1. Hukum Pokok
Hidorstatik
persamaan
P = ρ.g.H
“Tekanan hidrostatik di
sembarang titik di suatu bidang datar di dalam fluida sejenis dalam keadaan
seimbang adalah sama”
Tekanan hidrostatis yang dialami sebuah
titik dalam zat cair bergantung pada massa jenis zat cair
dan letak titik tersebut dari fluida statis. Sobat hitung bisa menyimpulkan
bahwa tekanan yang dialami suatu titik tergantung dari kedalamannya jika diukur
dari permukaan fluida. Semakin mendekati dasar semakin besar tekanan yang
dialami. Titik-titik yang berada pada kedalaman yang sama (terletak pada satu
bidang datar) akan menerima tekanan yang sama.
2. Hukum Pascal
“Tekanan yang diberikan
kepada suatu zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar oleh
zat cair tersebut ke segala arah.”
Contoh penerapan hukum pascal sering
kita jumpai pada pompa hidroli. Prinsip hukum pascal
Penghisap 1 memepunyai luas penampang A1. Jika penghisap satu ditekan dengan
gaya F1 maka zat cair akan menekan penghisap 1 ke arah ke atas dengan
gaya P.A1 sehingga terjadi sebuah kesetimbangan
P.A1 = F1 sehingga
P = F1/A1 …… (1)
Menurut hukum pascal tekanan P terhadap zat cair akan diteruskan sama besar
ke segala arah, maka pada penghisap 2 bekerja gaya ke atas P.A2 yang setimbang
dengan gaya F2.
P.A2 = F2 sehinga P = F2/A2 …….. (2)
dari dua persamaan diatas didapat
P = P
Kesimpulan yang dapat diambil dari persamaan di atas adalah besarnya
perbandingan gaya yang bekerja pada penghisap sama dengan perbandingan luas
kedua penghisap.
Jika penampang penghisap berbentuk lingkaran maka
A1 = π r12 dan A2 =
π r22
sehingga hubungan jari-jaring penghisap dengan gaya
Contoh Kasus
Sobat ingin mengangkat sebuah mobil untuk membersihkan bagian bawahnya seperti
gambar di bawah ini.
Jika berat mobil tersebut adalah 400 kg,
jari-jari penghisap kiri 0,4 m dan penghisap kanan 2 m. Berapa gaya minimal
yang harus diberikan agar mobil dapat terangkat?
F1/A1 = F2/A2
F1 = A1/A2 x F2 (F2 = berat mobil = m.g)
F1 = π r12 / π r22 x 4000
F1 = 0,42 /4 2 x 4.000 = 4o N
Jadi untuk mengangkat mobil dengan berat4000 N, dengan menggunakan prinsip
hukum pascal kita bisa cukup mengeluarkan gaya 40 N.
Pemanfaatan prinsip kerja hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari sangat
banyak. Sobat pernah melihat dongkrak mobil? Yap ia menggunakan prinsip hukum
pascal yang telah diuraikan diatas. Selain itu prinsip kerja hukum ini juga
diterapkan dalam berbagai mesi seperti mesin pengepres hidrolik, pompa
hidrolik, rem hidrolik, dan berbagai mesin hidrolik lainnya.
3. Hukum Archimedes
Selain kedua hukum sebelumnya, dalam fluida stati berlaku hukum archimedes.
Apa bunyi hukum archimedes?
“Sebuah benda yang
terendam dalam fluida baik sebagian maupun seluruhnya akan mendapat gaya tekan
ke atas (populer dikenal dengan gaya apung) yang bersarnya sama dengan berat (W
= mg) fluida yang dipindahkan.”
Jadi semakin banyak bagian benda
yang terendam dalam fluida maka semakin besar pula gaya apung yang diterimanya.
Hukum ini bisa sobat lihat pada peristiwa posisi benda ketika berada di dalam
air. Untuk lebih lengkapnya silahkan baca pada postingan mengapung, melayang, dan tenggelam.
Fapung = Wudara – Wfluida
gaya apung juga bisa dirumuskan
Fapung = mfluida.g = ρfluida . Vfluida. g