
Departemen Pendidikan Nasional.
Kanginan, M. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.
Sarwono,dkk. 2009. Fisika 1 untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen

Pendidikan Nasional.
Siwanto & Sukaryadi. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan,
Departemen Pendidikan Nasional.

17