Senin, 11 Mei 2020

Tekanan Hidrostatis, kita pahami dengan logika penalaran


Dalam tulisan ini saya akan mencoba melogika atau menalar bagaimana persamaan tekanan hidrostatis diperoleh. Sekarang mari kita bayangkan sebuah benda berbentuk persegi panjang yang memiliki panjang dan lebar, tentu sekarang kita tahu bahwa persegi panjang tersebut memiliki sebuah luas sebesar A. Persegi panjang tersebut berada di dalam air dengan kedalaman h dari permukaan air, seperti gambar di bawah ini
Kita asumsikan molekul air tersebar secara merata, molekul air memiliki massa jenis r sehingga molekul air memiliki massa dan volume. Sekarang kita lihat benda berbentuk persegi tersebut, benda tersebut mendapat tekanan sebesar luas permukaannya yaitu seluas A, tekanan pada benda dikarenakan gaya berat molekul air yang berada di atas benda.

Jika kita lihat, bagian atas benda akan membentuk sebuah bangun balok dengan luas alas A dan tinggi h, dengan adanya luas dan tinggi maka volume bangun balok tersebut dapat diketahui. Bangun balok tersebut berisi molekul-molekul air yang memberikan gaya kepada benda. Jika kita uraikan dengan persamaan tekanan pada zat padat, maka dapat kita tuliskan sebagai berikut


Dimana F merupakan jumlah gaya berat molekul-molekul air yang berada di atas benda, dan A adalah luas benda. Gaya berat (w) bergantung pada massa (m) dan percepatan gravitasi (g). Massa molekul air dapat diperoleh dari persamaan massa jenis air , sehingga persamaan di atas dapat kita tuliskan lagi menjadi

Sedangkan volume adalah hasil perkalian luas benda dengan tinggi/kedalaman (h), sehingga persamaan tersebut menjadi

Dari persamaan tekanan pada zat padat, kita dapat menurunkan persamaan tekanan hidrostatis. Benda yang berada di dalam air seperti sebuah benda dengan luas permukaan (A) yang mendapat gaya tekan (F) dari molekul-molekul air yang berada di atasnya.

Dalam kedalam yang sama apakah benda dengan ukuran yang berbeda akan mendapatkan tekanan yang berbeda? Jawabannya tidak. Benda dengan ukuran yang berbeda dalam kedalaman yang sama akan mendapatkan tekanan hidrostatis yang sama. Karena tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh massa jenis air, percepatan gravitasi, dan kedalaman benda.

Jika kita logika, benda yang kecil akan mempunyai luas yang kecil pula, sehingga jumlah molekul air yang memberikan gaya tekan ke benda juga akan sedikit. Sedangkan benda yang besar akan memiliki luas yang lebih besar, sehingga jumlah molekul air yang menekan benda semakin banyak dan menghasilkan gaya tekan semakin besar pula.

Dari analogi tersebut kita mengetahui bahwa jika luas benda semakin kecil maka gaya tekan yang diterima benda juga semakin kecil, begitu juga sebaliknya jika luas benda semakin besar maka gaya tekan yang diterima benda juga semakin besar. Sekarang kita mengetahui bahwa hubungan antara luas (besar) benda dengan gaya tekan adalah sebanding, dengan hubungan seperti itu maka nilai tekanan hidrostatis akan tetap atau tidak berubah.

Demikian pendapat saya dalam melogika tekanan hidrostatis, semoga bermanfaat dan mohon maaf jika terdapat kesalahan







Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Koneksi Antar Materi - Kesimpulan dan Refleksi Modul 1.1 : Pemikiran Filosofis Pendidikan Ki Hadjar Dewantara

Dalam modul pertama tentang Pemikiran Filosofis Pendidikan Ki Hadjar Dewantara (KHD) memberikan penjelasan mengenai bagaimana pendidikan seh...