TEKANAN HIDROSTATIS

Tekanan pada zat cair (fluida) secara umum dibedakan menjadi dua jenis tekanan, yakni tekanan pada zat cair yang tidak bergerak (mengalir) serta tekanan yang zat cair yang bergerak (mengalir).
Pada pembahasan kali ini kita akan lebih memfokuskan tekanan pada zat cair yang tidak bergerak atau yang lebih dikenal dengan Tekanan Hidrostatis. Secara konseptual tekanan hidrostatis adalah tekanan yang  berlaku pada fluida atas dasar Hukum Pascal.
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang diberikan oleh gaya berat zat cair itu sendiri pada suatu luas bidang tekan. Dengan asumsi bahwa zat cair dalam bentuk lapisan-lapisan sesuai dengan tingkat kedalaman yang terukur dari permukaan zat cair. Maka tekanan hidrostatis  zat cair adalah sama besar untuk setiap bagian zat cair yang memiliki kedalaman yang sama.
Perhatikan gambar !

Besarnya tekanan hidrostatis :
p = F / A  ….. (1)
karena gaya (F) yang bekerja adalah merupakan gaya berat zat cair (w) yang berada di atasnya, sedangkan w = m.g ,maka persamaan (1) menjadi ..
p = w / A
p = m.g / A   …. (2)
massa ( m ) zat cair,apabila dihubungkan dengan massa jenis ( ρ ) dan volume ( V ) menjadi : m = ρ . V maka,
p =  ρ . g . V / A  …. (3)
karena V / A merupakan pembagian antara volume dengan luas bidang yang akan menghasilkan komponen tinggi (kedalaman) sehingga ,Tekanan hidrostatis dirumuskan sebagai,
p = ρ . g . d  …. (4)
dimana :
p = tekanan hidrostatis  (N/m2)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
d = kedalaman zat cair (m)

Zat dan Wujudnya

Zat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Maksud dari menempati ruang disini adalah memiliki volume. Zat secara umum dibagi menjadi tiga antara lain zat padat, zat gas dan zat cair. Tetapi karena didunianya ini sebenarnya pembagian tersebut tidak cukup untuk menggolongkan macam-macam zat. Pembahasan selanjutnya akan dibahas lebih detail pada pelajaran kimia. Pelajaran kimia sendiri akan dibahas di kelas 10 sampai dengan kelas 13

Zat Padat
Benda dikatakan termasuk zat padat bila memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

• Jarak antar partikelnya sangat rapat
• Gaya tarik antar partikelnya sangat kuat
• Bentuknya tetap
• Volumenya tetap

Karena gaya tarik antar partikel pada zat padat sangat kuat maka bentuk zat padat cenderung tetap bila tidak ada gaya atau reaksinya yang mempengaruhinya. Contoh zat padat adalah batu, kayu, besi dll.

Zat Cair
Ciri-ciri zat cair adalah sebagai berikut :

• Jarak antar partikelnya agak renggang
• Gaya tarik antar partikelnya agak kuat
• Volumenya tetap
• Bentuknya berubah

Gaya tarik antar partikel zat cair agak kuat artinya lebih lemah dibanding dengan gaya tarik pada partikel zat padat. Agak lemahnya gaya tarik ini mengakibatkan bentuk zat cair dapat berubah-ubah sesuai dengan tempatnya (wadahnya).

Zat Gas
Zat gas mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

• Jarak antar partikelnya sangat renggang
• Gaya tarik antar partikelnya sangat lemah
• Volumenya berubah
• Bentuknya berubah

Lemahnya gaya tarik menarik antar partikel pada zat gas menyababkan bentuk dan volume zat gas selalu berubah sesuai dengan ruang yang ditempatinya. Yang menjadi ciri khas suatu zat sehinggaa dapat membedakan dari satu zat dengan zat lain adalah massa jenis.

Massa Jenis
Massa jenis adalah perbandingan antara besarnya massa suatu zat dengan volume zat tersebut. Setiap zat mempunyai massa jenis yang berbeda-beda. Massa jenis zat tidak dipengaruhi oleh bentuk benda. Walaupun bentuk benda berbeda-beda selama terbuat dari jenis bahan yang sama maka massa jenis zat tersebut adalah sama. Kadang-kadang massa jenis juga disebut dengan rapat massa.
Untuk menentukan besar massa jenis suatu zat dipergunakan persamaan sebagai berikut :

Gaya Kohesi dan Adhesi
Gaya kohesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang sejenis, sebagai contoh partikel raksa dengan partikel raksa, partikel air dengan partikel air, dll.
Gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang tak sejenis, sebagai contoh gaya tarik menarik antar partikel kapur dengan partikel papan tulis, partikel tinta dengan partikel kertas, dll.

Bagaimana dengan permukaan zat cair dalam tabung kaca? Jika kohesi lebih besar daripada adhesi, maka permukaan zat cair dalam tabung kaca adalah meniskus cembung, contohnya raksa yang berada di dalam tabung kaca. Sedangkan jika kohesi lebih kecil daripada adhesi, permukaan zat cair dalam tabung kaca adalah meniskus cekung, misalnya air dalam tabung kaca. Terakhir, jika kohesi sama dengan adhesi, permukaan zat cair dalam tabung kaca adalah datar (lurus). perhatikan, kohesi disini adalah gaya tarik menarik antarpartikel zat cair dengan zat cair. sedang adhesi adalah gaya tarik menarik antarpartikel zat cair dengan partikel kaca.

Kapilaritas
Adalah peristiwa merembesnya zat cair melalui celah-celah kecil. Kapilaritas disebabkan karena adanya gaya Adhesi antaraa partikel zat cair dengan partikel zat yang lain.
Contoh kapilaritas adalah naiknya minyak pada sumbu kompor, basahnya baju ketika dicuci, dan lain-lain.
Apabila raksa dimasukkan kedalam pipa kapiler maka raksa yang ada pada pipa yang lebih besar akan lebih tinggi dari pada pipa yang lebih kecil, ini disebabkan karena gaya kohesi raksa lebih besar dari pada gaya adhesi raksa dengan partikel pipa kapiler. Sedangkan apabila air dimasukkan kedalam pipa kapiler maka air yang berada pada pipa yang lebih besar akan lebih rendah dari pada pada pipa yang lebih kecil, hal ini disebabkan karena gaya adhesi partikel air dengan partikel pipa kapiler lebih besar dari pada gaya kohesinya. Peristiwa yang terjadi pada raksa tersebut disebut dengan miniskus cembung, dan yang terjadi pada air disebut dengan miniskus cekung.