Artikel ini membahas tentang contoh soal tekanan, tekanan hidrostatis dan tekanan mutlak yang disertai pembahasannya + jawaban. Konsep tekanan sangat penting dalam mempelajari fluida. Tekanan didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Satuan tekanan adalah Pa, atm (atmosfer), cmHg (cm raksa) ataupun milibar (mb). Lalu apa itu tekanan hidrostatis ?. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi dalam zat cair, yang dipengaruhi oleh kedalaman. Hal ini dapat dirasakan oleh perenang atau penyelam yang merasakan adanya tekanan seluruh badan, karena fluida memberikan tekanan ke segala arah. Rumus tekanan dan tekanan hidrostatis sebagai berikut.
Keterangan:
- P = tekanan / tekanan hidrostatis (Pa)
- F = gaya (N)
- A = luas permukaan (m2)
- ρ = massa jenis zat cair atau fluida (kg/m3)
- g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
- h = kedalaman (m)
Contoh soal tekanan
Contoh soal 1
Seorang anak mendorong tembok dengan salah satu tangannya. Jika daya dorong yang diberikan 10 N dan luas telapak tangan anak 100 cm2 maka tekanan yang diberikan anak pada dinding adalah…
A. 1.000 Pa
B. 400 Pa
C. 40 Pa
D. 20 Pa
E. 10 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- F = 10 N
- A = 100 cm2 = 100 x 10-4 m2
Maka tekanan dihitung dengan rumus sebagai berikut:
→ P =→ P =
→ P = 1000 Pa
Jadi soal ini jawabannya A.
Contoh soal 2
Diketahui sebuah balok dengan massa 10 kg dengan panjang 40 cm, lebar 20 cm dan tinggi 10 cm diletakkan diatas lantai seperti gambar berikut ini.
Tekanan balok pada lantai adalah…
A. 1.250 Pa
B. 550 Pa
C. 225 Pa
D. 125 Pa
E. 25 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- m = 10 kg
- p = 40 cm = 0,4 m
- l = 20 cm = 0,2 m
- T = 10 cm = 0,1 m
Tekanan balok dihitung dengan cara dibawah ini:
→ A = p x l = 0,4 x 0,2 = 0,08 m2→ P =
→ P =
→ P =
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 3
Diketahui seorang wanita bermassa 50 kg memakai sepatu hak tinggi dengan luas permukaan bawah hak 1 cm2. Tekanan yang dialami lantai apabila wanita berdiri dengan satu kakinya sebesar …
A. 50 Pa
B. 500 Pa
C. 5.000 Pa
D. 5 x 104 Pa
E. 5 x 106 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- m = 50 kg
- A = 1 cm2 = (10-2)2 m2 = 10-4 m2
Maka tekanan yang diberikan wanita pada lantai sebagai berikut:
→ P =→ P =
→ P =
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal 4
Perhatikan gambar balok dibawah ini.
Jika massa balok 75 kg dan g = 10 m/s2, maka tekanan yang diberikan dasar balok adalah…
A. 150 x 104 Pa
B. 125 x 104 Pa
C. 100 x 104 Pa
D. 75 x 104 Pa
E. 25 x 104 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
Soal ini dijawab dengan cara sebagai berikut:
→ P =→ P =
→ P =
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal tekanan hidrostatis
Contoh soal 1
Seekor ikan berada di kedalaman 10 m dibawah permukaan air. Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2 maka tekanan hidrostatis yang dialami ikan sebesar….
A. 10 Pa
B. 100 Pa
C. 1.000 Pa
D. 103 Pa
E. 105 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- h = 10 m
- ρ = 1000 kg/m3
- g = 10 m/s2
Maka tekanan hidrostatis dihitung dengan rumus dibawah ini:
- P = ρ g . h
- P = 1000 kg/m3 . 10 m/s2 . 10 = 105 pa
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal 2
Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah benda melayang didalam air.
Jika ρ = 1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2 maka tekanan hidrostatis yang dialami benda adalah …
A. 400 Pa
B. 800 Pa
C. 1.000 Pa
D. 2.000 Pa
E. 6.000 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- h = 14 cm – 4 cm = 10 cm = 0,1 m
- g = 10 m/s2
- ρ = 1000 kg/m3
Maka tekanan hidrostatis pada benda sebagai berikut:
- P = ρ g . h
- P = 1000 kg/m3 . 10 m/s2 . 0,1 m
- P = 1.000 pa
Jadi soal ini jawabannya C.
Contoh soal 3
Diketahui sebuah tabung gelas berisi minyak setinggi 20 cm. Jika tekanan udara luar diabaikan dan tekanan yang terjadi di dasar tabung 1600 pa maka massa jenis minyak adalah…
A. 80 kg/m3
B. 800 kg/m3
C. 1.600 kg/m3
D. 3.000 kg/m3
E. 6.000 kg/m3
Pembahasan / penyelesaian soal
Cara menjawab soal ini sebagai berikut:
→ P = ρ g . h→ ρ =
→ ρ =
Soal ini jawabannya B.
