TEKANAN
Tekanan pada Zat Padat
Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada luas bidang permukaan
Secara matematis,
besaran tekanan dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:
- P = tekanan yang dihasilkan (N/m²)
- F = gaya yang diberikan (N)
- A = luas penampang alas (m²)
- m = massa benda (kg)
- g = percepatan gravitasi (m/s²)
1 Pa = 1 N/m2
Tekanan pada Zat Cair (dinamakan Tekanan HIDROSTATIS)
A.
Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang diakibatkan oleh zat cair
yang bekerja pada suatu kedalaman tertentu. Besarnya tekanan ini bergantung
pada ketinggian zat cair (h), massa jenis (r), dan percepatan gravitasi (g). Semakin dalam
letak suatu tempat dalam zat cair, semakin besar tekanan pada zat itu. Semakn
besar massa jenis zat cair, semakn besar pula tekanan yang ditimbulkannya.
Tekanan Hidrostatis dapat dirumuskan:
Dengan :
- P = tekanan (N/m2)
- m = massa benda (kg)
- ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
- g = percepatan gravitasi (m/s2)
- h = tinggi zat cair (m)
- V = volume (m3)
B.
Hukum Pascal
“Tekanan yang
diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair
itu ke segala arah dan sama besar”
Dengan
|
Penerapan Hukum Pascal: Dongkrak Hidrolik, Rem
Hidrolik, Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil, Pompa Sepeda, dan Mesin Pengepres
Kapas (Kempa).
Bejana Berhubungan
Pada bejana berhubungan jika kita masukkan zat cair (air) yang bersifat homogen (sejenis) maka tinggi air dalam keempat tabung kaca (becana berhubungan) akan sama (air bersifat datar). Prinsip ini sering kali digunakan oleh tukang bangunan untuk melakukan pengukuran ketinggian pondasi yang akan di bangun.
Akan tetapi bila zat cair yang kita masukkan
kedalam bejana berhubungan tidak homogen, maka tinggi permukaan air pada pipa
bejana berhubungan tidak akan sama. Hal ini disebabkan oleh perbedaan massa
jenis antara kedua zat cair tersebut. Perhatikan gambar disamping, terlihat
permukaan air ir yang tidak sama (mendatar) pada bejana berhubungan. Titik P
adalah titik khayal yang terletak di perbatasan antara minyak goreng dan air.
Titik Q adalah titik khayal pada air di ujung bejana lain. Tinggi titik P dan
Q sama jika diukur dari dasar bejana. Di
titik P dan Q, tekanannya adalah sama. Dengan demikian, dapat dituliskan sebagai
berikut.
C.
Hukum Archimedes
“ Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut ”
Mengapung, Melayang, dan Tenggelam
1) Mengapung
Jika sebuah batang kayu dijatuhkan ke dalam
air, apa yang terjadi? Mula-mula kayu tersebut akan masuk seluruhnya ke dalam
air, selanjutnya kayu tersebut akan muncul ke permukaan air dan hanya sebagian
kayu yang masuk ke dalam air. Dalam keadaan demikian, gaya ke atas pada kayu
lebih besar dengan berat kayu (F > w).
2)Melayang
Masukkan sebutir telur ke dalam wadah berisi
air, apa yang terjadi? Telur tersebut akan tenggelam. Kemudian, larutkan garam
dapur ke dalam air. Setelah air tenang, perlahan-lahan telur tersebut naik dan
akhirnya melayang. Mengapa terjadi demikian? Ketika telur tenggelam, gaya apung
tidak cukup kuat menahan telur untuk mengapung atau melayang. Setelah
ditambahkan garam dapur, massa jenis air menjadi sama dengan massa jenis
telur. Oleh karena itu, telur melayang.
Gaya apung telur sama dengan beratnya (Fa
= w).
 |
3)Tenggelam
Kamu pasti dapat menyebutkan contoh benda-benda
yang tenggelam dalam air. Misalnya, uang logam akan tenggelam jika dimasukkan
ke dalam air. Pada logam, sebenarnya terdapat sebuah gaya apung, tetapi gaya
ini tidak cukup kuat untuk menahan uang logam melayang atau mengapung. Jadi
dalam keadaan tenggelam, gaya yang bekerja pada suatu benda lebih kecil
daripada berat benda. (Fa < w).
Konsep Benda Terapung, Melayang, dan Tenggelam dalam Teknologi antara lain: Kapal laut, kapal selam, Jembatan Ponton, dan Hidrometer.
Tekanan Udara
1.Pengaruh Ketinggian
terhadap Tekanan Udara
Tekanan udara mirip dengan tekanan zat cair.
Tekanan zat cair akan bertambah jika kedalamannya bertambah dan sebaliknya. Di
udara pun demikian. Semakin dekat ke permukaan bumi tekanan udara semakin
tinggi dan semakin jauh dari permukaan bumi tekanan udara semakin kecil.
Tekanan udara di permukaan laut = 76 cmHg atau 1 atm. Setiap ketinggian
bertambah 100 m tekanan udara berkurang 1 cmHg.
2.Tekanan Gas dalam Ruang
Tertutup
Alat untuk mengukur tekanan udara dalam ruang
tertutup dinamakan manometer. Manometer ada dua macam, yaitu manometer raksa
dan manometer logam.
a.Manometer Raksa
Manometer raksa dibedakan menjadi:
1)Manometer Raksa Terbuka
Manometer raksa terbuka adalah sebuah tabung U
yang kedua ujungnya terbuka. Salah satu kaki dibiarkan terbuka berhubungan
dengan udara luar sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke ruang yang akan diukur
tekanan
Besar tekanan gas dapat dihitung dengan rumus:
2)Manometer Raksa Tertutup
Manometer raksa tertutup adalah sebuah tabung
U yang salah satu ujungnya tertutup.
b.Manometer Logam
Digunakan untuk mengukur tekanan udara yang
sangat tinggi.
Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Barometer terdiri atas barometer Torriceli, barometer Fortin atau barometer raksa, dan barometer logam atau barometer aneroid.
Hukum Boyle
“Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang
tertutup adalah tetap”
P1 = tekanan gas awal (cmHg atau
atm)
V1 = volume gas awal (mL atau
liter)
P2 = tekanan gas akhirl (cmHg atau
atm)
V2 = volume gas akhir (mL atau
liter)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar