Fisika : Tekanan

Kompetensi Dasar Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari- hari. Indikator 1. Menentukan salah satu besaran berhubungan dengan rumusan tekanan zat padat dan tekanan hidrostastik 2. Mengamemberikan contoh penerapan hukum bejana berhubungan 3. Mennyelesaikan masalah sederhana berhubungan dengan hukum pascal 4. Memberikan contoh penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari 5. Mengamati peristiwa yang didalamnya terdapat gejala hukum Archimedes 6. Mengamatigejalaterapung, melayang, dan tenggelam ditinjau dari massajenis dan gayaapung. 7. Mengamati peristiwa yang didalamnya mengandung konsep tekanan udara. Pada saat kita berjalan di atas tanah yang berlumpur jejak kaki kita akan tampak membekas lebih dalam jika dibandingkan dengan jejak kaki kita berjalan di tanah yang tak berlumpur. Gejala ini menunjukkan bahwa tekanan kaki kita pada tanah berlumpur lebih besar dibandindingkan tekanan kaki kita pada tanah yang tak berlumpur. Contoh lain dari peristiwa ini adalah pada waktu menancapkan paku runcing lebih mudah daripada paku tumpul dan dengan pisau yang tajam memudahkan kita memotong suatu benda. Tekanan zat padat: Tekanan merupakan besarnya gaya tekan dibagi luas bidang tekan.

gambar kayu yang ditekan dengan gaya Secara matematis tekanan zat padat dapat di rumuskan sebagai berikut ini :

dengan: P = tekanan (N/m2) F = gaya tekan (N) A = luas bidang (m2) Faktor – faktor yang mempengaruhi tekanan adalah besarnya gaya tekan dan luas bidang tekan. Tekanan Zat Cair : Gambar bendungan yang menggunakan prinsip tekanan zat cair semakin ke bawah tekanan zat cair semakin besar. Secara matematis tekanan zat cair dapat di rumuskan sebagai berikut ini :

dengan P = tekanan (N/m2) 9 = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = tinggi zat cair (m) Tekanan pada zat cair dipengaruhi oleh massa jenis, gaya, ketinggian zat cair Permukaan zat cair bermassa jenis sama dalam keadaan diam di dalam bejana berhubungan selalu mempunyai permukaan yang sejajar. Apabila ada zat cair yang bermassa jenis tidak sama dimasukkan ke dalam bejana berhubungan, maka kedua benda cair tersebut tidak akan bercampur, sehingga permukaan kedua zat cair tersebut tidak sama tinggi. Bejana Berhubungan

gambar bejana berhubungan Bejana berhubungan adalah sebuah bejana yang mempunyai beberapa pipa yang saling berhubungan. Hukum bejana berhubungan menyatakan jika bejana berhubungan diisi zat cair yang sejenis dalam keadaan seimbang, maka permukaan zat cair akan berada pada satu bidang sejajar ( datar ). Contoh peralatan yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum bejana berhubungan antara lain kendi, teko, pembuatan dam, dan menara penampung air.

gambar waterpas penggunaan bejana berhubungan Hukum bejana berhubungan tidak berlaku jika bejana diisi dengan zat cair yang tidak sejenis, bejana digoyang-goyangkan, salah satu kaki bejana ada yang berupa pipa kapiler, bejana ada yang mendapat tekanan yang tidak sama. Prinsip Pascal

gambar prinsip pascal Tekanan dalam zat cair sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contohnya seperti yang dirumuskan oleh Pascal “ Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala arah dengan sama besar “. Banyak peralatan yang menggunakan prinsip Pascal antara lain dongkrak hidrolik, rem hedrolik, mesin pengangkat mobil hidrolik, dan kempa hidrolik. Secara matematis hukum pascal dapat dirumuskan sebagai berikut ini :

Dengan F1 = gaya pada tabung 1 F2 = gaya pada tabung 1 A1 = luas area pada tabung 1 A2 = luas area pada tabung 1 Hukum Archimedes Suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya angkat yang sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan benda itu. Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnyua akan mendapat gaya angkat oleh zat cair sebesar berat zat cair yang dipindahkan, hal ini merupakan bunyi dari hukum Archimedes. Alat – alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Archimedes antara lain pembuatan kapal laut, galangan kapal, kapal selam, balon udara. Secara matematis yang ada hubungan gaya apung dapat dituliskan sebagai berikut ini :

dengan: Fa = gaya apung atau gaya ke atas (N) w = gaya berat benda di udara (N) w' = gaya berat benda di dalam air (N) • Gaya apung juga dapat dituliskan sebagi berikut ini :

Terapung Tenggelam dan Melayang 1. Benda terapung Benda dikatakan terapung jika berat jenis benda lebih kecil daripada berat jenis zat cair dan Berat benda sama dengan gaya ke atas zat cair. 2. Benda melayang Benda dikatakan melayang jika berat jenis benda sama dengan berat jenis zat cair dan berat benda sama dengan gaya ke atas zat cair 3. Benda Tenggelam Benda dikatakan tenggelam jika berat jenis benda lebih besar daripada berat jenis zat cair dan berat benda lebih besar daripada gaya ke atas zat cair. Tekanan Udara Tekanan udara di permukaan laut rata-rata sebesar 1 atm atau 76 cmHg. Makin rendah suatu tempat, makin besar tekanannya. Sebaliknya, makin tinggi suatu tempat, makin rendah tenannya. Setiap kenaikkan 10 m tekanan udara berkurang sebesar 1 mmHg. Udara merupakan benda gas yang sangat erat hubungannya dengan kehidupan kita. Udara yang meliputi bumi mempunyai berat yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karena udara memiliki berat, maka udara juga memiliki tekanan. Besarnya tekanan udara ditentukan oleh tinggi suatu tempatnya dari permukaan air laut. Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara luar 9 tekanan atmosfer ). Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup. Hukum Boyle Semua zat memiliki massa dan menempati ruangan, tidak terkecuali zat gas. Hasil kali tekanan dengan volume suatu gas adalah tetap asal suhu zat tetap. Sebagai contoh adalah jika kita memompa ban sepeda, udara bisa masuk ke dalam ban jika pompa penghisap kita tekan, akhirnya udara masuk. hukum Boyle secara matematis dapat dirumuskan sebagi berikut :

Dengan : P1 = Tekanan pertama (atm) P2 = Takanan kedua (atm) V1 = Volume pertama 1 (m3 V2 = Volume kedua (m3)