Contoh soal 4
Gambar dibawah ini menunjukkan raksa berada didalam bejana berhubungan dan mempunyai selisih 2 cm (massa jenis raksa 13,6 gr/cm3).
Jika kaki sebelah kiri berisi zat cair setinggi 25 cm maka massa jenis zat cair itu adalah…
A. 800 kg/m3
B. 1.000 kg/m3
C. 1.088 kg/m3
D. 1.300 kg/m3
E. 1.360 kg/m3
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- h1 = 25 cm
- h2 = 2 cm
- ρ = 13,6 gr/cm3
Pada soal ini tekanan hidrostatis bejana kiri dan kaki kanan bejana sama sehingga:
→ P1 = P2→ ρ1 . g . h1 = ρ2 . g . h2
→ ρzat cair . h1 = ρraksa . h2
→ ρzat cair . 25 = 13,6 . 2
→ ρzat cair =
→ ρzat cair = 1,088
→ ρzat cair = 1088 kg/m3
Jadi soal ini jawabannya D.
Contoh soal 5
Perhatikan gambar dibawah.
Kaki kanan diisi dengan raksa (massa jenis 13,6 gr/cm3). Kaki kiri diisi dengan zat cair yang tidak tercampur dengan raksa. Massa jenis cairan tersebut adalah…
A. 11,7 gr/cm3
B. 9,4 gr/cm3
C. 2,6 gr/cm3
D. 1,9 gr/cm3
E. 1,6 gr/cm3
Pembahasan / penyelesaian soal
→ P1 = P2→ ρ1 . g . h1 = ρ2 . g . h2
→ ρzat cair . h1 = ρraksa . h2
→ ρzat cair . 14 = 13,6 . 12
→ ρzat cair =
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 6
Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah benda yang melayang didalam air.
Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2 maka tekanan hidrostatis benda adalah…
A. 2.000 Pa
B. 4.000 Pa
C. 6.000 Pa
D. 8.000 Pa
E. 9.000 Pa
Pembahasan / penyelesaian soal
- P = ρ . g . h
- P = 1000 . 10 . 0,8 m = 8000 pa
Jadi soal ini jawabannya C.
Contoh soal 7
Sebuah pipa U yang kedua ujungnya terbuka diisi dengan zat cair. Pada salah satu sisi diisi dengan minyak setinggi 9 cm. Jika massa jenis zat cair dan minyak berturut-turut 0,9 gr/cm3 dan 0,7 gr/cm3 maka perbedaan ketinggian pada kedua sisi Pipa adalah…
A. 1 cm
B. 2 cm
C. 3 cm
D. 4 cm
E. 5 cm
Pembahasan / penyelesaian soal
Kita hitung terlebih dahulu ketinggian zat cair dengan rumus dibawah ini.
→ ρzat cair . h1 = ρminyak . h2→ 0,9 . h1 = 0,7 . 9
→ h1 = 7 cm
Maka perbedaan ketinggian zat cair dengan minyak 9 cm – 7 cm = 2 cm. Soal ini jawabannya B.
Contoh soal 8
Sebuah pipa U diisi dengan dua cairan yang berbeda seperti gambar berikut.
Jika massa jenis ρ1 = 0,8 gr/cm3. ρ2 = 1 gr/cm3 dan h1 = 10 cm maka tinggi h2 adalah…
A. 5 cm
B. 6 cm
C. 7 cm
D. 8 cm
E. 10 cm
Pembahasan / penyelesaian soal
- ρ1 . h1 = ρ2 . h2
- 0,8 gr/cm3. 10 cm = 1 gr/cm3 . h2
- h2 = 8 cm
Jawaban D.
Contoh soal tekanan mutlak
Contoh soal 1
Tekanan terukur sebuah kondesor adalah 850 kPa. Tekanan mutlaknya adalah…
A. 951 kPa
B. 850 kPa
C. 500 kPa
D. 100 kPa
E. 85 kPa
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- Pgaude = 850 kPa
- Patm = 1 atm = 101.000 pa = 101 kPa
Jadi tekanan mutlak dihitung dengan rumus sebagai berikut:
- P = Pgauge + Patm
- P = 850 kPa + 101 kPa = 951 kPa
Jadi soal ini jawabannya A.
Contoh soal 2
Gambar dibawah ini menunjukkan sebatang pipa kaca berisi udara.
Ujung atas pipa tertutup sedangkan ujung bawah pipa terbuka oleh raksa yang tingginya 10 cm. Jika tekanan udara luar 76 cmHg maka tekanan udara didalam pipa kaca adalah…
A. 86 cmHg
B. 76 cmHg
C. 66 cmHg
D. 10 cmHg
E. 0 cmHg
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- h = 10 cm = 0,1 m
- Po = 76 cmHg = 1 atm = 101.000 pa
- ρraksa = 13.600 kg/m3
Maka tekanan udara didalam pipa kaca dihitung dengan rumus:
- P = Po + ρraksa g h
- P = 101.000 + 13.600 . 10 . 0,1 = 114.600 pa = 1,134 atm = 86 cmHg
Soal ini jawabannya A.