Tekanan

TEKANAN

A. Pengertian

Tahukah kamu apakah Tekanan itu?

 

Sebelum mengetahui definisi tekanan, marilah kita memahami apakah konsep tekanan itu. Sebelumnya, pernahkah kalian memperhatikan kaki unggas seperti ayam, itik, atau burung? Jika pernah kaki-kaki tersebut berbeda-beda. Mengapa demikian? Nah, Tuhan menciptakan hal itu bukan tanpa alasan. Itu semua bergantung pada fungsinya. Untuk ayam, kakinya digunakan untuk berjalan di tanah kering, itik berjalan di tanah yang berlumpur, sementara burung digunakan untuk mencengkeram mangsanya. Ayam dan itik sama-sama digunakan untuk berjalan. Jika keduanya berjalan di tanah yang sedikit berlumpur, bekas kaki mana yang lebih dalam ?

 Contoh lainnya jika kalian memegang batang korek api di antara ibu jari dan telunjuk seperti pada gambar di bawah, apa yang kalian rasakan? Bagaimana jika pegangan kalian perkuat lagi?

Bagaimana jika pegangan diperlemah? Adakah perbedaannya?

m

B. Tekanan Zat Padat

Tekanan merupakan besarnya gaya yang bekerja per satuan luas. Jika tekanan dilambangkan dengan p, gaya tekan F, dan luas bidang tekan A, maka hubungan antara tekanan, gaya dan luas permukaan adalah :

Keterangan: P = tekanan (N/m2 = Pa)

F = gaya (N)

A = luas bidang tekan (m2)

Oleh karena dalam SI satuan gaya adalah N, dan satuan luas adalah m2, maka satuan tekanan adalah N/m2.  Satuan tekanan dalam SI adalah Pascal (disingkat Pa). 1Pa = 1 N/m ².

 Contoh:

  Seorang anak yang sedang belajar berjalan memiliki berat 100 N. Ia melangkah jingjit  dengan            luas ujung telapak kaki yang menekan permukaan tanah adalah 50 cm2. Berapakah tekanan yang        dilakukan anak itu terhadap tanah?

      Penyelesaian:

      

      Diketahui: F = 100 N

       A = 50 cm² = 0,005 m²

      Ditanya: P = ?

      Jawab:

      

            P =  F/A

            P =  100N / 0,005 m²

            P = 20.000 N/m2

      

      Jadi, tekanan yang diberikan oleh anak itu terhadap tanah adalah 20.000 Pa.

C. Tekanan Zat Cair

      Jika kamu amati kondisi air di danau dan di sungai, kamu dapat melihat bahwa air di danau akan        lebih tenang dibandingkan air di sungai. Mengapa demikian? Karena air di danau itu diam,                  sedangkan air di sungai akan terus mengalir. Air mengalir akibat adanya perbedaan tekanan                sehingga dapat dikatakan bahwa air sungai memiliki tekanan. Lalu, apakah air danau yang diam          dapat dikatakan tidak memiliki tekanan? Ternyata, tidak demikian. Air yang diam pun memiliki          tekanan yang disebabkan oleh zat cair yang berada pada kedalaman tertentu, disebut dengan                tekanan hidrostatis.  

jika sebuah ember berisi air dan dibolongkan dengan urutan dari atas ke bawah adalah bolongan A-B-C, maka

Pancaran air paling jauh ditunjukkan oleh lubang bawah (C), lalu tengah (B), kemudian atas (A). Hal ini menunjukkan bahwa tekanan pada lubang bawah (C) lebih besar daripada tekanan pada lubang tengah (B) dan lubang atas (A). (PC > PB > PA). Dari konsep ini,

diperoleh rumus:  

dengan: P = tekanan hidrostatis (N/m² atau Pa)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)

g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s²)

h = tinggi zat cair di atas titik yang diukur (m)

Bagi para penyelam, tekanan hidrostatis ini harus diperhatikan agar mereka tidak  mengalami kerusakan ketika menyelam, terutama pada bagian telinga dan mata.

Contoh:

1. sebuah benda bermassa 10 kg dan bervolume 4 m³. besar massa jenisnya adalah....

    massa jenis = massa/volume

    dik: massa   :  10 kg
           volume :  4 m³

    jawab:
    
    massa jenis = massa / volume
    
                           10 kg / 4 m³
                           
                           2,5 kg/m³

   jadi masssa jenis benda = 2,5 kg/m³
  

2. Sebuah benda bermassa 10 gr dan dicelupkan kedalam gelas ukur dan diketahui volumenya 20 ml. besar massa jenisnya adalah....

    massa jenis = massa/volume

    dik: massa   :  10 gr

           volume :  20 ml = 20 cm³

    jawab:

    

    massa jenis = massa / volume

    

                           10 gr / 20 cm³

                           

                           0,5 gr/ cm³ = 0,5 gr/ml 

   jadi masssa jenis benda = 0,5 gr/cm³ = 0,5 gr/ml 

3. Sebuah bejana berbentuk tabung tingginya 100 cm diisi penuh oleh air. Tentukanlah tekanan zat cair pada:

a.  dasar tabung

b.  tengah-tengah tabung

c.   ketinggian 25 cm dari alas bejana

Penyelesaian:

Diketahui: h = 100 cm = 1 m (tinggi bejana)

g = 10 m/s²

ρ = 1000 kg/m³

Ditanya: a. P pada dasar bejana

b.  P pada tengah-tengah bejana

c.   P pada ketinggian 25 cm dari alas bejana

Jawab:

a.      Tekanan di dasar bejana disebabkan oleh zat cair setinggi bejana tersebut.

P   = ρgh

= (1000 kg/m³)⋅(10 m/s²)⋅(1 m) 

= 10.000 N/m².

Jadi, tekanan zat cair pada dasar bejana adalah 10.000 N/m².

b.     Tekanan pada tengah-tengah bejana adalah tekanan pada ketinggian 50 cm dari permukaan, berarti tinggi zat cair yang mempengaruhi adalah 50 cm = 0,5 m:

P   = ρgh

= (1000 kg/m³)⋅(10 m/s²)⋅(0,5 m) 

= 5.000 N/m²

Jadi, tekanan zat cair pada tengah-tengah bejana adalah 5.000 N/m²

c.      Tekanan pada ketinggian 25 cm dari alas bejana, berarti tinggi zat cair yang mempengaruhi adalah 1 m – 0,25 m = 0,75 m.

P   = ρgh 

= (1000 kg/m³)⋅(10 m/s²)⋅(0,75 m) 

= 7.500 N/m².

          Jadi, tekanan zat cair pada ketinggian 25 cm dari alas bejana adalah 7.500 N/m². 

File Lengkap

https://drive.google.com/open?id=1397CCSspE-f6AzjrhMRfgPgwowSp7kzq