rangkuman materi " Tekanan " fisika kelas 8

TEKANAN

Ø  Semakin besar gaya semakin besar tekanan

Ø  Semakin kecil bidang sentuh maka semakin besar tekanannya

TEKANAN PADA ZAT PADAT

P = F/A

•         P = tekanan (N/m²)

•         F = gaya (N)

•         A = luas bidang sentuh gaya (m²)

•         Contoh :

•          Dik :F= 1.000 N

        A = 2 m²

•         Dit : P

•         Jawab : P = F/A         -------- 1.000 N/2m² = 500 N/m²

Penerapan konsep tekanan pada zat padat

1.       mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan.

2.       sirip ikan yang lebar memungkinkan ikan bergerak dalam air

3.       sepatu salju yang luas alasnya lebar.

TEKANAN PADA ZAT CAIR

                P = ρ X g X h

P = tekanan (N/m²)

ρ = massa jenis  (kg/)

h = kedalaman (m)

Hukum Pascal

·         Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar

Alat yang memakai prinsip hukum Pascal

1. Dongkrak hidrolik
2. Rem hidrolik
3. Mesin hidrolik pengangkat mobil
4. Pompa sepeda
5. Mesin pengempres kapas (kempa)

Contoh soal :

·         Sebuah dongkrak hidrolik dengan luas pengisap kecil  A1 = 20 cm ² dan luas pengisap besar 60 cm² digunakan untuk mengangkat beban 6.000 N. Berapa gaya tekan yang harus diberikan pada pengisap kecil supaya beban terangkat?

Jawaban :

Dik :A1 = 20 cm²

       A2 = 60  cm²

      F2 = 6 000 N

Dit : F 1

Jawab : 

  P1 = P 2                    

  F1/A1 = F2/A2

 F1 = A1/A2 X F2                     

               F1 =  20 cm²/60 cm² X  6.000 N = 2.000 N

Bejana berhubungan

·         Jika  bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sejenis, maka tinggi permukaan zat cair akan sama.

•         Jika dalam bejana berhubungan terdapat dua jenis cairan yang berbeda, tinggi permukaan zat cair tersebut dalam bejana berhubungan tidaklah sama. Hal ini disebabkan massa jenis kedua zat cair itu tidak sama (misalnya, massa jenis minyak goreng lebih kecil daripada massa jenis air)

•         Contoh :

p1 = p2

ρ1 x g x h1 = ρ2 x g x h2

Karena g sama maka  ρ1 x h1 = ρ2 x h2

ρ1 = massa jenis zat cair 1

ρ2 = massa jenis zat cair 2

h1 = tinggi permukaan zat cair 1

h2 = tinggi permukaan zat cair 2

Contoh :

•         Sebuah pipa U, terdapat air ( massa jenis = 1.000 kg/. Kemudian dimasukkan zat cair lain hingga mengisi 10 cm bagian kiri pipa. Jika diketahui beda ketinggian permukaan zat cair adalah 1 cm, hitunglah massa jenis zat cair tersebut!

•         Dik

h1 =  10 cm,    h2 = h1 – Δh = 10 cm – 1cm = 9 cm

ρ2 = 1.000 kg/

•         Dit : ρ1

•         Jawab :  ρ1 .h1 = ρ2 .h2

 ρ1 x 0,1 m= 1.000kg/ x 0,09 m

 ρ1 = 1.000kg/ x 0,09 m/0,1 m = 900 kg/

Aplikasi bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari

1.       Alat yang dipakai oleh tukang bangunan (waterpass)

2.       Teko air

3.       Tempat penampungan air

Hukum Archimedes

•         Suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya angkat yang sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan benda itu. Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya akan mendapat gaya angkat oleh zat cair sebesar berat zat cair yang dipindahkan. 

Alat – alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Archimedes

1.        Pembuatan kapal laut

2.        Galangan kapal

3.       Kapal selam

4.       Balon udara

Terapung, melayang dan tenggelam

·         Benda terapung
Benda dikatakan terapung jika berat jenis benda lebih kecil daripada berat jenis zat cair dan Berat benda lebih kecil daripada gaya ke atas zat cair.

·         . Benda melayang
Benda dikatakan melayang jika berat jenis benda sama dengan berat jenis zat cair dan berat benda sama dengan gaya ke atas zat cair

·         Benda Tenggelam
Benda dikatakan tenggelam jika berat jenis benda lebih besar daripada berat jenis zat cair dan berat benda lebih besar daripada gaya ke atas zat cair.

TEKANAN UDARA

·         Tekanan udara di permukaan laut rata-rata sebesar 1 atm atau 76 cmHg. Makin rendah suatu tempat, makin besar tekanannya. Sebaliknya, makin tinggi suatu tempat, makin rendah tekannannya. Setiap kenaikkan 10 m tekanan udara berkurang sebesar 1 mmHg. Udara merupakan benda gas yang sangat erat hubungannya dengan kehidupan kita. Udara yang meliputi bumi mempunyai berat yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karena udara memiliki berat, maka udara juga memiliki tekanan. Besarnya tekanan udara ditentukan oleh tinggi suatu tempatnya dari permukaan air laut.

Contoh

• Di suatu tempat tekanan udara diukur dengan menggunakan barometer raksa (alat pengukur tekanan). Jika angka yang ditunjuk alat tersebut 72 cm, hitunglah ketinggian tempat tersebut!
• Tekanan di laut adalah 76 cmHg. Barometer menunjukkan angka 72 cm berarti selisih tekanan tersebut dengan permukaan laut adalah :

Δ P= tekanan di laut – tekanan pada pada alat

= 76-72 = 4 cmHg = 40 mmHg

Jika ketinggian bertambah 10 m, tekanan udara akan berkurang 1mmHg. Maka :

Ketinggian = ΔP       X   10 m   = 40 mm Hg x 10 m = 400 m

                      1 mm Hg                    1 mm Hg

Tekanan gas dalam ruang tertutup

·         Alat yang dipakai adalah manometer

a.Manometer raksa yang dibedakan menjadi:

1. Manometer raksa terbuka yang kedua ujungnya terbuka

                 P gas = P bar + h

2.       Manometer raksa tertutup yang salah satu ujungnya tertutup

b. Manometer logam    

    Digunakan untuk mengukur tekanan udara yang sangat   tinggi          

Konsep tekanan udara dalam kehidupan sehari-hari

•         A. Angin adalah udara yang bergerak dari suatu tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan lebih rendah

•         B. Prakiraan cuaca

Ahli meteorologi mencatat perubahan tekanan udara di suatu tempat, kemudian data hasil pengamatan tersebut dianalisis dan diinterpretasi. Misal, pada suatu tempat tekanan udara rendah maka udara dari tempat bertekanan tinggi akan bergerak ke daerah tersebut. Angin tersebut membawa uap air. Karena tekanan udara rendah, maka uap air tersebut akan jatuh ke bumi dalam bentuk hujan.

·         Hukum Boyle
Semua zat memiliki massa dan menempati ruangan, tidak terkecuali zat gas.                                                                       Hasil kali tekanan dengan volume suatu gas adalah tetap asal suhu zat tetap.                                               Sebagai contoh adalah jika kita memompa ban sepeda, udara bisa masuk ke dalam ban jika pompa penghisap kita tekan, akhirnya udara masuk.