Mengapa pada saat orang berenang semakin ke bawah telinganya terasa sakit jelaskan berdasarkan tekanan hidrostatis?

Adik-adik, untuk mendalami pengetahuan kita tentang Tekanan Hidrostatis dan membekaskan diingatan kita lebih lama, mari kita lakukan percobaan kali ini yang menggunakan alat-alat sederhana. Langkah pertama ikutilah petunjuknya pada gambar dibawah lalu jika sudah selesai, adik-adik diharapkan menuliskan data yang di dapat pada lembar observasi, kemudian menjawab pertanyaan. Kegiatan terakhirnya yaitu, adik-adik membuat laporan pada format yang sudah disediakan. Selamat mencoba.

sumber: koleksi pribadi

Video ini menggambarkan tentang praktikum tekanan hidrostatis. Video ini bersumberkan dari YouTube.

Fenomena ini erat kaitannya dengan tekanan hidrostatis. Diketahui bahwa persamaan tekanan hidrostatis adalah sebagai berikut:

Di mana h merupakan kedalaman fluida, mengindikasikan bahwa semakin dalam suatu fluida maka semakin besar tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh objek yang berada pada titik tersebut.
Gendang telinga manusia telah didesain untuk dapat bekerja dengan optimal pada tekanan udara ruang sehari-hari (sekitar 1 atm), semakin dalam orang tersebut berenang maka tekanan yang dialami oleh gendang telinga orang tersebut makin lama makin tinggi sampai pada titik di mana gendang telinga tidak mampu menahan tekanan yang diakibatkan oleh tekanan hidrostatis hingga gendang telinga tersebut pecah. 

Pada artikel fisika kelas XI ini, kamu akan memelajari tentang apa itu tekanan hidrostatis, hubungannya dengan hukum pascal, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

--

Menurut kamu, apa aspek tersulit dari berenang? Latihan mengambang? Meluncur? Atau pada bagian menyelam? Ya, dibanding berbagai aspek berenang lain, menyelam adalah kegiatan yang paling susah. Ketika menyelam, badan kita seolah terangkat ke atas, sehingga kita membutuhkan “usaha lebih" untuk bisa mencapai dasar. Apalagi kalau berenang di laut. Semakin dalam kamu menyelam, pasti akan merasa sakit di kepala. Tidak jarang kuping terasa pengang karena tekanan di bawah air.

Kira-kira, kenapa ya hal itu bisa terjadi?

Jawabannya: tekanan hidrostatis.

Dari pengertian di atas, kita bisa tahu kalau kedalaman akan berpengaruh terhadap tekanan yang dihasilkan. Hal lain yang perlu kamu perhatikan adalah, ketika sesuatu bisa masuk ke dalam air, artinya massa jenis benda tersebut lebih besar dari massa jenis air (1000kg/m3).

Di dalam fisika, kita bisa menentukan seberapa besar tekanan yang ada di dalam air. Adapun rumus tekanan hidrostatis sebagai berikut:

Berdasarkan rumus tekanan hidrotatis itu, terlihat kalau semakin tinggi kedalaman air (h), maka tekanan yang akan didapat juga makin tinggi. Makanya, ketika menyelam, semakin ke bawah, kita semakin merasa ada tekanan yang membuat kepala kita sakit.

Sumber: Crash course via YouTube

Misalnya, kita punya kolam sedalam 3 meter. Lalu kita ingin menghitung perbedaan tekanan saat berenang di kedalaman 0,5 m dan saat berada di dasar. Bagaimana caranya? Apa kita perlu menyelam dan merasakan bedanya tekanan di kepala kita antara di 0,5 m dan dasar secara langsung?

O tentu tidak. Tanpa berada di kolam renang pun kamu bisa melakukannya. Hal yang perlu kamu lakukan hanya mencari selisih ketinggian antara di dasar dengan di 0,5 m, kemudian memasukkannya ke dalam rumus tekanan hidrostatis tadi.

Lalu, untuk mencari selisih tekanannya, yang kita perlukan adalah:

Baca juga: Mengatasi Tekanan Hidup dengan Rumus Fisika

Nah, sekarang bayangkan di atas kolam tersebut diletakkan piston seukuran luas kolam yang mendorong ke arah bawah. Maka, si air akan terjebak dan tidak punya jalan keluar. Peristiwa terperangkapnya air ini disebut juga sebagai “cairan terkurung”.

Lalu, apa yang terjadi?

Blaise Pascal, seorang fisikawan asal Prancis, pada pertengahan 1600an sudah memikirkan hal ini. Gile ya. Pemikirannya ini membuahkan hasil: Apabila kita memberikan tekanan kepada “cairan terkurung” ini, maka tekanan dari setiap bagian cairan itu juga akan meningkat, sesuai dengan besar tekanan yang diberikan.

Bingung?

Sumber: Crash Course via YouTube

Gini deh. Misalnya, ada gelas berisi air. Lalu di atasnya terdapat piston dengan ukuran yang sama seperti luas permukaan gelasnya. Piston tersebut menekan si air dengan gaya 5000 Pa, maka tekanan yang ada di air akan meningkat sebesar 5000 Pa.

Hal ini, disebut dengan hukum pascal.

Lalu, kira-kira apa gunanya hukum itu? Memangnya siapa, sih, yang iseng menekan gelas dengan piston kayak gitu? Eits, jangan salah. Kalau kamu membuat sebuah tabung berisi air yang di kedua ujungnya terdapat piston gimana?

Di situ lah fungsi hukum pascal. Ingat bahwa tekanan adalah gaya dibagi dengan luas permukaan. Itu artinya, apabila kita “memperbesar” luas permukaan salah satu piston, maka gaya yang dihasilkan pun akan bertambah besar juga.

Itu artinya, kita tidak perlu repot-repot memberikan gaya yang besar untuk mengangkat mobil, misalnya. Atau segala hal yang menggunakan hidrolik.

Wah, ternyata banyak ya penerapan hukum pascal di kehidupan sehari-hari. Sekarang, coba yuk jawab latihan soal berikut ini:

Gimana, Squad. Sekarang sudah paham kan tentang apa itu tekanan hidrostatis, hubungannya dengan hukum pascal, serta penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Hayo, kamu punya contoh penggunaan lain? Kalau ada, tulis di kolom komentar di bawah ya! Kalau kamu ingin memelajari materi seperti ini dengan menonton video beranimasi, lengkap dengan latihan soal dan rangkuman, cobain tonton lewat ruangbelajar!