Fisitama - Apa yang dimaksud dengan tekanan dalam fisika? Apa hubungan tekanan dengan gaya dan luas bidang? Bagaimana menentukan besar tekanan yang dihasilkan oleh sebuah gaya? Dalam fisika, tekanan memiliki defenisi yang berbeda dengan arti tekanan dalam kehidupan sehari-hari. Tekanan bukan suatu tindakan yang menyebabkan seseorang meras stress atau tertekan melainkan besarnya gaya yang berkerja pada satuan luas tertentu.
Secara matematis, tekanan dapat didefenisikan sebagai hasil bagi gaya dengan luas bidang tekan. Dalam pembahasan ini kita harus memperhatikan definisi bidang tekan agar tidak keliru dalam menentukan luas bidang tekannya. Pada kesempatan ini, fisitama akan memaparkan rumus dasar tekanan dan hukum atau prinsip Pascal untuk tingkat menengah pertama.
Itu artinya, semakin besar gaya yang diberikan maka akan semakin besar pula tekanan yang dihasilkan dan semakin kecil gayanya maka akan semakin kecil tekanannya. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan maka akan semakin kecil tekanan yang dihasilkan.
Keterangan :
P = tekanan (Pa atau N/m2)
F = gaya yang bekerja (N)
A = luas bidang tekan (m2).
Poin penting yang harus diperhatikan adalah penentuan luas bidang tekan. Bidang tekan adalah bidang yang mendapat tekanan atau bersentuhan langsung dengan gayanya. Sesuai dengan rumus di atas, luas bidang sentuh sangat mempengaruhi besar tekanan yang dihasilkan.
Semakin kecil luas bidang tekan maka akan semakin besar tekanan yang dihasilkan. Sebagai contoh, kita dapat dengan mudah memasang paku yang runcing daripada paku yang tumpul. Hal itu terjadi karena paku yang runcing memiliki luas bidang tekan yang lebih kecil sehingga dengan gaya yang sama dihasilkan tekanan yang lebih besar.
Contoh soal:
Sebuah peti besi bermassa 16 kg memiliki panjang alas dan lebar alas masing-masing 8 m dan 2 cm. Jika balok tersebut diletakkan di atas meja yang luas permukaannya 100 m2, maka tentukanlah tekanan yang dihasilkan balok!
Pembahasan:
Dik : m = 16 kg, p = 8 m, l = 2 m
Dit : P = ... ?
Pada kasus ini perlu diperhatikan bahwa yang dimaksud dengan luas bidang tekan adalah luas permukaan alas balok bukan luas permukaan meja. Bidang tekan adalah permukaan meja yang luasnya sesuai dengan luas permukaan alas balok yang menyentuhnya.
Luas bidang tekan:
⇒ A = p x l
⇒ A = 8 m x 2 m
⇒ A = 16 m2
Tekanan yang dihasilkan balok:
⇒ P = F/A
⇒ P = m.g/A
⇒ P = 16 x 10 /16
⇒ P = 160/16
⇒ P = 10 N/m2.
Sesuai dengan sifat tersebut, maka dihasilkanlah sebuah prinsip yang disebut prinsip Pascal. Pada dasarnya, prinsip Pascal adalah sebuah prinsip yang cara kerjanya mengubah gaya kecil menjadi gaya besar dengan memanfaatkan hukum Pascal atau sifat tekanan zat cair dalam ruang tertutup.
Karena tekanan diteruskan ke segalah arah secara merata, maka besar tekanan di semua titik sama besar (P1 = P2). Jika sebuah gaya F1 yang kecil bekerja pada tabung kecil dengan luas A1, maka akan dihasilkan gaya F2 yang besar pada tabung besar degan luas A2.
Berdasarkan prinsip Pascal:
Keterangan :
F1 = gaya pertama yang bekrja pada tabung kecil (N)
F2 = gaya kedua yang bekerja pada tabung besar (N)
A1 = luas penampang tabung kecil (m2)
A2 = luas penampang tabung besar (m2)
Beberapa alat yang bekerja berdasarkan prinsip Pascal ataralain:
1. Kempa hidrolik untuk memadatkan kapas dan memeras air buah
2. Jembatan angkat untuk mengangkat mobil saat perbaikan
3. Dongkrak hidrolik untuk mengangkat sebagia badan mobil
4. Rem hidrolik pada mobil untuk memperkecil kecepatan
5. Kurisi dokter gigi, pompa ban, dan sebagainya.
Contoh soal:
Perhatikan gambar di atas! Jika berat beban yang diletakkan di atas tabung besar (Luas penampang 1 m2) adalah 10.000 N, maka tentukan gaya tekan yang harus diberikan pada penampang kecil yang luasnya 10 cm2!
Pembahasan :
Dik : A1 = 10 cm2 = 10-3 m2, A2 = 1 m2, F2 = 10.000 N
Dit : F1 = ... ?
Berdasarkan hukum Pascal:
⇒ F1 = 10.000 x 10-3
⇒ F1 = 10 N.
Secara matematis, tekanan dapat didefenisikan sebagai hasil bagi gaya dengan luas bidang tekan. Dalam pembahasan ini kita harus memperhatikan definisi bidang tekan agar tidak keliru dalam menentukan luas bidang tekannya. Pada kesempatan ini, fisitama akan memaparkan rumus dasar tekanan dan hukum atau prinsip Pascal untuk tingkat menengah pertama.
A. Rumus Tekanan
Tekanan merupakan besaran fisika yang digunakan untuk menyatakan besar gaya yang bekerja pada satuan luas tertentu. Besar tekanan yang dihasilkan oleh sebuah gaya berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan.Itu artinya, semakin besar gaya yang diberikan maka akan semakin besar pula tekanan yang dihasilkan dan semakin kecil gayanya maka akan semakin kecil tekanannya. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan maka akan semakin kecil tekanan yang dihasilkan.
|
Keterangan :
P = tekanan (Pa atau N/m2)
F = gaya yang bekerja (N)
A = luas bidang tekan (m2).
Poin penting yang harus diperhatikan adalah penentuan luas bidang tekan. Bidang tekan adalah bidang yang mendapat tekanan atau bersentuhan langsung dengan gayanya. Sesuai dengan rumus di atas, luas bidang sentuh sangat mempengaruhi besar tekanan yang dihasilkan.
Semakin kecil luas bidang tekan maka akan semakin besar tekanan yang dihasilkan. Sebagai contoh, kita dapat dengan mudah memasang paku yang runcing daripada paku yang tumpul. Hal itu terjadi karena paku yang runcing memiliki luas bidang tekan yang lebih kecil sehingga dengan gaya yang sama dihasilkan tekanan yang lebih besar.
Contoh soal:
Sebuah peti besi bermassa 16 kg memiliki panjang alas dan lebar alas masing-masing 8 m dan 2 cm. Jika balok tersebut diletakkan di atas meja yang luas permukaannya 100 m2, maka tentukanlah tekanan yang dihasilkan balok!
Pembahasan:
Dik : m = 16 kg, p = 8 m, l = 2 m
Dit : P = ... ?
Pada kasus ini perlu diperhatikan bahwa yang dimaksud dengan luas bidang tekan adalah luas permukaan alas balok bukan luas permukaan meja. Bidang tekan adalah permukaan meja yang luasnya sesuai dengan luas permukaan alas balok yang menyentuhnya.
Luas bidang tekan:
⇒ A = p x l
⇒ A = 8 m x 2 m
⇒ A = 16 m2
Tekanan yang dihasilkan balok:
⇒ P = F/A
⇒ P = m.g/A
⇒ P = 16 x 10 /16
⇒ P = 160/16
⇒ P = 10 N/m2.
B. Hukum Pascal
Hukum Pascal adalah hukum yang mengkaji tentang tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair di dalam ruang tertutup. Menurut Hukum Pascal, tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segalah arah secara merata.Sesuai dengan sifat tersebut, maka dihasilkanlah sebuah prinsip yang disebut prinsip Pascal. Pada dasarnya, prinsip Pascal adalah sebuah prinsip yang cara kerjanya mengubah gaya kecil menjadi gaya besar dengan memanfaatkan hukum Pascal atau sifat tekanan zat cair dalam ruang tertutup.
Karena tekanan diteruskan ke segalah arah secara merata, maka besar tekanan di semua titik sama besar (P1 = P2). Jika sebuah gaya F1 yang kecil bekerja pada tabung kecil dengan luas A1, maka akan dihasilkan gaya F2 yang besar pada tabung besar degan luas A2.
Berdasarkan prinsip Pascal:
|
Keterangan :
F1 = gaya pertama yang bekrja pada tabung kecil (N)
F2 = gaya kedua yang bekerja pada tabung besar (N)
A1 = luas penampang tabung kecil (m2)
A2 = luas penampang tabung besar (m2)
Beberapa alat yang bekerja berdasarkan prinsip Pascal ataralain:
1. Kempa hidrolik untuk memadatkan kapas dan memeras air buah
2. Jembatan angkat untuk mengangkat mobil saat perbaikan
3. Dongkrak hidrolik untuk mengangkat sebagia badan mobil
4. Rem hidrolik pada mobil untuk memperkecil kecepatan
5. Kurisi dokter gigi, pompa ban, dan sebagainya.
Contoh soal:
Perhatikan gambar di atas! Jika berat beban yang diletakkan di atas tabung besar (Luas penampang 1 m2) adalah 10.000 N, maka tentukan gaya tekan yang harus diberikan pada penampang kecil yang luasnya 10 cm2!
Pembahasan :
Dik : A1 = 10 cm2 = 10-3 m2, A2 = 1 m2, F2 = 10.000 N
Dit : F1 = ... ?
Berdasarkan hukum Pascal:
| ⇒ | F1 | = | F2 |
| A1 | A2 |
| ⇒ | F1 | = | 10.000 |
| 10-3 | 1 |
⇒ F1 = 10 N.
0 comments :
Post a Comment