TEKANAN
Tekanan adalah besarnya gaya yang diberikan pada suatu benda per satuan luas permukaan tempat gaya tersebut bekerja. Ini berarti tekanan menggambarkan seberapa banyak tekanan atau dorongan yang diberikan pada suatu benda dalam satu area tertentu. Rumus tekanan (P) dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut.
Keterangan:
P = tekanan dalam satuan pascal (Pa).
F = gaya yang diberikan pada benda dalam satuan newton (N).
A = luas bidang atau permukaan yang menerima gaya dalam satuan meter persegi (m2).
Contoh soal
Penyelesaian:
Diketahui :
F = 600N
A= 50 dm2 = 50/100 m2= 0,5m2
Ditanya : P = ?
P = F/A
P = 600N/0,5m2 = 1200N/m2
Kerjakan Latihan uji kemampuan halaman 53 nomor 1 dan 2.
Dikumpulkan.
b. Aplikasi Tekanan Zat Padat
Tekanan zat padat memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah beberapa contoh penggunaannya:
1). Kursi dan Kasur
Ketika kamu duduk atau berbaring di atas kursi atau kasur, berat tubuh Anda didistribusikan ke seluruh permukaan kursi atau kasur tersebut. Ini menghasilkan tekanan yang merata, sehingga kamu merasa nyaman.
2) Sepatu dengan Hak Tinggi
Hak sepatu tinggi memiliki luas permukaan yang lebih kecil daripada alas kaki. Ini mengakibatkan tekanan yang lebih besar di bawah hak sepatu saat berjalan, sehingga kamu tidak tenggelam dalam tanah.
B. Tekanan Zat Cair
a. Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang timbul pada suatu titik dalam zat cair, seperti air, akibat berat zat cair di atasnya dan kedalaman titik tersebut di dalam cairan tersebut. Ini berarti semakin dalam suatu titik berada dalam zat cair dan semakin besar massa jenis zat cair, tekanan hidrostatisnya akan semakin besar.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Tekanan Hidrostatis
Ada dua faktor utama yang memengaruhi besar kecilnya tekanan hidrostatis.
Contoh soal :
P = 20.000 N/m3 = 20.000 Pa
Jadi besar tekanan air yang kedalamanya 2m adalah 20.000Pa
3. Tekanan Zat Gas
Tekanan gas adalah tekanan yang dihasilkan oleh partikel-partikel gas yang bertabrakan dengan dinding wadah atau permukaan lain. Tekanan gas juga dapat didefinisikan sebagai gaya per satuan luas permukaan tempat gas tersebut berada.
Pada dasarnya, semakin banyak partikel gas yang bertabrakan dengan dinding, semakin tinggi tekanan gasnya. Begitu pula semakin besar gaya yang diberikan pada gas, semakin tinggi tekanan yang dihasilkan. Namun, faktor lain yang mempengaruhi tekanan gas adalah volume wadah yang mengandung gas tersebut
�Hukum Gas Ideal�
Salah satu konsep penting dalam memahami perilaku gas adalah Hukum Gas Ideal. Hukum Gas Ideal menyatakan bahwa pada kondisi tertentu, tekanan, volume, dan suhu gas terkait dengan rumus matematis sebagai berikut:
PV = nRT
Dalam rumus ini:�P adalah tekanan gas dalam pascal (Pa).�V adalah volume gas dalam meter kubik (m3).�n adalah jumlah mol gas.�R adalah konstanta gas (8.31 J/(mol·K)).�T adalah suhu gas dalam kelvin (K).
Dari rumus ini, kita dapat melihat bagaimana perubahan tekanan, volume, jumlah mol, atau suhu akan memengaruhi perilaku gas. Hukum Gas Ideal memberikan landasan yang kuat untuk memahami sifat-sifat gas.
Aplikasi Tekanan Gas
Tekanan gas memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa contoh penting meliputi:
Penyebab Perubahan Tekanan Gas
Penyebab Perubahan Tekanan Gas
Terdapat beberapa faktor yang dapat menyebabkan perubahan tekanan gas, antara lain:
Keselamatan dalam Menggunakan Gas
Penting untuk memahami bagaimana mengelola tekanan gas dengan aman, terutama dalam penggunaan bahan bakar seperti LPG atau dalam industri kimia. Kesalahan dalam mengelola tekanan gas dapat berpotensi berbahaya.
4. PenerapanTekanan dalam Kehidupan
a. Hukum Pascal (Pompa Hidrolik)
Hukum pascal adalah salah satu hukum fisika yang menjelaskan tentang tekanan fluida di dalam wadah yang tertutup dan bagaimana tekanan tersebut dapat memengaruhi benda-benda di sekitarnya. Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada sebuah fluida yang tertutup akan merambat dengan sama kuatnya di seluruh bagian dari fluida tersebut. Artinya, jika kita memberikan tekanan pada sebuah wadah yang berisi cairan, maka tekanan tersebut akan merambat ke seluruh bagian cairan yang ada di dalam wadah tersebut.
