Tekanan Pada Zat. Dua orang yang kekuatan ototnya sama memasang paku pada sebuah kayu, yang satu menggunakan paku yang ujungnya runcing dan yang lain menggunakan paku yang ujungnya tumpul. Ternyata, paku yang ujungnya runcing akan menancap lebih dalam daripada paku yang ujungnya tumpul. Peristiwa tersebut sangat berhubungan dengan salah satu konsep Fisika, yaitu tekanan. Tekanan merupakan suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Tekanan dapat dinotasikan sebagai simbol P (pressure).
Tekanan pada Zat Padat
Ketika kamu mendorong uang logam di atas plastisin, berarti kamu telah memberikan gaya pada uang logam. Besarnya tekanan uang logam pada plastisin bergantung pada besarnya dorongan (gaya) yang kamu berikan dan luas bidang tekannya. Semakin besar gaya tekan yang kamu berikan, semakin besar pula tekanan yang terjadi. Semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yang terjadi. Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan gaya tekan dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan. Secara matematis, besaran tekanan dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.
Dengan:
p = tekanan (N/m2)
F = gaya tekan (N)
A = luas bidang (m2)
Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah N/m2. Satuan ini juga disebut pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2
Contoh Soal :
Sebuah balok memiliki panjang 10 cm, lebar 8 cm, dan tinggi 4 cm, serta berat 20 N. Jika
a. luas bidang tekan untuk masing-masing posisi;
b. besarnya tekanan yang dikerjakan benda tersebut pada alasnya.
Penyelesaian:
Sebelumnya, kita harus mengubah satuan yang bukan SI menjadi satuan SI.
p = 10 cm = 0,1 m
l = 8 cm = 0,08 m
t = 4 cm = 0,04 m
F = 20 N
a. Luas bidang tekan masing-masing posisi
| Posisi (a) | Posisi(b) | Posisi(c) |
A1 = pl = (0,1 m) (0,8 m) = 0,008 m2 | A2 = pt = (0,1 m) (0,04 m) = 0,004 m2 | A3 = lt = (0,08 m) (0,04 cm) = 0,0032 m2 |
| Posisi (a) | Posisi(b) | Posisi(c) |
 |  |  |
Tekanan pada Zat Cair
Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan. Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kamu menyelam maka kamu akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin besar. Semakin dalam posisi zat yang diam maka semakin besar tekanannya berarti tekanan hidrostatis sebanding dengan kedalaman (h). p ∞ h. Jenis zat cair memengaruhi tekanan hidrostatis. Kamu sudah mengetahui bahwa yang membedakan suatu jenis zat tertentu adalah massa jenis (ρ). Semakin besar massa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu. Dengan kata lain, tekanan suatu zat cair sebanding dengan besarnya massa jenis. p ∞ ρ. Tekanan hidrostatis disebabkan oleh berat zat cair, sehingga:
Karena w = mg dan m = ρv = ρhA maka,
p = tekanan (N/m2)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi zat cair (m)
Dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama.
Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair di ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata.
Penemuan Pascal menunjukkan bahwa Tuhan telah menetapkan hukum alam tidak lain untuk kesejahteraan umat manusia. Gejala alam ini sering digunakan dalam teknologi untuk mengangkat mobil di bengkel atau pompa hidrolik untuk memompa suatu bahan tertentu.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar