29
RT p
R .
g 1
y .
T 1
…………………………… 3.2.24
3.3. Tekanan dinyatakan dengan ketingian kolom fluida
Tekanan fluida pada kedalaman h dari permukaan, sebagaimana ditunjukkan oleh persamaan 3.2.15, p =
.h Jika
dianggap konstan, maka ada hubungan linier antara p dan h. Maka tekanan gaya persatuan luas adalah ekuivalen dengan ketinggian h dari
sejumlah fluida dengan berat jenis konstan. Oleh karena itu akan lebih mudah untuk menyatakan tekanan dengan ketinggian kolom fluida dari pada gaya
persatuan luas.
Gb 3.3.1 Tekanan dinyatakan dalam ketinggian fluida Dari persamaan 3.2.15, maka
h =
p
……………………………………… 3.3.1
Hubungan antara p dan h pada persamaan 3.3.1 ini bisa digunakan apabila menggunakan sistim satuan yang konsisten. Jika p dalam lb ft
2
,
harus dalam lb ft
3
, h akan ketemu dalam ft. Dalam satuan SI, p dinyatakan dalam kilo Paskal = kN m
2
,
dalam kNm
3
, maka h dalam meter. Apabila tekanan dinyatakan dalam psi maka faktor konvensinya adalah sbb:
30 h ft H
2
O =
psi psi
308
, 2
4 ,
62 144
h m H
2
O =
kPa kPa
1020
, 81
, 9
yB pB
yA pA
konstan ………………… 3.3.2 3.4. Hidrostatiska
Persamaan 3.2.13 dapat juga ditulis daalam bentuk; p
1
-p
2
=
y
2
-y
1
= g y
2
-y
1
……………………… 3.4.1
atau lebih umum dinyatakan sebagai
h p
.
…………… 3.4.2
dengan h beda tinggi antara titik-titik yang akan dihitung beda tekanannya. Suku
p
= pressure head y = potential head terhadap suatu datum sembarang
p
+ y = piezometric head Jika dituliskan p
2
- p
1
= -y
2
- y
1
artinya peningkatan pressure head sama dengan penurunan potensial head
Jika dituliskan
1 1
y p
2 2
y p
artinya piezometric head dalam zat cair
diam yang homogen selalu konstan. Hal ini ditunjukkan dalam gambar 3.4.1.a Pressure head pada B adalah
B
p dan pada A adalah
A
p . Intensitas tekanan
p atau pressure head
p
, tentu saja lebih besar di A dari pada di B. Demikian pula potential head y lebih besar di B dari pada di A.Akan tetapi jumlah
antara Pressure head dan potential head yang disebut piezometric head yang diukur dengan piezometer di B dan A sama besar.
Kalau dalam sebuah wadah terdapat beberapa zat cair dengan kerapatan berbeda dan semua dalam keadaan diam, zat cair yang bermacam-macam
tersebut akan membentuk lapisan-lapisan horizontal dengan zat cair yang
31 kerapatannya paling tinggi terdapat di paling bawah. Sedangkan yang
kerapatannya paling rendah terletak di paling atas, dengan catatan masing- masing tidak melarutkan yang lainnya. Ini bisa dilihat pada gambar 3.4.1.b
a b
Gbr 3.4.1 Piezometric head dalam zat cair diam. a Zat cair homogen.b Beberapa zat cair dengan kerapatan berbeda.
Jika kerapatan zat cair yang paling ringan adalah
1
dan kedalamannya h
1
yang berikutnyaa
2
dan h
2
dan seterusnya. Tekanan pada antarmuka yang pertama adalah:
p
1
= p +
1
gh
1
dengan p tekanan pada permukaan zat cair yang lebih atas. Tekanan pada
antarmuka kedua adalah: p
2
= p
1
+
2
gh
2
= p +
1
gh
1
+
2
gh
2
dan seterusnya.
32
Contoh:
Batas kedalaman yang boleh ditempuh dengan aman oleh seorang penyelam adalah sekitar 50 meter. Berapakah intensitas tekanan pada kedalaman itu
dalam a air tawar, b air laut.
Penyelesaian :
a. Dari persamaan 3.4.2, p = gh = 10009.8150 = 4.91x 10
5
pa ukur b.
Gravitasi jenis air laut 1.025, maka p = 1.02510009.8150 = 5.03 x 10
5
pa ukur
3.5. Manometer
Kategori