Materi Tekanan Fisika

Pengertian Tekanan

Tekanan adalah gaya persatuan luas bidang dimana gaya tersebut bekerja
Rumus tekanan :

Keterangan :

P : adalah tekanan dengan satuan (N/m²)atau Pa
F : adalah gaya tekan dengan satuan (N)
A : adalah luas bidang yang mengalami tekanan dengan satuan (m²)

Sebelum anda mempelajari lebih dalam mengenai tekanan anda harus mengingat bahwa 1 atm = 76cmHg=10⁵ Pa.

Tekanan Zat Cair

Tekanan yang disebabkan oleh zat cair pada suatu kedalaman disebut tekanan hidrostatis.

Tekanan hidrostatis memiliki beberapa sifat yaitu :

Pada kedalaman yang sama, tekanannya sama besar kesegala arah
Tekanan hidrostatis yang dialami benda tergantung pada jenis cairannya
Semakin dalam tekanan yang dialami benda semakin besar
Tekanan hidrostatis tidak terpengaruh oleh bentuk wadahnya
Tekanan hidrostatis tergantung pada percepatan gravitasi bumi

Rumus tekanan hidrostatis adalah P= ρ.g.h

Keterangan :

P : tekanan hidrostatis (Pa)
ρ: Massa jenis zat cair (kg/m²)
g : percepatan grafitasi(m/s²)
h : kedalaman / jarak zat cair dari permukaan zat cair (m)
Hukum Pascal
Hukum pascal berbunyi “Tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar”.
Rumus :
P₁ = P₂ atau

Agar tidak bingung anda dapat melihat gambar dibawah ini sambil memahami rumus diatas

Keterangan :

F1 : Gaya yang diterima penampang 1 dengan satuan (N)
F2 : Gaya yang diterima penampang 2 dengan satuan (N)
A1 : Luas penampang 1 dengan satuan (m)
A2 : Luas penampang 2 dengan satuan (m)

Banyak alat berat ataupun alat-alat ringan yang digunakan oleh manusia dalam kehidupan sehari-hari yang menggunakan hokum pascal dan alat-alat tersebut sangat bermanfaat. Beberapa alat yang dibuat berdasarkan hokum pascal :

Rem hydraulic yang biasa ditemui pada sepeda motor dan mobil, rem hydraulic biasa disebut dengan rem cakram
Dongkrak hydraulic, tentunya anda pernah melihat dongkrak hydraulic di tempat pencucian mobil dan masih banyak alat lain yang dibuat berdasarkan hokum pascal

Bejana Berhubungan

Sebelum anda belajar lebih lanjut silahkan simak gambar di bawah ini.

Terdapat 2 zat cair yang berbeda yaitu zat cair warna coklat dan zat cair warna ungu. Tampak ketinggian dari zat cair coklat dan ungu berbeda atau h1 dan h2 berbeda, agar tekanan di titik nomor satu dengan titik nomor dua sama maka :

Jika bejana berhubungan di atas di isi dengan zat cair yang sama maka ketinggian zat cair akan sama atau h1 sama dengan h2
Jika bejana berhubungan di atas di isi dengan zat cair yang berbeda maka ketinggian zat cair akan berbeda atau h1 tidak sama dengan h2

Jika anda menemui soal yang seperti ini anda dapat dengan mudah menjawabnya dengan rumus :
ρ ₁.h₁ = ρ₂.h₂

Keterangan :
ρ₁ : massa jenis cairan pertama
ρ₂ : massa jenis cairan kedua
h₁ : kedalaman titik pertama
h₂ : kedalaman titik kedua

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes berbunyi “Setiap benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair akan mendapatkan gaya ke atas sebesar zat cair yang didesak oleh benda itu”.
Hukum Archimedes dapat dirumuskan :
F_A = W_u-W_a= ρ.g.V_a
Keterangan :
F_A : gaya keatas suatu benda pada zat cair dengan satuan (N)
W_u: Berat benda di udara dengan satuan (N)
W_a: Berat benda di air dengan satuan (N)
ρ : Massa jenis zat cair dengan satuan (kg/m³)
g : Percepatan gravitasi dengan satuan (m/s²)

Jika benda dicelupkan kedalam zat cair maka benda dapat terapung, melayang atau tenggelam. Hal tersebut tergantung massa jenis benda dan massa jenis zat cair.

Jika benda terapung massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair
Jika benda melayang maka massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair
Jika benda tenggelam maka massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair

Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui yaitu :

Jembatan apung
Kapal, perahu dan kapal selam
Hidrometer yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair (saya sendiri biasa menggunakan hydrometer pada aki, untuk mengukur massa jenis air aki)

Tekanan Udara

Udara sangat penting bagi kehidupan dibumi yang kita tinggali ini, dalam udara atau dalam atmosfer bumi tidak hanya terkandung oksigen melainkan ada banyak gas-gas lain yang mengisi atmosfer bumi. Udara juga memiliki massa jenis jadi hal ini menyebabkan tekanan udara.

Percobaan Torricelli

Torricelli melakukan percobaan dalam mengukur tekanan udara. Berikut hasil percobaan yang dihasilkan Torricelli :

Tekanan udara di permukaan laut adalah 76 cmHg atau satu atmosfer
Setiap naik 100 meter maka tekanan udara berkurang 1cmHg

Manometer zat cair

Manometer, anda pernah dengar alat manometer ? saya sendiri juga belum pernah mendengar atau melihat bahkan belum pernah menggunakan alat manometer, hehe. Menurut berbagai referensi di internet dan referensi lain manometer adalah alat yang biasa digunakan untuk mengukur tekanan udara di dalam ruang tertutup.

Manometer Raksa Terbuka

Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup dengan tekanan kurang dari satu atmosfer.
Bersambung….

Materi Tekanan Fisika