);

Contoh soal tekanan hidrostatis dan pembahasan + jawaban

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.

Tekanan hidrostatis
Rumus tekanan hidrostatis

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 =
F
A

→ P =
10 N
100 x 10-4 m
= 103 N/m2
→ 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.

Contoh soal tekanan
Contoh soal tekanan pada balok

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 =
F
A

→ P =
m g
A

→ P =
10 . 10
0,08
= 1250 pa

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 =
F
A

→ P =
m . g
A

→ P =
50 . 10
10-4
= 5 x 106 pa

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 4

Perhatikan gambar balok dibawah ini.

Contoh soal tekanan
Contoh soal tekanan balok

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 =
F
A

→ P =
m . g
p x l

→ P =
75 x 10
0,06 x 0,05
= 25 x 104 pa

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

Tekanan hidrostatis
Contoh soal tekanan hidrostatis

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 =
P
g . h

→ ρ =
1600
10 . 0,2
800 kg/m3

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).

Bejana berhubungan
Contoh soal tekanan hidrostatis bejana berhubungan

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 =
27,2
25
= 1,088 gr/cm3
→ ρzat cair = 1,088
10-3 kg
10 -6m3

→ ρzat cair = 1088 kg/m3

Jadi soal ini jawabannya D.


Contoh soal 5

Perhatikan gambar dibawah.

Bejana berhubungan
Soal tekanan hidrostatis bejana berhubungan

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 =
163,2
14
= 11,7 gr/cm3

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 6

Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah benda yang melayang didalam air.

Contoh soal tekanan hidrostatis
Contoh soal tekanan hidrostatis

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.

Tekanan hidrostatis pipa U
Contoh soal tekanan hidrostatis pipa U

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.

Contoh soal tekanan mutlak
Pipa kaca

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 + g h
  • P = 101.000 + 13.600 . 10 . 0,1 = 114.600 pa = 1,134 atm = 86 cmHg

Soal ini jawabannya A.

You cannot copy content of this page