Tekanan Hidrostatis: Pengertian, rumus dan faktor yang mempengaruhinya

Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang dihasilkan oleh berat cairan di atas titik pengukuran, saat cairan diam. Ketinggian kolom cair, dengan kerapatan seragam, berbanding lurus dengan tekanan hidrostatik.

Sifat hidrostatik cairan tidak konstan dan faktor utama yang mempengaruhinya adalah kepadatan cairan dan gravitasi lokal. Kedua jumlah ini perlu diketahui untuk menentukan tekanan hidrostatik cairan tertentu.

Udara di sekitar kita di permukaan laut menekan kita sekitar 1 bar. Kita tidak merasakan tekanan ini karena cairan dalam tubuh kita mendorong keluar dengan kekuatan yang sama. Tetapi jika Anda berenang ke laut hanya beberapa meter dan Anda akan mulai melihat perubahan.

Anda akan mulai merasakan peningkatan tekanan pada gendang telinga Anda. Ini karena peningkatan tekanan hidrostatik yang merupakan gaya per satuan luas yang diberikan oleh cairan pada suatu benda. Semakin dalam Anda pergi di bawah laut, semakin besar tekanan yang mendorong Anda. Untuk setiap 33 kaki (10,06 meter) Anda turun, tekanan meningkat sebesar 14,5 psi (1 bar).

Apa itu Tekanan Hidrostatis?

Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang diberikan oleh suatu fluida pada kesetimbangan pada suatu titik tertentu dalam fluida, karena gaya gravitasi. Tekanan hidrostatik meningkat secara proporsional dengan kedalaman yang diukur dari permukaan karena peningkatan berat fluida yang menekan gaya dari atas.

Jika suatu fluida berada dalam suatu wadah maka kedalaman suatu benda yang ditempatkan pada fluida tersebut dapat diukur. Semakin dalam objek ditempatkan dalam cairan, semakin banyak tekanan yang dialaminya. Ini karena berat cairan di atasnya. Semakin padat cairan di atasnya, semakin banyak tekanan diberikan pada objek yang terendam, karena berat fluida.tekanan hidrostatik

Rumus

Mari kita turunkan rumus untuk Tekanan pada benda yang terendam dalam cairan:

Ingat: Tekanan = Gaya / Luas

Gaya = massa x percepatan = m x g (percepatan gravitasi)

Jadi: Tekanan = F / A = mg / A

Massa jenis = Massa / Volume; Massa = Densitas x Volume

Sehingga, tekanan = (massa jenis x volume x percepatan gravitasi) / luas.

Rumus yang memberikan tekanan P pada benda yang terendam dalam cairan adalah:

P = r * g * h

  • r (rho) adalah densitas fluida,
  • g adalah percepatan gravitasi
  • h adalah ketinggian fluida di atas objek

Tekanan yang disebabkan oleh cairan saja (yaitu tekanan gauge) pada kedalaman tertentu hanya tergantung pada massa jenis cairan, percepatan gravitasi dan jarak di bawah permukaan cairan.

Faktor yang mempengaruhi Tekanan Hidrostatis

Tekanan dan kedalaman fluida.

Tekanan fluida statis pada kedalaman tertentu tidak tergantung pada massa total, luas permukaan, atau geometri wadah.

P = r * g * h

Tekanan = (densitas cairan) x (gravitasi percepatan) x (tinggi)

Jika wadah terbuka ke atmosfer di atas, tekanan atmosfer yang ditambahkan harus ditambahkan jika seseorang ingin menemukan tekanan total pada suatu benda. Tekanan pada kedalaman tertentu dalam cairan statis adalah akibat dari berat cairan yang bekerja pada area satuan pada kedalaman itu ditambah tekanan apa pun yang bekerja pada permukaan cairan.

Ptotal = Patmosphere + Pfluida

Ptotal = Patmosphere + (r * g * h)

Bagaimana tekanan atmosfer mempengaruhi pengukuran tekanan hidrostatik.

Karena tekanan hidrostatik adalah tekanan yang semata-mata dihasilkan oleh kolom cairan, mungkin tekanan yang diukur termasuk komponen tambahan dari tekanan atmosfer yang bekerja pada permukaan cairan.

Dalam hal mengukur tekanan absolut, perlu juga mengukur dan mengurangi tekanan atmosfer untuk menentukan tekanan hidrostatik yang sebenarnya.

Bagaimana gravitasi lokal mempengaruhi tekanan hidrostatik.

Gravitasi lokal tergantung pada posisi lintang dan ketinggian di atas permukaan laut.

Untuk kenyamanan, satuan tekanan yang paling populer untuk mengukur tekanan hidrostatik adalah meter air dan kaki air pada 4 derajat C (39,2 degF) dengan gravitasi standar 9,80665 m / s2. Kepadatan air murni pada 4 derajat C sangat dekat dengan 1000 kg / m3 dan karenanya ini telah diadopsi sebagai massa jenis standar air. Alasan lain untuk pentingnya memilih 4 derajat C adalah sangat dekat dengan suhu air mencapai kerapatan maksimum.

Bagaimana suhu mempengaruhi tekanan hidrostatik.

Kepadatan cairan akan bervariasi dengan perubahan suhu sehingga ini sering dikutip bersama satuan tekanan hidrostatik mis. mH2O @ 4 0C.

Dalam istilah praktis, satuan tekanan hidrostatik jarang benar-benar tepat karena suhu cairan apa pun tidak selalu mencapai 4 derajat C.

Anda juga akan menemukan standar suhu lain 60 derajat F (15,56 derajat C). Ini dapat menyebabkan kebingungan dan ketidakakuratan ketika suhu tidak diberi label di samping satuan tekanan hidrostatik.

Untuk sebagian besar aplikasi, konversi unit yang bergantung pada suhu yang berbeda tidak cukup signifikan untuk mempengaruhi hasil, karena akurasi pembacaan seringkali jauh lebih luas daripada perbedaan dalam faktor konversi satuan tekanan pada 2 suhu ini.

Singkatnya satuan tekanan hidrostatik adalah metode yang sangat nyaman untuk menghubungkan tekanan dengan ketinggian fluida tetapi mereka bukan satuan tekanan absolut dan tidak selalu jelas kepadatan / suhu apa yang diasumsikan dalam derivasi mereka, jadi sangat berhati-hati saat menggunakannya untuk pengukuran tingkat presisi tinggi. Faktanya beberapa institusi mengecilkan penggunaannya karena alasan yang disebutkan di atas dan merekomendasikan penggunaan satuan tekanan nilai tetap sebagai ganti unit yang terbuka untuk interpretasi dan bergantung pada gravitasi atau suhu.

Baca Juga

© 2022 Sridianti.com