Fisika SMAMA XI
214
Ketinggian air raksa pada Barometer pipa U di suatu tempat adalah 760 mm.
a. Berapakah tekanan atmosfer di tempat itu bila r air raksa adalah
13,595 u 10
3
kgm
3
? b.
Jika pipa tidak berisi air raksa tetapi digunakan air, berapa tinggi kolom air di tempat itu?
Penyelesaian : Diketahui :
h = 760 mm,
r
air raksa
= 13,595 u 10
3
kgm
3
. Jawab :
a. Dengan menggunakan persamaan 9 maka:
P = 13,595
u 10
3
kgm
3
9,8 mdet
2
760 u 10
-3
m = 101,255 Pa
b. Jika pipa tidak berisi air raksa tetapi air yang kerapatannya
1.000 kgm
3
. 101,255 = 10
3
kgm
3
9,8 mdet
2
hm h = 10,3 m atau 10300 mm
Tekanan diberi satuan mm Hg, atau ftH
2
O atau atm: 1 atm
= 760 mmHg = 33,9 ft H
2
O = 101,325 kPa
1 mmHg = 1 torr = 133,3 Pa
Ketinggian kolom barometer air raksa pada suatu ruangan pada suhu -5 ° adalah 740 cm. Kerapatan air raksa saat itu adalah 1,3608x10
4
kgm
3
. Berapa tekanan udara di ruang itu?
Penyelesaian : Diketahui :
U = 1,3608 u 10
4
kgm
3
, h = 7,40 m
Contoh Soal 3
Contoh Soal 4
215
Fisika SMAMA XI
Jawab : P = rgh
= 1,3608 u 10
4
kgm
3
9,8 mdet
2
7,40 m = 98,69 kPa
dalam atm = 98,69 kPa101,325 kPaatm = 0,97 atm
4. Hukum Pascal
Ambillah kembali botol plastik bekas minuman pada percobaan di atas. Isilah botol tadi dengan air sampai penuh.
Perhatikan apa yang terjadi. Bila kemudian kita memberikan tekanan pada air di dalam botol di bagian atas, apa yang
terjadi? Bandingkan jarak maksimal sebelum kalian memberi tekanan, dan setelah diberi tekanan? Apakah setelah diberi
tekanan jarak maksimal bertambah dengan penambahan yang sama untuk semua lubang?
Kita telah mengetahui bahwa tekanan pada kedalaman yang sama adalah sama. Hal ini akan tampak dengan jarak
tetesan air sama pada seluruh lubang. Jika pada percobaan sederhana di atas setelah diisi air kemudian ditekan maka air
akan mendapat pertambahan tekanan yang sama di seluruh fluida. Keadaan ini dikenal sebagai hukum Pascal.
Hukum Pascal berbunyi tekanan yang diberikan pada suatu cairan pada bejana yang tertutup diteruskan ke
setiap titik dalam fluida dan ke dinding bejana.
Salah satu contoh penggunaan hukum Pascal adalah pada dongkrak
hidrolik. Gambar dongkrak hidrolik adalah Gambar 7.6.
Gambar 7.6 Dongkrak hidrolik,tekanan pada luasan. A
1
diteruskan fluida sampai ke luasan A
2
.
Fisika SMAMA XI
216
Bila pada permukaan A
1
diberi gaya F
1
maka tekanan di A
1
akan diteruskan sehingga cairan akan mendapat tambahan tekanan sebesar:
Ujung permukaan A
2
juga akan mendapat penambahan tekanan yang sama sehingga gaya ke atas pada permukaan A
2
adalah: .... 13
Bila permukaan A
2
lebih luas daripada permukaan A
1
maka gaya dorong pada permukaan A
2
lebih besar daripada gaya yang diberikan di A
1
. Jadi dengan gaya yang kecil di A
1
kita akan mendapatkan gaya jauh lebih besar yang cukup untuk mengangkat beban berat yang diletakkan di
permukaan A
2
. Salah satu alat yang menggunakan hukum Pascal adalah
pengepres hidrolik. Silinder kecil yang terdiri atas sebuah pompa yang memompakan cairan ke silinder besar. Jika
pengungkit ditekan ke bawah maka pada katup pada bagian atas pipa akan mendapat dorongan yang besar.
Contoh Soal 5
Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa besar memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memilki jari-jari
2 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila berat mobil adalah 15.000 N?
Penyelesaian : Diketahui :
R
1
= 2 cm, R
2
= 25 cm, F
2
= 15.000 N Jawab :
Dengan menggunakan persamaan 13:
Jadi, gaya yang harus dikerahkan sebesar 9,6 N.
217
Fisika SMAMA XI
5. Hukum Archimedes
Perhatikan beberapa benda-benda di sekitarnya yang dimasukkan dalam air. Ada yang mengapung, melayang, dan
tenggelam. Kapan sebuah benda akan mengapung melayang atau tenggelam? Bila benda tadi tetap di tempatnya atau tidak
bergerak ke atas atau ke bawah bagaimana gaya yang bekerja pada benda tersebut?
Percobaan sederhana: Ambillah sepotong gabus. Letakkan di atas air. Apa yang
terjadi? Gabus akan mengapung bukan? Tekanlah gabus agar seluruh gabus berada di dasar air. Lalu
lepaskan. Apa yang terjadi? Gabus akan bergerak ke atas sampai kemudian mengapung, bukan?
Gaya yang diberikan oleh fluida pada benda yang berada di dalamnya dinamakan gaya apung. Hal yang
memengaruhi gaya apung adalah kerapatan benda dan volume benda.
Bunyi hukum Archimedes Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya ataupun
sebagian dalam suatu fluida benda itu akan mendapat gaya ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan.
Percobaan sederhana: Ambillah gelas, kemudian masukkan air ke dalam
gelas tersebut. Masukkan gabus perlahan-lahan. Apa yang terjadi pada air? Saat bagian gabus yang tercelup
sebagian, berapa banyak air yang tumpah? Jika seluruh gabus dimasukkan ke dalam air, berapa banyak
volume air yang tumpah?
Sekarang kalian memahami banyaknya air yang dipindahkan oleh gabus adalah banyaknya air yang
tumpah. Saat sebagian gabus yang masuk maka vo- lume air yang dipindahkan sama dengan volume bagian
gabus yang tercelup air. Saat seluruh bagian gabus tercelup air, maka volume air yang dipindahkan sama
dengan volume bagian gabus yang tercelup air. Saat seluruh bagian gabus tercelup maka volume gabus
yang dipindahkan sama dengan volume seluruh gabus.
