Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasannya: 14 Nomor dari Rumus Dasar sampai Pipa U
Contoh soal tekanan hidrostatis lengkap dengan pembahasan langkah demi langkah, 14 nomor bertingkat dari substitusi rumus P = rho g h sampai gaya pada dinding bendungan. Kamu akan menemukan arti tiap simbol, tabel massa jenis dan satuan tekanan, alasan bentuk wadah serta luas alas tidak berpengaruh, beda tekanan mutlak dengan tekanan gauge, plus soal dua fluida tak bercampur di pipa U.

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dirasakan sebuah titik di dalam zat cair diam akibat berat kolom fluida di atasnya, dan besarnya dihitung dengan rumus P = ρ g h. Kumpulan contoh soal tekanan hidrostatis di halaman ini disusun bertingkat sebanyak 14 nomor, semuanya dengan pembahasan langkah demi langkah, supaya kamu tidak sekadar menghafal rumus tetapi paham kapan tekanan atmosfer ikut dijumlahkan dan kapan tidak.
Fluida statis termasuk bab yang jawabannya gampang meleset bukan karena rumusnya rumit, melainkan karena tiga hal kecil: satuan yang belum diseragamkan, kedalaman h yang diukur dari tempat yang keliru, dan tertukarnya tekanan hidrostatis dengan tekanan mutlak. Artikel ini membereskan ketiganya lebih dulu, baru masuk ke soal.
Pengertian Tekanan Hidrostatis dan Kesepakatan Angka di Artikel Ini
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dialami satu titik di dalam zat cair yang diam, semata-mata karena berat kolom zat cair yang berada tepat di atas titik itu. Kata "hidro" merujuk pada zat cair dan "statis" berarti fluidanya tidak mengalir. Karena sumbernya berat kolom fluida, makin dalam posisi titik yang ditinjau, makin besar tekanan yang ia rasakan. Itulah sebabnya telingamu terasa ditekan saat menyelam ke dasar kolam, padahal saat mengapung di permukaan tidak terasa apa-apa.
Satu hal yang wajib kamu pegang sejak awal: tekanan hidrostatis hanya menghitung sumbangan kolom fluida. Tekanan udara yang menekan permukaan zat cair belum termasuk di dalamnya. Begitu tekanan atmosfer ikut dijumlahkan, namanya berubah menjadi tekanan mutlak. Beda sederhana ini adalah sumber salah jawab paling banyak di ujian dan akan dibahas tuntas di bagian tersendiri.
Supaya seluruh perhitungan di artikel ini konsisten dan bisa kamu cek ulang satu per satu, tiga nilai berikut dipakai di semua soal kecuali soalnya menyebut angka lain secara eksplisit.
Kesepakatan angka di artikel ini: percepatan gravitasi g = 10 m/s², massa jenis air tawar ρ = 1.000 kg/m³, dan tekanan atmosfer di permukaan laut P₀ = 1 × 10⁵ Pa. Nilai baku internasionalnya sebenarnya 9,80665 m/s² untuk percepatan gravitasi standar dan 101.325 Pa untuk satu atmosfer standar, tetapi soal SMA dan tryout di Indonesia hampir selalu memakai pembulatan di atas supaya angkanya rapi. Kalau soalmu menulis g = 9,8 m/s², tinggal ganti angkanya, langkahnya tetap sama.
Rumus Tekanan Hidrostatis dan Arti Tiap Simbol
Rumus tekanan hidrostatis hanya satu baris, yaitu Ph = ρ g h. Tiga simbol di dalamnya punya arti yang harus kamu bedakan dengan tegas.
- ρ (dibaca rho) adalah massa jenis zat cair, satuannya kilogram per meter kubik (kg/m³). Kalau soal memberi angka dalam g/cm³, kalikan 1.000 untuk mendapat kg/m³. Air 1 g/cm³ sama dengan 1.000 kg/m³.
- g adalah percepatan gravitasi, satuannya meter per sekon kuadrat (m/s²). Di artikel ini nilainya 10 m/s².
- h adalah kedalaman titik yang ditinjau, diukur tegak lurus ke bawah dari permukaan zat cair, satuannya meter. Ini bukan tinggi wadah, bukan pula jarak titik itu dari dasar. Kalau soal menyebut "sebuah lubang berada 30 cm dari dasar bejana setinggi 1,2 m", maka h yang dipakai adalah 1,2 dikurangi 0,3, yaitu 0,9 m.
Cek satuannya supaya kamu yakin rumusnya benar. Kilogram per meter kubik dikali meter per sekon kuadrat dikali meter menghasilkan kg/(m·s²). Bentuk itu identik dengan newton per meter persegi, dan satu newton per meter persegi persis sama dengan satu pascal (Pa). Jadi hasil akhir P selalu berupa pascal selama ρ, g, dan h sudah dalam satuan SI.
Perhatikan juga apa yang tidak ada di dalam rumus itu: tidak ada luas alas, tidak ada volume, tidak ada massa total zat cair, dan tidak ada bentuk wadah. Ketiadaan itu bukan kelalaian penulis rumus, melainkan inti dari bab ini, dan akan dijelaskan di bagian paradoks hidrostatis.
Tabel Massa Jenis dan Satuan Tekanan yang Perlu Kamu Kenali
Sebagian soal tidak memberi nilai massa jenis dan mengharapkan kamu mengingatnya, terutama untuk air dan raksa. Tabel berikut memakai nilai rujukan dari tabel massa jenis OpenStax University Physics, ditambah kolom nilai yang lazim dibulatkan di soal sekolah.
| Zat cair | Massa jenis rujukan (kg/m³) | Nilai yang lazim dipakai di soal |
|---|---|---|
| Air tawar | 1,00 × 10³ | 1.000 |
| Air laut (bervariasi menurut kadar garam) | sekitar 1,02 × 10³ | 1.025 atau 1.030 |
| Darah | 1,05 × 10³ | 1.050 |
| Gliserin | 1,26 × 10³ | 1.260 |
| Raksa | 1,36 × 10⁴ | 13.600 |
| Minyak zaitun | 9,20 × 10² | minyak goreng sering dibulatkan 800 |
| Alkohol etil | 8,06 × 10² | 800 |
| Bensin | 6,80 × 10² | 700 |
Untuk satuan tekanan, empat konversi ini cukup untuk hampir semua soal: 1 pascal sama dengan 1 N/m²; 1 kilopascal (kPa) sama dengan 1.000 Pa; 1 bar sama dengan 100.000 Pa; dan satu atmosfer standar sama dengan 101.325 Pa, yang di soal sekolah dibulatkan menjadi 1 × 10⁵ Pa. Kalau sebuah soal menyebut hasil dalam kPa sedangkan hitunganmu dalam Pa, jangan lupa bagi 1.000 sebelum mencocokkan dengan pilihan jawaban.
Kenapa Tekanan Hidrostatis Tidak Bergantung Bentuk Wadah dan Luas Alas
Inilah bagian yang paling sering membuat siswa bingung, dan namanya paradoks hidrostatis. Bayangkan tiga wadah dengan bentuk berbeda: satu tabung lurus, satu kerucut yang melebar ke atas, dan satu wadah aneh yang menyempit lalu melebar lagi. Ketiganya diisi air sampai tinggi permukaannya sama, katakanlah 50 cm. Massa air di dalam ketiganya jelas berbeda jauh. Namun tekanan hidrostatis di dasar ketiga wadah itu sama persis, yaitu 1.000 × 10 × 0,5 = 5.000 Pa.
Kenapa bisa begitu? Karena tekanan adalah gaya per satuan luas, bukan gaya. Saat wadah melebar ke atas, kolom air memang lebih berat, tetapi berat tambahan itu ditanggung oleh dinding miring wadah, bukan oleh alasnya. Saat wadah menyempit ke atas, air yang lebih sedikit tetap menghasilkan tekanan yang sama karena dinding wadah menekan balik ke bawah. Yang menentukan hanyalah seberapa tinggi kolom fluida di atas titik yang kamu tinjau. Buku teks OpenStax University Physics menuliskannya dengan lugas: tekanan di dalam fluida hanya bergantung pada kedalaman dari permukaan dan bukan pada bentuk wadah.
Konsekuensi praktisnya ada dua dan keduanya sering diujikan:
- Tekanan sama, gaya belum tentu sama. Gaya pada alas dihitung dengan F = P × A. Dua wadah dengan tinggi air sama punya tekanan dasar identik, tetapi wadah dengan alas lebih luas menerima gaya total lebih besar. Soal nomor 5 di bawah menguji persis titik ini.
- Zat cair sejenis yang terhubung selalu rata. Pada bejana berhubungan, permukaan air di semua kaki berada pada ketinggian yang sama berapa pun bentuk dan diameter tiap kaki, karena kalau tidak sama, selisih tekanan akan mendorong air mengalir sampai rata.
Cara cepat mengetes pemahamanmu: kalau sebuah soal memberi data luas alas, volume, atau massa air, lalu bertanya tekanan hidrostatis, data itu kemungkinan besar pengecoh. Yang kamu butuhkan cuma ρ, g, dan h. Data luas baru terpakai kalau pertanyaannya berubah menjadi gaya.
Tekanan Mutlak, Tekanan Gauge, dan Bedanya dengan Tekanan Hidrostatis
Alat ukur tekanan biasa seperti manometer dan pengukur tekanan ban dikalibrasi supaya menunjuk nol saat berada di udara terbuka. Angka yang ia tampilkan karena itu bukan tekanan sebenarnya, melainkan selisih terhadap tekanan atmosfer. Angka itulah yang disebut tekanan gauge atau tekanan terukur. Tekanan mutlak adalah tekanan gauge ditambah tekanan atmosfer, seperti dirumuskan OpenStax: pabs = pg + patm.
Pada zat cair diam di wadah terbuka, tekanan gauge di kedalaman h besarnya persis sama dengan tekanan hidrostatis ρ g h. Maka tiga istilah itu bisa dirapikan seperti ini.
| Istilah | Rumus | Yang dihitung | Contoh nilai di kedalaman 2 m air tawar |
|---|---|---|---|
| Tekanan hidrostatis | Ph = ρ g h | Hanya sumbangan kolom zat cair | 20.000 Pa |
| Tekanan gauge (terukur) | Pgauge = Pabs - P₀ | Selisih terhadap tekanan udara luar, pada wadah terbuka nilainya sama dengan ρ g h | 20.000 Pa |
| Tekanan mutlak (total) | Pabs = P₀ + ρ g h | Tekanan sesungguhnya termasuk tekanan atmosfer | 120.000 Pa |
Cara membaca perintah soal supaya tidak salah pilih rumus: kalau soal menulis "tekanan hidrostatis", "tekanan oleh zat cair", atau "tekanan terukur", jawabannya ρ g h saja. Kalau soal menulis "tekanan mutlak", "tekanan total", atau "tekanan yang dialami penyelam termasuk tekanan udara", barulah kamu tambahkan P₀. Kalau soal cuma menulis "tekanan di dasar" tanpa keterangan lain, lihat pilihan jawabannya; kehadiran angka yang berselisih tepat 100.000 Pa biasanya menandakan soal itu menguji perbedaan ini.
Hukum Pascal dan Bejana Berhubungan Secukupnya
Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Dari sana lahir rumus dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, dan rem cakram mobil:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Karena luas penampang lingkaran sebanding dengan kuadrat diameternya, perbandingan gayanya menjadi F₂ / F₁ = (D₂ / D₁)². Menaikkan diameter dua kali lipat berarti gayanya terkuat empat kali lipat, bukan dua kali. Kesalahan lupa mengkuadratkan ini termasuk yang paling mahal di soal pilihan ganda karena pengecohnya selalu disiapkan.
Bejana berhubungan adalah penerapan langsung dari sifat tekanan hidrostatis. Untuk satu jenis zat cair, permukaannya selalu sejajar di semua kaki. Untuk dua zat cair berbeda yang tidak bercampur, permukaannya tidak lagi sejajar, dan aturannya berpindah ke bidang batas kedua fluida. Bagian berikut membahas hal itu karena di situlah soal tersulit di bab ini biasanya diambil.
Dua Fluida Tak Bercampur dan Aturan Kerja Pipa U
Ada dua kasus yang perlu kamu bedakan, dan keduanya memakai prinsip yang sama.
Kasus pertama, fluida bertumpuk dalam satu wadah. Minyak dituang di atas air, keduanya tidak bercampur dan minyak mengapung karena massa jenisnya lebih kecil. Tekanan hidrostatis di dasar wadah adalah jumlah sumbangan tiap lapisan, dihitung dari atas ke bawah: P = ρ₁ g h₁ + ρ₂ g h₂. Setiap lapisan dihitung dengan tinggi lapisannya sendiri, bukan dengan tinggi total.
Kasus kedua, dua fluida di pipa U. Aturan kuncinya cuma satu kalimat: pada satu bidang datar yang sama di dalam fluida yang terhubung dan sejenis, tekanannya sama besar. Titik acuan yang paling aman dipilih adalah bidang batas antara kedua fluida. Dari kaki yang berisi fluida ringan, tekanan di bidang itu adalah ρringan g hringan. Dari kaki satunya, tekanan di ketinggian yang sama adalah ρberat g hberat. Samakan keduanya dan tekanan atmosfer hilang dengan sendirinya karena muncul di kedua ruas:
ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂
Perhatikan bahwa g juga ikut hilang, jadi kamu boleh langsung memakai satuan sentimeter di kedua ruas asalkan konsisten. Dua soal pipa U di bawah, nomor 8 dan nomor 9, memakai persamaan ini persis.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Tingkat Dasar (Nomor 1 sampai 5)
Soal 1. Sebuah kolam berisi air tawar dengan kedalaman 2 m. Berapa tekanan hidrostatis di dasar kolam?
