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.
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:
Phid = ρgh
Dimana:
ρ = massa jenis fluida
g = pecepatan gravitasi
h = kedalaman fluida
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?
Tidak ada komentar:
Posting Komentar