Dari rumus pascal di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar gaya yang diberikan pada fluida dan semakin kecil luas permukaan fluida yang diberikan tekanan, maka tekanan fluida yang dihasilkan akan semakin besar.�Secara matematis diperoleh persamaan Hukum Pascal berikut.�
b. Tekanan Darah
Tekanan darah pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti hukum pascal. Peredaran darah berada di dalam pembuluh darah yang merupakan ruang tertutup. Sehingga tekanan pada pembuluh darah berlaku prinsip hukum pascal. Organ utama peredaran darah pada manusia adalah jantung. Jantung tersebut terdiri dari empat ruang, yaitu serambi kanan, serambi kiri, bilik kanan, dan bilik kiri.
Jantung memompa darah sehingga darah mengalir ke seluruh tubuh. Darah merpakan sarana pengangkut oksigen dan nutrisi yang dibutuhkan oleh seluruh sel di dalam tubuh. Darah mengalir di dalam pembuluh darah.
Jantung memompa darah karena adanya otot jantung. Saat otot pada bilik berkontraksi maka darah akan mendapatkan dorongan. Dorongan tersebut untuk mengalir keluar dari jantung melalui pembuluh aorta yang disebut tekanan darah sistol. Adapun saat bilik berelaksasi, maka darah akan mendapatkan dorongan untuk masuk ke dalam serambi melalui pembuluh vena, disebut darah diastol. Agar tekanan darah tetap terjaga maka pembuluh darah harus terisi penuh oleh darah. Pengukuran tekanan darah Tekanan darah dapat diukur dengan alat syphygmomanometer atau tensimeter.
c. Tekanan pada Pernapasan Manusia
Tekanan parsial O2 akan diberikan simbol PO2, sedangkan tekanan parsial CO2 akan diberikan simbol PCO2. Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O2 dan CO2 bervariariasi pada setiap organnya.
Darah yang masuk ke dalam paru-paru melalui arteri pulmonalis juga memiliki kandungan PO2 yang jauh lebih rendang jika dibandingkan dengan PCO2.
Saat darah memasuki kapiler alveoli, CO2 yang terkadung dalam darah berdifusi dan akan menuju alveoli dan O2 yang terkandung dalam udara di alveoli akan berfusi ke dalam darah. Akibatnya, PO2 di dalam darah menjadi naik dan juga mengandung banyak oksigen dan PCO2 di dalam darah akan menjadi turun dan mengandung karbon dioksida. Darah tersebut akan menuju jantung, kemudian dipompa ke diseluruh bagian tubuh.
Tekanan parsial O2 akan diberikan simbol PO2, sedangkan tekanan parsial CO2 akan diberikan simbol PCO2. Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O2 dan CO2 bervariariasi pada setiap organnya.
Darah yang masuk ke dalam paru-paru melalui arteri pulmonalis juga memiliki kandungan PO2 yang jauh lebih rendang jika dibandingkan dengan PCO2.
Saat darah memasuki kapiler alveoli, CO2 yang terkadung dalam darah berdifusi dan akan menuju alveoli dan O2 yang terkandung dalam udara di alveoli akan berfusi ke dalam darah. Akibatnya, PO2 di dalam darah menjadi naik dan juga mengandung banyak oksigen dan PCO2 di dalam darah akan menjadi turun dan mengandung karbon dioksida. Darah tersebut akan menuju jantung, kemudian dipompa ke diseluruh bagian tubuh.
Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, O2 dalam darah tersebut akan mengalami difusi menuju jaringan tubuh. Selain itu, kandungan CO2 dalam jaringan tubuh juga jauh lebih besar daripada kandungan CO2 di dalam darah, sehingga CO2 jaringan tubuh mengalami difusi ke dalam darah. Setelah melepaskan O2 dan membawa CO2 dari jaringan tubuh, darah akan kembali menuju jantung dan dipompa kembali ke paru-paru.
d. Tekanan pada Tumbuhan
Berikut ini terdapat tiga faktor yang memengaruhi sampainya air hingga ke dahan tertinggi, yaitu
Faktor pertama yang air dapat naik ke daun tertinggi dalam tumbuhan adalah tekanan akar. Air diserap melalui akar. Akar memiliki rambut akar yang berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan air. Rambut akar terbentuk dari sel epidermis yang menjulur keluar. Cara penyerapan air oleh rambut akar berlangsung secara osmosis. Osmosis adalah perpindahan zat dari larutan kurang pekat ke larutan yang kurang pekat melalui membran semipermeable. Membran semipermeable adalah selaput pemisah yang hanya dapat dilalui oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya.
Berikut ini prosesnya:
Saat air masuk ke dalam sel, akan terjadi tekanan pada dinding sel, sehingga sel akan merenggang. Hal ini menyebabkan adanya tekanan hidrostatis untuk melawan aliran air tersebut.
Daya kapilaritas batang adalah kemampuan xylem yang memiliki diameter sangat kecil (kapiler) untuk menaikkan permukaan air lebih tinggi dibanding dengan di luar pembuluh.