Pembahasan. Yang diminta tekanan hidrostatis, jadi tekanan atmosfer tidak ikut. Diketahui ρ = 1.000 kg/m³, g = 10 m/s², h = 2 m. Maka Ph = 1.000 × 10 × 2 = 20.000 Pa. Jawabannya 20.000 Pa atau 20 kPa.
Soal 2. Untuk kolam yang sama pada soal 1, berapa tekanan mutlak di dasar kolam jika tekanan atmosfer 1 × 10⁵ Pa?
Pembahasan. Sekarang yang diminta tekanan mutlak, jadi tekanan atmosfer dijumlahkan. Pabs = P₀ + ρ g h = 100.000 + 20.000 = 120.000 Pa. Jawabannya 120.000 Pa atau 1,2 × 10⁵ Pa. Bandingkan dengan soal 1: angka kolom airnya identik, yang berubah hanya karena kata "mutlak".
Soal 3. Tekanan hidrostatis pada suatu titik dalam air tawar terukur 45 kPa. Berapa kedalaman titik itu?
Pembahasan. Ubah dulu satuannya, 45 kPa = 45.000 Pa. Balik rumusnya menjadi h = Ph / (ρ g) = 45.000 / (1.000 × 10) = 45.000 / 10.000 = 4,5. Jawabannya 4,5 m.
Soal 4. Suatu zat cair pada kedalaman 25 cm memberikan tekanan hidrostatis 2.000 Pa. Berapa massa jenis zat cair itu?
Pembahasan. Ubah 25 cm menjadi 0,25 m lebih dulu, ini langkah yang paling sering terlewat. Lalu ρ = Ph / (g h) = 2.000 / (10 × 0,25) = 2.000 / 2,5 = 800. Jawabannya 800 kg/m³, nilai yang lazim dipakai untuk minyak atau alkohol di soal sekolah.
Soal 5. Wadah A memiliki luas alas 0,5 m² dan wadah B memiliki luas alas 0,1 m². Keduanya diisi air tawar setinggi 60 cm. Bandingkan tekanan hidrostatis di dasar keduanya, lalu hitung gaya yang bekerja pada masing-masing alas.
Pembahasan. Tinggi kolom air sama, yaitu h = 0,6 m, dan luas alas tidak muncul dalam rumus tekanan. Maka tekanan di dasar kedua wadah sama: Ph = 1.000 × 10 × 0,6 = 6.000 Pa untuk keduanya. Untuk gaya, barulah luas alas terpakai. Wadah A: F = P × A = 6.000 × 0,5 = 3.000 N. Wadah B: F = 6.000 × 0,1 = 600 N. Kesimpulannya tekanannya identik tetapi gayanya berselisih lima kali lipat, persis sebanding dengan perbandingan luas alasnya.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Tingkat Menengah (Nomor 6 sampai 10)
Soal 6. Sebuah bejana setinggi 1,2 m terisi penuh air tawar. Pada dindingnya terdapat lubang kecil yang berjarak 30 cm dari dasar bejana. Berapa tekanan hidrostatis di lubang tersebut?
Pembahasan. Kedalaman selalu diukur dari permukaan zat cair, bukan dari dasar. Karena air terisi penuh, permukaan berada di 1,2 m dari dasar, sehingga h = 1,2 - 0,3 = 0,9 m. Maka Ph = 1.000 × 10 × 0,9 = 9.000 Pa. Kalau kamu langsung memakai 0,3 m dan mendapat 3.000 Pa, itulah pengecoh yang disiapkan soal ini.
Soal 7. Sebuah tabung berisi air tawar setinggi 40 cm, dan di atasnya dituang minyak bermassa jenis 800 kg/m³ setinggi 25 cm. Keduanya tidak bercampur. Hitung tekanan hidrostatis di dasar tabung, lalu tekanan mutlaknya.
