Bunyi Hukum utama hidrostatis (Hukum Pokok Hidrostatistis)

Pembahasan berikut adalah tentang hukum utama hidrostatis atau dengan istilah lain sering kita dengar dengan hukum pokok hidrostatis, hukum pokok hidrostatika, hukum utama hidrostatika, hukum utama hidrostatik.

Hukum Utama Hidrostatis

Lakukan percobaan dengan alat Harlt, ukurlah tekanan hidrostatis air dalam bejana pada a dan b, yang terletak pada satu garis horisontal. Berubahkah selisih tinggi raksa h pada saat selaput tipis c berada pada a dan b?

Gambar: Alat Untuk Mengukur Tekanan Hidrostatis

Ternyata selisih tinggi raksa h tidak berubah pada saat selaput tipis c berada pada a dan b (pada kedalaman sama). Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa:

Titik-titik yang berada dalam kedalaman sama (terletak dalam satu bidang horisontal) mempunyai tekanan hidrostatik yang sama. Kesimpulan ini disebut Hukum Utama Hidrostatik.

Catatan: h merupakan besarnya tekanan hidrostatik air pada a dan b dinyatakan dalam cmHg. Bagaimana permukaan zat cair dalam pipa U? lakukan pengamatan di laboratorium.

Rumus Hukum Utama Hidrostatis

Pada gambar di atas, titik A dan B terletak pada satu garis horisontal yang melalui batas kedua zat cair. Karena terletak satu garis horisontal tekanan hidrostatiknya sama: P1 = P2

r1 = massa jenis zat cair pertama
r2 = massa jenis zat cair kedua
h1 = tinggi zat cair pertama di atas garis batas
h2 = tinggi zat cair kedua yang berada di atas garis kedua zat cair

Dari gambar di atas, rumus penyelesaian soalnya sebagai berikut.
P1 = P2
ρ1h1 = ρ2h2 + ρ3h3
P2 = tekanan hidrostatik yang dilakukan oleh air dan minyak

Contoh Soal Hukum Utama Hidrostatis

1. Pipa U dengan luas penampang 10 cm², semula diisi dengan air hingga permukaan air pada kedua kaki sama tinggi. Kemudian kaki kanan pipa U diisi dengan minyak tanah setinggi 10 cm. Bila massa jenis minyak tanah 0,8 g/cm3 dan massa jenis air 1 g/cm³, berapakah beda tinggi permukaan air pada kedua kaki?

Penyelesaian:
Selisih tinggi air pada kedua kaki = h1
Berdasarkan hukum utama hidrostatika:
ρ1h1 = ρ2h2
ρ1h1 = 0,8 × 10
h1 = 8 cm

2. Berapa beda tinggi raksa di kaki kanan dan kiri, jika tinggi minyak tanah h3 cm, tinggi air = h2 cm. Massa jenis raksa, air dan minyak tanah berturut-turut : ρ1 g/cm³; ρ2 g/cm³ dan ρ3 g/cm³.

Penyelesaian:
h1 = tinggi raksa
h2 = tinggi air
h3 = tinggi minyak
ρ1 = massa jenis Hg
ρ2 = massa jenis air
ρ3 = massa jenis minyak
ρ1h1 = ρ2h2 + ρ3h3

Baca juga: Contoh Penerapan Hukum Pascal