Tekanan Hidrostatik Soal dan pembahasannya

Soal 1
Sebuah tangki berisi air setinggi 4 meter. Hitunglah tekanan hidrostatik yang dialami oleh dasar tangki tersebut. (Diketahui: massa jenis air $\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3$, percepatan gravitasi $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$).

Pembahasan:
Tekanan hidrostatik ($P$) dihitung dengan rumus:

$$P = \rho g h$$

Dengan $\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3$, $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$, dan $h = 4 \, \text{m}$:

$$\mathrm{<br>}$$

Jadi, tekanan pada dasar tangki adalah 39.200 Pa atau 39,2 kPa.

---

Soal 2
Pada sebuah pipa yang berisi minyak dengan massa jenis $\rho = 850 \, \text{kg/m}^3$pa. Hitung tekanan pada dasar pipa akibat berat minyak. (Diketahui: $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$).

Pembahasan:
Tekanan hidrostatik ($P$) dihitung dengan rumus:

$$P = \rho g h$$

Dengan $\rho = 850 \, \text{kg/m}^3$, $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$, dan $h = 5 \, \text{m}$:

$$P = 850 \times 9,8 \times 5 = 41650 \, \text{Pa}$$

Jadi, tekanan pada dasar pipa adalah 41.650 Pa atau 41,65 kPa.

---

Soal 3
Sebuah kapal selam berada pada kedalaman 150 meter di bawah permukaan laut. Hitung tekanan total yang dialami kapal selam tersebut. (Diketahui: massa jenis air laut $\rho = 1025 \, \text{kg/m}^3$, percepatan gravitasi $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$, tekanan atmosfer $P_{\text{atm}} = 101325 \, \text{Pa}$).

Pembahasan:
Tekanan total ($P_{\text{total}}$) adalah jumlah tekanan hidrostatik dan tekanan atmosfer:

$$P_{\text{total}} = P_{\text{hidrostatik}} + P_{\text{atm}}$$

Tekanan hidrostatik ($P_{\text{hidrostatik}}$) dihitung dengan:

$$P_{\text{hidrostatik}} = \rho g h = 1025 \times 9,8 \times 150 = 1506750 \, \text{Pa}$$

Sehingga:

$$P_{\text{total}} = 1506750 + 101325 = 1608075 \, \text{Pa}$$

Jadi, tekanan total yang dialami kapal selam adalah 1.608.075 Pa atau 1,61 MPa.

---

Soal 4
Sebuah benda dengan luas permukaan bawah 0,2 m² ditempatkan di dasar tangki yang berisi air setinggi 3 meter. Berapa besar gaya yang bekerja pada permukaan bawah benda tersebut akibat tekanan fluida? (Diketahui $\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3$, $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$).

Pembahasan:
Gaya ($F$) akibat tekanan fluida dapat dihitung dengan rumus:

$$F = P A$$

Tekanan hidrostatik pada kedalaman 3 meter adalah:

$$P = \rho g h = 1000 \times 9,8 \times 3 = 29400 \, \text{Pa}$$

Sehingga, gaya yang bekerja pada permukaan bawah benda adalah:

$$F = 29400 \times 0,2 = 5880 \, \text{N}$$

Jadi, gaya yang bekerja pada permukaan bawah benda adalah 5880 N.

---

Soal 5
Pada sebuah tabung berbentuk silinder yang berisi air dengan ketinggian 1,5 meter, tekanan yang diukur pada suatu titik 0,5 meter dari dasar adalah $P = 10860 \, \text{Pa}$. Hitung massa jenis cairan dalam tabung tersebut. (Diketahui $g = 9,8 \, \text{m/s}^2$).