Pembahasan. Hitung sumbangan tiap lapisan dari atas ke bawah dengan tinggi masing-masing. Lapisan minyak: 800 × 10 × 0,25 = 2.000 Pa. Lapisan air: 1.000 × 10 × 0,40 = 4.000 Pa. Tekanan hidrostatis di dasar adalah jumlahnya, yaitu 2.000 + 4.000 = 6.000 Pa. Tekanan mutlaknya Pabs = 100.000 + 6.000 = 106.000 Pa. Perhatikan kesalahan klasik di sini: memakai tinggi total 0,65 m dengan massa jenis air saja akan memberi 6.500 Pa, dan itu salah.
Soal 8. Sebuah pipa U berisi air tawar. Ke salah satu kakinya dituang minyak sehingga terbentuk kolom minyak setinggi 12 cm di atas bidang batas minyak dan air. Permukaan air di kaki satunya berada 9,6 cm di atas bidang batas tersebut. Berapa massa jenis minyak itu?
Pembahasan. Pakai aturan bidang datar sama tekanan pada bidang batas: ρminyak hminyak = ρair hair. Karena g dan satuan panjang muncul di kedua ruas, satuan sentimeter boleh dipakai langsung. Maka ρminyak × 12 = 1.000 × 9,6, sehingga ρminyak = 9.600 / 12 = 800 kg/m³. Masuk akal, karena minyak mengapung di atas air berarti massa jenisnya harus lebih kecil dari 1.000 kg/m³.
Soal 9. Sebuah pipa U berisi raksa bermassa jenis 13.600 kg/m³. Ke kaki kiri dituang air tawar setinggi 27,2 cm. Berapa selisih tinggi permukaan raksa di kedua kaki?
Pembahasan. Prinsipnya sama, ρair hair = ρraksa hraksa. Substitusi: 1.000 × 27,2 = 13.600 × hraksa, sehingga hraksa = 27.200 / 13.600 = 2 cm. Angkanya kecil karena raksa 13,6 kali lebih rapat daripada air, jadi kolom raksa yang pendek sudah cukup mengimbangi kolom air yang panjang. Inilah alasan barometer memakai raksa dan bukan air.
Soal 10. Titik A berada 1,5 m di bawah permukaan air tawar sebuah danau, sedangkan titik B berada 4 m di bawah permukaan. Berapa selisih tekanan antara kedua titik, dan berapa perbandingan tekanan hidrostatis di B terhadap A?
Pembahasan. Selisih tekanan cukup memakai selisih kedalaman: ΔP = ρ g Δh = 1.000 × 10 × (4 - 1,5) = 1.000 × 10 × 2,5 = 25.000 Pa. Untuk perbandingan tekanan hidrostatis, PB : PA = 40.000 : 15.000 = 8 : 3, kira-kira 2,67 kali. Perhatikan bahwa perbandingan itu berubah kalau yang diminta tekanan mutlak: 140.000 : 115.000 kira-kira 1,22 saja, karena tekanan atmosfer yang besar melunakkan perbandingannya. Soal penalaran suka menguji beda ini.
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis Tingkat Lanjut (Nomor 11 sampai 14)
Soal 11. Sebuah dongkrak hidrolik memiliki penampang kecil berdiameter 4 cm dan penampang besar berdiameter 20 cm. Jika pada penampang kecil diberikan gaya 200 N, berapa berat maksimum yang bisa diangkat, dan berapa massanya?
Pembahasan. Pakai hukum Pascal, F₁ / A₁ = F₂ / A₂, dengan perbandingan luas sebanding kuadrat diameter. Perbandingan diameternya 20 : 4 = 5, jadi perbandingan luasnya 5² = 25. Maka F₂ = 200 × 25 = 5.000 N. Massanya m = F₂ / g = 5.000 / 10 = 500 kg. Kalau kamu lupa mengkuadratkan dan hanya mengalikan 5, hasilnya 1.000 N, dan angka itu hampir pasti tersedia di pilihan jawaban sebagai jebakan.
Soal 12. Sebuah manometer raksa terbuka dipasang pada tabung gas. Permukaan raksa di sisi yang terbuka ke udara berada 15 cm lebih tinggi daripada permukaan raksa di sisi tabung gas. Berapa tekanan gauge dan tekanan mutlak gas itu? Massa jenis raksa 13.600 kg/m³.
Pembahasan. Selisih tinggi raksa mewakili kelebihan tekanan gas terhadap udara luar, jadi itulah tekanan gauge. Pgauge = ρ g h = 13.600 × 10 × 0,15 = 20.400 Pa. Tekanan mutlaknya Pabs = P₀ + Pgauge = 100.000 + 20.400 = 120.400 Pa. Kalau permukaan raksa di sisi terbuka justru lebih rendah, tandanya tekanan gas berada di bawah tekanan atmosfer dan selisihnya harus dikurangkan, bukan ditambahkan.