Daya kapilaritas dipengaruhi oleh gaya kohesi dan gaya adhesi. Gaya kohesi adalah gaya antar molekul zat yang sejenis. Adapun gaya adhesi adalah gaya tarik antar molekul zat yang tidak sejenis. Pada saat air masuk ke dalam pembukuh xylem, air akan mengalami gaya adhesi yang lemah antara molekul air dan molekul pembuluh xylem. Gaya kohesi antara molekul air dengan molekul air lainnya sangat kuat, hal inilah yang menyebabkan air bergerak dapat naik di sepanjang pembuluh xylem.
Air digunakan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Proses fotosintesis terjadi pada daun. Selain itu, daun juga mengalami proses transpirasi.
Transpirasi adalah peristiwa pelepasan uap air dari daun. Daya hisap daun adalah kemampuan daun untuk menyerap air dari jaringan yang ada dibawahnya yaitu batang. Kemampuan ini disebabkan karena tekanan osmosis pada sel daun lebih tinggi daripada sel batang. Perbedaan tekanan osmosis ini karena daun selalu mengeluarkan air saat terjadi transpirasi. Terdapat beberapa faktor transpirasi, yaitu suhu udara, luas bidang penguapan, kecepatan angin, kelembaban dan tekanan udara. Daya hisap daun merupakan faktor terakhir yang menyebabkan air dapat terangkut dari akar hingga ke daun.
LATIHAN BAB 3
A. semakin besar
B. semakin kecil
C. tidak terpengaruh
D. menjadi 0
A. semakin besar
B. semakin kecil
C. tidak terpengaruh
D. menjadi 0
3. Tekanan zat cair pada ruang tertutup diteruskan ke segala arah dan besarnya sama merupakan bunyi dari ...
A. Hukum Pascal
B. Hukum Kekekalan Energi
C. Hukum Archimedes
D. Hukum Newton
4. Melalui percobaan Torricelli, besarnya tekanan udara di setiap tempat adalah ....
A. sama
B. berbeda-beda
C. relatif
D. berubah
5. Massa jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 9,8 N/kg. Ada benda dengan volume 20 m3 yang tercelup di air. Besarnya gaya tekan ke atas yang diterima benda itu adalah ….
A. 100.000 N
B. 115.000 N
C. 165.000 N
D. 196.000 N
6. Pipa U diisi air dan minyak tanah. Massa jenis air 1 gram/cm3, massa jenis minyak tanah 0,8 gram/cm3. Jika perbedaan tinggi air menjadi 20 cm, besarnya tinggi minyak tanah adalah ….
A. 20 cm
B. 22 cm
C. 25 cm
D. 28 cm
7. Sebuah bejana berhubungan memiliki F1= 50 N, A1 = 20 cm2, dan A2 = 80 cm2. Besarnya gaya F2 adalah ….
A. 100 N
B. 200 N
C. 300 N
D. 400 N
8. Di Malang, tekanan udara menurut barometer adalah 69 cm. Ketinggian di Kota Malang sebesar ….
A. 500 meter dpl
B. 600 meter dpl
C. 700 meter dpl
D. 800 meter dpl
9. Ketinggian suatu kota 300 meter dpl (di atas permukaan laut). Besarnya tekanan udara di kota itu adalah ….
A. 60 cmHg
B. 73 cmHg
C. 88 cmHg
D. 111 cmHg
10. Sebuah bejana berhubungan diisi air. Kemudian, dituangkan minyak di kaki lainnya hingga tinggi minyak 20 cm terhadap garis setimbang. Besarnya tinggi air terhadap garis setimbang jika massa jenis air 1 g/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3 adalah ….
A. 12 cm
B. 14 cm
C. 16 cm
D. 18 cm
B. Uraian
1. Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 50 N. setelah ditimbang di dalam air, beratnya menjadi 30 N. Tentukan gaya angkat benda tersebut.
2. Perhatikan gambar berikut
Mesin pengangkat mobil hidrolik pada gambar di atas memiliki pengisap masing-masing dengan luas A1 = 15 cm² dan A2 = 600 cm². Apabila pada pengisap kecil diberi gaya F1 sebesar 500 N, hitunglah berat beban yang dapat diangkat.
3. Sebuah bejana berhubungan diisi air dan minyak. Yang mempunyai Massa air 1
g/cm³ kemudian massa jenis minyak 0,8 g/cm³. Apabila tinggi permukaan air dari
batas minyak 10 cm, tentukan tinggi permukaan minyak.
4. Seekor ikan sedang berenang di akuarium. Ikan tersebut berada 50 cm dari
permukaan akuarium. Berapakah tekanan hidrostatis yang diterima oleh
ikan?Apabila diketahui massa jenis airnya = 1000 kg/m³ dengan percepatan gravitasi
bumi 10 m/s2)
5. Suatu wadah setinggi 0,8 m dengan luas alas 0,5 m2 menampung air yang massa jenisnya
1000 Kg/m3. Sementara itu, percepatan gravitasinya 9,8 N/Kg. Berapa tekanan air di
kedalaman 20 cm dan di dasarnya, serta gaya hidrostatik di dasar?