IPA SMPMTs Kelas VIII
229
Apabila penghisap P ditarik ke atas klep K
1
membuka, klep K
2
menutup sehingga udara dari ruang A masuk ke B dan udara dari C ke luar melalui lubang
D. Pada saat pengisap P bergerak turun klep K
1
menutup dan klep K
2
membuka udara dari B masuk ke C, demikian seterusnya sehingga udara di A dapat
dikeluarkan menggunakan pompa isap udara. Isilah sebuah bejana berhubungan dengan air.
Bagaimana kedudukan permukaan-permukaan air dalam setiap pipanya? Mendatar bukan?
Gejala ini disimpulkan sebagai hukum bejana berhubungan yang bunyinya sebagai berikut:
”Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, dalam keadaan seimbang, permukaan zat cair dalam bejana-bejana itu terletak pada sebuah bidang
mendatar” bila tidak ada pipa kapiler.
4. Hukum utama hidrostatik
Lakukan percobaan dengan alat Harlt, ukurlah tekanan hidrostatis air dalam bejana pada a dan b, yang terletak pada satu garis horisontal. Berubahkah selisih tinggi raksa h pada
saat selaput tipis c berada pada a dan b? Ternyata selisih tinggi raksa h tidak berubah pada saat selaput tipis c berada pada a dan
b pada kedalaman sama. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa:
Gambar 13.30 Bejana berhubungan
k
2
k
1
B A
D C
P
Gambar 13.29 Pompa tekan udara
Gambar 13.31 Mengukur tekanan hidrostatik
h a
b
Di unduh dari : Bukupaket.com
230
IPA SMPMTs Kelas VIII
Titik-titik yang berada dalam kedalaman sama terletak dalam satu bidang horisontal mempunyai tekanan hidrostatik yang sama.
Kesimpulan ini disebut Hukum Utama Hidrostatik. Catatan: h merupakan besarnya tekanan hidrostatik air pada a dan b dinyatakan dalam
cmHg. Bagaimana permukaan zat cair dalam pipa U? lakukan pengamatan di laboratorium.
Pada gambar 13.33 titik A dan B terletak pada satu garis horisontal yang melalui batas kedua zat cair. Karena terletak satu garis horisontal tekanan hidrostatiknya sama: P
1
= P
2
ρ
1
gh
1
= ρ
2
gh
2
ρ
1
h
1
= ρ
2
h
2
r
1
= massa jenis zat cair pertama r
2
= massa jenis zat cair kedua h
1
= tinggi zat cair pertama di atas garis batas h
2
= tinggi zat cair kedua yang berada di atas garis kedua zat cair
Dari gambar 13.34, rumus penyelesaian soalnya sebagai berikut.
P
1
= P
2
ρ
1
h
1
= ρ
2
h
2
+ ρ
3
h
3
P
2
= tekanan hidrostatik yang dilakukan oleh air dan minyak
Contoh soal:
1. Pipa U dengan luas penampang 10 cm
2
, semula diisi dengan air hingga permukaan air pada kedua kaki sama tinggi. Kemudian kaki kanan pipa U diisi dengan minyak tanah
setinggi 10 cm. Bila massa jenis minyak tanah 0,8 gcm
3
dan massa jenis air 1 gcm
3
, berapakah beda tinggi permukaan air pada kedua kaki?
Penyelesaian: Selisih tinggi air pada kedua kaki = h
1
Berdasarkan hukum utama hidrostatika: ρ
1
h
1
= ρ
2
h
2
ρ
1
h
1
= 0,8 × 10
h
t
= 8 cm
}
}
ρ
2
h
2
h
1
ρ
1
Gambar 13.32
Gambar 13.33
ρ
1
}
h
1
ρ
3
ρ
2
h
2
h
2
} }
A B
B A
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA SMPMTs Kelas VIII
231
2. Berapa beda tinggi raksa di kaki kanan dan kiri, jika tinggi minyak tanah h
3
cm, tinggi air = h
2
cm. Massa jenis raksa, air dan minyak tanah berturut-turut : ρ
1
gcm
3
; ρ
2
gcm
3
dan ρ
3
gcm
3
. Penyelesaian:
h
1
= tinggi raksa h
2
= tinggi air h
3
= tinggi minyak ρ
1
= massa jenis Hg ρ
2
= massa jenis air ρ
3
= massa jenis minyak ρ
1
h
1
= ρ
2
h
2
+ ρ
3
h
3
h
1
=
5. Bejana Berhubungan dengan Pipa Kapiler
