Bejana Berhubungan Langkah Kerja

240 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Tekanan Contoh Soal Sebuah dongkrak hidraulis memiliki penampang kecil dan besar masing-masing 10 cm 2 dan 100 cm 2 . Jika beban seberat 200 N diletakkan pada penampang besar, tentukan gaya yang diperlukan untuk menekan penampang kecil Penyelesaian: Diketahui: A 1 = 100 cm 2 A 2 = 10 cm 2 G F 1 = 200 N Ditanyakan: G F 2 =…? Jawab: = = G F 2 = 20 N Jadi, besar gaya angkat yang digunakan untuk menekan penampang kecil adalah 20 N. A 1 G F 1 A 2 G F 2 10 G F 2 100 200

3. Bejana Berhubungan

Pernahkah kamu mengamati bentuk per- mukaan air dalam teko atau selang yang ditekuk? Ternyata, permukaan zat cair tersebut tetap mendatar, dan tidak terpengaruh bentuk tempat zat cair itu. Teko dan selang termasuk bejana ber- hubungan. Hal ini kemudian dinyatakan dalam hukum yang terkenal dengan nama hukum bejana berhubungan. Hukum bejana berhubung- an berbunyi: Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama dan berada dalam keadaan setimbang maka permukaan zat cair dalam bejana- bejana terletak pada sebuah bidang datar. Kerja Mandiri 2 Kerjakan soal berikut dengan tepat 1. Sebut dan jelaskan bunyi hukum Pascal 2. Sebuah mobil dengan berat 2.000 N diangkat dengan dongkrak hidraulis. Jika luas penampang kecil dan besar masing-masing 8 cm 2 dan 40 cm 2 , tentukan gaya tekan pada penampang kecil 3. Sebuah dongkrak mempunyai perbandingan luas penampang kecil dan besar 1 : 5. Jika pada penampang besar diberi beban 4.000 N, tentukan gaya yang harus diberikan pada penampang kecil Hukum Bejana Berhubungan Gambar 19.10 Permukaan air dalam teko membentuk suatu bidang datar A 1 = 100 cm 2 A 2 = 10 cm 2 200 N G F 2 = . . . ? Di unduh dari : Bukupaket.com 241 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Tekanan Hukum bejana berhubungan membahas mengenai zat cair sejenis dalam bejana berhubungan. Lalu, apa yang akan terjadi jika bejana berhubungan tersebut diisi dengan beberapa zat cair tidak sejenis? Untuk kasus seperti ini digunakan prinsip tekanan hidrostatis, yaitu tekanan zat cair akan sama pada kedalaman yang sama. Perhatikan gambar 19.11 di samping Tekanan hidrostatis pada titik A akan sama dengan tekanan hidrostatis pada titik B se- hingga diperoleh persamaan: P A = P B U 1 . g . h 1 = U 2 . g . h 2 U 1 . h 1 = U 2 . h 2 . . . 19.6 Keterangan: U 1 : massa jenis zat cair 1 kgm 3 U 2 : massa jenis zat cair 2 kgm 3 h 1 : ketinggian zat cair 1 m h 2 : ketinggian zat cair 2 m Berdasarkan peristiwa di atas, tampak bahwa tinggi permukaan zat cair tidak sejenis tidak sama. Dengan demikian, prinsip bejana berhubungan tidak berlaku. Beberapa hal yang menyebabkan prinsip bejana berhubungan tidak berlaku antara lain sebagai berikut. a. Bejana diisi oleh zat cair yang memiliki massa jenis berbeda. b. Bejana dalam keadaan tertutup, baik salah satu bejana maupun kedua- duanya. c. Adanya unsur pipa kapiler pada bejana, yaitu pipa kecil yang memungkinkan air menaiki sisi bejana. Peristiwa bejana berhubungan banyak dijumpai dalam kehidupan sehari- hari di antaranya: a. air dalam teko, b. alat pengukur kedataran suatu permukaan water pass, dan c. penyaluran air melalui selang pada tempat dengan ketinggian yang sama. Contoh Soal Tentukan tinggi zat cair 1 yang mempunyai massa jenis 800 kgm 3 , jika tinggi zat cair 2 h 2 adalah 2 cm dan massa jenis zat cair 2 adalah 1.000 kgm 3 Penyelesaian: Diketahui: U 1 = 800 kgm 3 U 2 = 1.000 kgm 3 h 2 = 2 cm Gambar 19.11 Bejana berhubungan yang diisi dengan zat cair yang massa jenisnya berbeda A B U 1 U 2 h 1 h 2 A B U 1 U 2 h 1 h 2 Di unduh dari : Bukupaket.com 242 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Tekanan Ditanyakan: h 1 =…? Jawab: U 1 . h 1 = U 2 . h 2 800 . h 1 = 1.000 . 2 h 1 = 2,5 cm Jadi, tinggi zat cair 1 adalah 2,5 cm. Kerja Mandiri 3 Kerjakan soal berikut dengan tepat 1. Jelaskan bunyi hukum bejana berhubungan 2. Jelaskan hal-hal yang menyebabkan hukum bejana berhubungan tidak berlaku 3. Tentukan tinggi zat cair 1 yang mempunyai massa jenis 700 kgm 3 , jika tinggi zat cair 2 h 2 adalah 4 cm dan massa jenis zat cair 2 adalah 1.000 kgm 3 Gambar 19.12 Setiap benda dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas

4. Hukum Archimedes