Soal 13. Dinding vertikal sebuah bendungan memiliki lebar 8 m dan menahan air tawar setinggi 5 m. Berapa gaya total yang bekerja pada dinding tersebut akibat tekanan hidrostatis air?
Pembahasan. Tekanan pada dinding tidak seragam, nilainya nol di permukaan dan maksimum di dasar. Karena tekanan bertambah linear terhadap kedalaman, tekanan rata-ratanya adalah tekanan di kedalaman setengah, yaitu Prata = ρ g (h/2) = 1.000 × 10 × 2,5 = 25.000 Pa. Sebagai pembanding, tekanan hidrostatis tepat di dasar bernilai 1.000 × 10 × 5 = 50.000 Pa, dua kali tekanan rata-rata. Luas dinding yang tersentuh air adalah A = 8 × 5 = 40 m². Maka F = Prata × A = 25.000 × 40 = 1.000.000 N atau 1 × 10⁶ N. Tekanan atmosfer tidak dimasukkan karena udara juga menekan sisi luar dinding dengan besar yang sama sehingga saling meniadakan.
Soal 14. Seorang penyelam berada pada kedalaman 30 m di laut yang massa jenis airnya 1.025 kg/m³. Hitung tekanan hidrostatis dan tekanan mutlak yang ia alami, lalu nyatakan tekanan mutlaknya sebagai kelipatan tekanan atmosfer.
Pembahasan. Tekanan hidrostatis: Ph = 1.025 × 10 × 30 = 307.500 Pa. Dengan pembulatan P₀ = 1 × 10⁵ Pa, tekanan mutlaknya Pabs = 100.000 + 307.500 = 407.500 Pa, yaitu sekitar 4,1 kali tekanan atmosfer. Kalau gurumu meminta memakai nilai baku 101.325 Pa, hasilnya Pabs = 101.325 + 307.500 = 408.825 Pa, setara 408.825 / 101.325 kira-kira 4,03 atm. Dua hasil itu berbeda kurang dari satu persen, jadi yang penting bukan angkanya melainkan konsistensimu memakai satu nilai P₀ dari awal sampai akhir.
Di Mana Materi Ini Muncul di UTBK, TKA, dan Ujian Sekolah
Perlu diluruskan lebih dulu supaya kamu tidak salah menyusun jadwal belajar. Berdasarkan laman resmi SNPMB, materi UTBK-SNBT terdiri atas Tes Potensi Skolastik (Penalaran Umum, Pengetahuan dan Pemahaman Umum, Pemahaman Bacaan dan Menulis, Pengetahuan Kuantitatif) dan Tes Literasi (Literasi dalam Bahasa Indonesia, Literasi dalam Bahasa Inggris, Penalaran Matematika). Artinya tidak ada subtes Fisika berdiri sendiri di UTBK-SNBT. Kalau ada sumber yang menjanjikan "soal fisika UTBK", periksa dulu tahun dan skema yang ia rujuk. Rincian pembagian subtesnya bisa kamu baca di panduan subtes UTBK dan rangkuman materi UTBK.
Lalu di mana tekanan hidrostatis benar-benar diuji? Ada tiga tempat yang jelas:
- Tes Kemampuan Akademik (TKA). Pada kerangka asesmen TKA jenjang SMA, MA, SMK, dan MAK yang diterbitkan Pusmendik Kemendikdasmen, Fisika terdaftar sebagai salah satu mata pelajaran pilihan di samping Kimia, Biologi, Ekonomi, Geografi, dan lainnya, sementara mata pelajaran wajibnya adalah Matematika, Bahasa Indonesia, dan Bahasa Inggris. Latihan bentuk soalnya bisa kamu lihat di kumpulan contoh soal TKA.
- Ujian sekolah dan penilaian harian kelas XI. Fluida statis masuk kurikulum Fisika fase F, yaitu kelas XI dan XII. Modul resmi Kemendikdasmen untuk kelas XI menyebut cakupannya meliputi tekanan hidrostatis, hukum hidrostatika, hukum Archimedes, hukum Pascal, tegangan permukaan, kapilaritas, dan viskositas.
- Soal penalaran berkonteks sains. Meskipun tidak ada subtes Fisika, konteks bendungan, penyelam, atau pipa hidrolik bisa muncul sebagai bahan bacaan pada Penalaran Matematika atau Literasi. Yang diuji di situ adalah kemampuan membaca hubungan antar variabel, misalnya menyimpulkan bahwa menggandakan kedalaman menggandakan tekanan hidrostatis tetapi tidak menggandakan tekanan mutlak.
