Adik-adik, materi fisika kita kali ini akan menjelaskan tentang penerapan prinsip fisika dalam teknologi sehari-hari.
Kalian pernah melihat bendungan? Coba perhatikan, dinding penahan air pada bendungan semakin ke bawah semakin tebal.
Untuk diketahui, ada tujuannya mengapa sehingga bendungan bagian bawahnya dibuat lebih tebal.
Baiklah, berikut ini kakak terangkan...
Tujuan Bagian Bawah Bendungan Dibuat Lebih Tebal
Dalam fisika, bendungan dibuat bagian bawahnya lebih tebal karena tekanan air makin dalam makin besar.
Hal ini merupakan prinsip tekanan hidrostatis, di mana tekanan zat cair berbanding lurus dengan kedalamannya.
Ketika membangun bendungan, tembok atau dinding penahan bagian bawahnya akan dibuat lebih tebal dari pada bagian atas. Hal ini bertujuan agar dasar bendungan mampu menahan tekanan air yang besar.
Tekanan air semakin ke dalam semakin besar karena berat air yang terletak di atasnya makin besar.
Sehingga, semakin dalam zat cair maka tekanan yang diberikan pada dinding bendungan akan semakin besar.
Jadi, alasan bendungan dibuat bagian bawahnya lebih tebal karena tekanan air makin dalam makin besar.
Gimana adik-adik, udah paham kan mengapa sehingga bagian bawah bendungan dibuat lebih tebal? Jangan lupa lagi yah.
Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.
Penjelasan Fisika Bagian Bawah Bendungan Dibuat Lebih Tebal 2021-03-16T19:31:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Afdan Fisika
Pernahkah Anda berpikir kenapa dalam membuat bendungan pada bagian dasarnya dibuat lebih tebal atau dibuat miring? Seperti gambar di bawah ini.
Bendungan dibuat miring atau tebal pada bagian dasarnya karena semakin dalam ketinggian air maka tekanan airnya tersebut semakin besar. Karena gaya gravitasi, tekanan di dalam fluida bertambah sesuai kedalamannya. Semakin besar kedalaman tersebut, semakin besar pula tekanan tersebut.
Mari kita lihat mengapa demikian. Misalkan air di kolam pada gambar di bawah ini telah dibagi menjadi 5 lapisan.
Karena gaya gravitasi menarik ke bawah partikel-partikel pada lapisan 1, maka lapisan tersebut memiliki suatu berat tertentu. Gaya berat dari lapisan 1 menekan ke bawah pada lapisan 2. Lapisan 2 ini memiliki gaya gravitasi pada partikel-partikelnya sendiri ditambah gaya dari berat lapisan 1. Oleh karena itu tekanan pada lapisan 2 lebih besar daripada tekanan dalam lapisan 1. Bagaimana dengan pada lapisan 3?
Lapisan 3 memiliki gaya gravitasi pada partikel-partikelnya sendiri ditambah berat dua lapisan pertama yang mendorong ke bawah lapisan 3 tersebut. Akibatnya, tekanan pada lapisan 3 lebih besar dari lapisan manapun di atasnya. Lapisan paling bawah atau kedalaman paling dalam dari setiap fluida akan memiliki tekanan paling besar karena lapisan itu mendapatkan gaya dorong paling besar dari lapisan di atasnya. Hal ini dapat dibuktikan dengan melubangi kaleng secara vertikal kemudian mengisinya dengan air, seperti gambar di bawah ini. Aliran air dari lubang pada bagian lebih bawah gelas memancar kuat.
| Sumber gambar: yustinibim.blogspot.com |
Secara matematis tekanan hidrostatis dirumuskan:
Bagaimanakah tekanan pada titik-titik yang kedalamannya sama di dalam suatu zat cair?
Titik-titik di dalam suatu zat cair yang kedalamannya sama mempunyai tekanan yang sama. Permukaan suatu zat cair yang ditempatkan pada sebuah bejana akan datar.
Jika pipa U diisi suatu zat cair, tinggi permukaan zat cair pada pipa itu sama. Bahkan jika terdapat bejana berhubungan yang memiliki berbagai bentuk pipa diisi suatu zat cair, tinggi permukaan zat cair tersebut dalam pipa-pipa tersebut sama.
| Sumber gambar: sukasains.com |
Kenyataan ini dimanfaatkan untuk menentukan apakah dua titik memiliki ketinggian yang sama, oleh para tukang pembuat bangunan. Apa nama alat yang digunakan itu? TOLONG DIBAGIKAN YA :
Hai Sobat, pernahkah kalian berenang atau menyelam ke laut? Jika pernah kalian pasti tahu bagaimana sulitnya berenang pada kedalaman tertentu. Tentu tidak sama dengan berenang di permukaan, berenang di kedalaman tertentu butuh tenaga yang lebih besar. Hal ini terjadi karena adanya tekanan hidrostatisyang lebih besar daripada di permukaan air. Nah kali ini kita akan bahas mengenai tekanan Hidrostatis dan apa saja penerapannya dalam kehidupan sehari-hari?Yuk, langsung aja kita simak pembahasannya!