Cara berlatih yang hemat waktu: kerjakan 14 soal di atas tanpa melihat pembahasan, catat nomor yang salah, lalu kelompokkan penyebabnya menjadi tiga kategori (salah satuan, salah menentukan h, atau tertukar hidrostatis dengan mutlak). Kalau satu kategori muncul lebih dari dua kali, ulangi bagian teorinya sebelum menambah soal baru. Setelah itu uji dalam kondisi berwaktu lewat tryout dan bank soal bertopik di Target Lulus.
Rekap Jawaban dan Kesalahan yang Paling Sering Terjadi
Tabel berikut merangkum keempat belas soal beserta jawabannya supaya kamu bisa mengecek pekerjaan sendiri dengan cepat. Semua hitungan memakai g = 10 m/s², ρ air tawar 1.000 kg/m³, dan P₀ = 1 × 10⁵ Pa.
| Nomor | Yang ditanya | Perhitungan | Jawaban |
|---|---|---|---|
| 1 | Tekanan hidrostatis, h = 2 m | 1.000 × 10 × 2 | 20.000 Pa |
| 2 | Tekanan mutlak, h = 2 m | 100.000 + 20.000 | 120.000 Pa |
| 3 | Kedalaman saat P = 45 kPa | 45.000 / (1.000 × 10) | 4,5 m |
| 4 | Massa jenis, h = 0,25 m, P = 2.000 Pa | 2.000 / (10 × 0,25) | 800 kg/m³ |
| 5 | Tekanan dan gaya pada dua alas berbeda | 1.000 × 10 × 0,6; lalu × 0,5 dan × 0,1 | 6.000 Pa; 3.000 N dan 600 N |
| 6 | Tekanan di lubang 30 cm dari dasar | 1.000 × 10 × (1,2 - 0,3) | 9.000 Pa |
| 7 | Dua fluida bertumpuk | 800 × 10 × 0,25 + 1.000 × 10 × 0,4 | 6.000 Pa; mutlak 106.000 Pa |
| 8 | Massa jenis minyak di pipa U | 1.000 × 9,6 / 12 | 800 kg/m³ |
| 9 | Selisih tinggi raksa | 1.000 × 27,2 / 13.600 | 2 cm |
| 10 | Selisih dan rasio tekanan dua titik | 1.000 × 10 × 2,5; 40.000 : 15.000 | 25.000 Pa; 8 : 3 |
| 11 | Dongkrak hidrolik | 200 × (20 / 4)² | 5.000 N atau 500 kg |
| 12 | Manometer raksa 15 cm | 13.600 × 10 × 0,15 | gauge 20.400 Pa; mutlak 120.400 Pa |
| 13 | Gaya pada dinding bendungan | (1.000 × 10 × 2,5) × (8 × 5) | 1 × 10⁶ N |
| 14 | Penyelam 30 m air laut | 1.025 × 10 × 30; + 100.000 | 307.500 Pa; mutlak 407.500 Pa |
Empat kesalahan yang paling sering muncul saat mengoreksi pekerjaan siswa pada bab ini: pertama, sentimeter tidak diubah ke meter sehingga hasilnya meleset seratus kali lipat; kedua, h diukur dari dasar padahal seharusnya dari permukaan; ketiga, tekanan atmosfer ikut dijumlahkan padahal soal cuma minta tekanan hidrostatis; keempat, luas alas atau volume ikut dimasukkan ke rumus tekanan padahal keduanya tidak berpengaruh. Biasakan menulis daftar "diketahui" dalam satuan SI sebelum menghitung, karena tiga dari empat kesalahan itu hilang dengan sendirinya.
Setelah bab ini terkunci, lanjutkan ke topik mekanika yang sering satu paket dengannya seperti contoh soal energi kinetik, lalu perluas ke mata pelajaran lain lewat kumpulan contoh soal di Target Lulus. Pola belajarnya sama: pahami satu rumus sampai kamu tahu apa saja yang tidak ada di dalamnya, baru perbanyak latihan.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu tekanan hidrostatis?
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dialami satu titik di dalam zat cair diam akibat berat kolom zat cair yang berada di atas titik tersebut. Karena sumbernya berat kolom fluida, nilainya bertambah seiring bertambahnya kedalaman. Tekanan udara di atas permukaan zat cair belum termasuk dalam tekanan hidrostatis.