Pengertian Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis dilansir dari Saintif adalah tekanan dari zat cair ke semua arah pada suatu benda. Tekanan ini terjadi karena adanya gaya gravitasi. Gaya gravitasi menyebabkan berat partikel air menekan partikel yang ada di bawahnya, Alhasil, partikel-partikel yang ada di bawah akan saling makan hingga dasar air. Hal ini membuat tekanan di bawah lebih besar daripada tekanan yang ada di atas. Secara definisi,tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan, pada kedalaman tertentu.Kasarnya, setiap jenis zat cair, akan memberikan tekanan tertentu, tergantung dari kedalamannya. Sebab itulah, saat berenang atau menyelam di permukaan dangkal lebih mudah daripada menyelam di kedalaman tertentu. Karena semakin banyak volume air yang ada di atas maka semakin besar pula tekanan yang air berikan pada tubuh.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Tekanan Hidrostatis
Terdapat beberapa hal yang mempengaruhi terjadinya tekanan hidrostatis, yaitu:
1. Masa Jenis Zat Cair
Jika massa jenis suatu zat cair makin besar massa jenis, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatisnya. Misalnya, ada tiga jenis zat cair, yaitu air, minyak, dan larutan garam yang dimasukkan ke tiga wadah yang terpisah. Saat kita menunjuk titik dengan kedalaman yang sama pada masing-masing cairan, maka efeknya akan berbeda.Tekanan hidrostatispada titik larutan garam akan lebih besar daripada air biasa. Sementara, tekanan hidrostatis air akan lebih besar dibanding minyak.
2. Kedalaman Zat Cair [h]
Kedalaman zat cair juga mempengaruhi tekanan hidrostatis pada zat cair. Semakin jauh suatu titik dalam zat cair dari permukaannya, maka akan semakin besar tekanan hidrostatisnya. Maksudnya, tekanan hidrostatis akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman titik zat cair.
Misalnya, pada sebuah wadah diberi tiga lubang yang posisi ketinggiannya berbeda. Jarak pancaran air pada titik atau lubang yang paling bawah akan lebih jauh daripada titik yang berada si atasnya. Hal tersebut dikarenakan lubang yang paling bawah mengalami tekanan hidrostatis yang paling besar dibanding dua titik lain yang ada di atasnya.
3. Percepatan Gravitasi [g]
Percepatan gravitasi juga dapat mempengaruhi tekanan hidrostatis pada zat cair. Percepatan gravitasi yang dikombinasikan dengan massa jenis zat cair, maka akan menghasilkan besaran berat zat cair [S].
Penerapan Tekanan Hidrostatis dalam Kehidupan Sehari-hari
Sebenarnya ada banyak sekali contoh daritekanan hidrostatisyang biasa kita temui di kehidupan sehari-hari. Namun, kerap kali kita tidak menyadari bahwa kejadian tersebut merupakan contoh dari tekanan hidrostatis. Berikut ini beberapa contohnya agar kita makin memahami mengenai materi tekanan zat cair diam ini:
1. Ketika kita menyelam di laut atau kolam, maka kita akan merasakan tekanan hidrostatis yang semakin besar jika kita menyelam semakin dalam.
2. Dasar bendungan pada bagian bawah akan semakin tebal guna menahan tekanan zat cair yang semakin ke bawah semakin besar.
Dalam pemasangan infus, semakin tinggi posisi botol infus, maka akan semakin besar tekanan yang terjadi. Hal ini membuat cairan infus dapat lebih mudah masuk ke aliran darah.
Rumus Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis pada titik kedalaman berapa pun tidak dipengaruhi oleh berat air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air. Tekanan hidrostatis menekan ke segala arah. Satuan tekanan adalah newtonper meter kuadrat [N/m2] atau Pascal [Pa]. Rumus tekanan hidrostatis diformulasikan dengan:
Jadi semakin besar jarak titik ukur dengan permukaan air, maka akan semakin besar tekanan hidrostatis pada titik tersebut. Fenomena ini dapat dilihat pada gambar di bawah di mana semakin besar ketinggian air, maka akan semakin besar pula tekanan hidrostatis di dasar bejana. Akibatnya, air akan muncrat lebih jauh pada bejana sebelah kanan karena tekanan yang lebih tinggi dibandingkan bejana di sebelah kiri.
Rumus di atas digunakan untuk mengetahui nilai tekanan hidrostatis pada bejana tertutup [contohnya: tekanan pada titik tertentu pada air di dalam botol tertutup, tangki air atau tong air yang tertutup].
Jika kita ingin menghitung besar total tekanan pada suatu titik di bawah permukaan air pada tempat terbuka seperti pada danau dan lautdan segala kontainer/wadah terbuka, maka kita perlu menambahkan besar tekanan atmosfer pada perhitungan. Sehingga, total tekanan hidrostatis pada kondisi terbuka adalah sama dengan tekanan hidrostatis air pada titik tersebut ditambah besar tekanan yang bekerja pada permukaan air yang dirumuskan dengan:
Di mana nilai P0 adalah tekanan di permukaan air yang nilainya
Contoh Soal
Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis air 1.000 kg/m³, konstanta gravitasi pada tempat tersebut adalah 10 N/kg. Besar tekanan hidrostatisnya adalah …