Apa rumus tekanan hidrostatis dan apa satuannya?
Rumusnya P = rho x g x h, dengan rho massa jenis zat cair dalam kg/m3, g percepatan gravitasi dalam m/s2, dan h kedalaman titik dari permukaan zat cair dalam meter. Hasilnya berupa pascal (Pa), yang setara dengan newton per meter persegi. Selama ketiga besaran sudah dalam satuan SI, hasilnya otomatis dalam pascal.
Apakah tekanan hidrostatis bergantung pada bentuk wadah atau luas alasnya?
Tidak. Tekanan hidrostatis hanya ditentukan oleh massa jenis zat cair, percepatan gravitasi, dan kedalaman titik yang ditinjau. Tiga wadah dengan bentuk berbeda yang diisi air sampai tinggi permukaan yang sama akan memiliki tekanan dasar yang sama persis. Yang berbeda adalah gaya pada alasnya, karena gaya dihitung dengan F = P x A sehingga alas yang lebih luas menerima gaya lebih besar.
Apa beda tekanan hidrostatis, tekanan gauge, dan tekanan mutlak?
Tekanan hidrostatis hanya menghitung sumbangan kolom zat cair, yaitu rho g h. Tekanan gauge adalah selisih terhadap tekanan udara luar, dan pada wadah terbuka nilainya sama dengan tekanan hidrostatis. Tekanan mutlak adalah tekanan sesungguhnya, yaitu tekanan atmosfer ditambah tekanan hidrostatis. Perhatikan kata kunci di soal untuk menentukan mana yang diminta.
Bagaimana menghitung tekanan jika ada dua zat cair yang tidak bercampur?
Kalau kedua fluida bertumpuk dalam satu wadah, jumlahkan sumbangan tiap lapisan dengan tinggi lapisannya masing-masing, yaitu P = rho1 g h1 + rho2 g h2. Kalau keduanya berada di pipa U, pakai aturan tekanan sama pada satu bidang datar di bidang batas kedua fluida sehingga berlaku rho1 h1 = rho2 h2. Pada bentuk kedua, g dan satuan panjang saling menghilang sehingga sentimeter boleh dipakai langsung.
Kenapa jawaban saya sering meleset di soal tekanan hidrostatis?
Empat penyebab paling umum adalah sentimeter yang belum diubah ke meter, kedalaman h yang diukur dari dasar padahal seharusnya dari permukaan, tekanan atmosfer yang ikut dijumlahkan padahal soal hanya meminta tekanan hidrostatis, dan luas alas atau volume yang ikut dimasukkan padahal tidak berpengaruh. Menulis daftar diketahui dalam satuan SI sebelum menghitung menghilangkan sebagian besar kesalahan itu.
Apakah tekanan hidrostatis keluar di UTBK-SNBT?
Tidak sebagai subtes tersendiri. Menurut laman resmi SNPMB, materi UTBK-SNBT terdiri atas Tes Potensi Skolastik dan Tes Literasi, tanpa subtes Fisika. Tekanan hidrostatis diuji langsung pada Tes Kemampuan Akademik yang menempatkan Fisika sebagai mata pelajaran pilihan, serta pada ujian sekolah Fisika kelas XI. Konteksnya tetap bisa muncul sebagai bahan bacaan pada soal penalaran.
Berapa nilai g dan massa jenis air yang sebaiknya dipakai saat mengerjakan soal?
Ikuti angka yang ditulis soal. Kalau soal tidak menyebutkan, konvensi yang paling umum di Indonesia adalah g = 10 m/s2 dan massa jenis air tawar 1.000 kg/m3. Nilai baku internasionalnya adalah 9,80665 m/s2 untuk percepatan gravitasi standar, jadi pembulatan ke 10 menimbulkan selisih sekitar dua persen yang biasanya sudah diperhitungkan pembuat soal.
Ditulis oleh
Tim Redaksi Target Lulus
Tim penyusun konten Target Lulus. Seluruh info seleksi dirujuk ke pengumuman resmi BKN, KemenPAN-RB, SNPMB, dan instansi terkait dengan tautan sumber di setiap artikel.
Tim Redaksi Target Lulus menyusun rangkuman materi, bank soal, dan panduan seleksi berdasarkan kisi-kisi serta peraturan resmi. Setiap klaim jadwal dan persyaratan selalu ditautkan ke sumber resminya.
Diawasi oleh Ahmad Thariq Syauqi, penanggung jawab redaksi Target Lulus. Profil dan kredensial lengkap ada di halaman Tentang.


