TEKANAN
Kompetensi Dasar :
Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari- hari.
Indikator
Menentukan salah satu besaran berhubungan dengan rumusan tekanan zat padat dan tekanan hidrostastik
Mengamemberikan contoh penerapan hukum bejana berhubungan
Mennyelesaikan masalah sederhana berhubungan dengan hukum pascal
Memberikan contoh penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari
Mengamati peristiwa yang didalamnya terdapat gejala hukum Archimedes
Mengamatigejalaterapung, melayang, dan tenggelam ditinjau dari massajenis dan gayaapung.
Mengamati peristiwa yang didalamnya mengandung konsep tekanan udara.
A. Tekanan zat padat
Foto anak-anak yang kesusahan berjalan di atas lumpur
Sumber gambar : ercorisa.blogspot.com
Pada saat kita berjalan di atas tanah yang berlumpur jejak kaki kita akan tampak membekas lebih dalam jika dibandingkan dengan jejak kaki kita berjalan di tanahyang tak berlumpur. Gejala ini menunjukkan bahwa tekanan kaki kita pada tanah berlumpur lebih besar dibandindingkan tekanan kaki kita pada tanah yang tak berlumpur. Contoh lain dari peristiwa ini adalah pada waktu menancapkan paku runcing lebih mudah daripada paku tumpul dan dengan pisau yang tajam memudahkan kita memotong suatu benda.
Rumusan tekanan zat padat
Tekanan merupakan besarnya gaya tekan dibagi luas bidang tekan.
gambar kayu yang ditekan dengan gaya
Secara matematis tekanan zat padat dapat di rumuskan sebagai berikut ini :
dengan:
P = tekanan (N/m2)
F = gaya tekan (N)
A = luas bidang (m2)
Faktor – faktor yang mempengaruhi tekanan adalah besarnya gaya tekan dan luas bidang tekan.
B. Tekanan Zat Cair
Gambar bendungan yang menggunakan prinsip tekanan zat cair semakin ke bawah tekanan zat cair semakin besar..!
Secara matematis tekanan zat cair dapat di rumuskan sebagai berikut ini :
dengan
P = tekanan (N/m2)
9 = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi zat cair (m)
Tekanan pada zat cair dipengaruhi oleh massa jenis, gaya, ketinggian zat cair
Permukaan zat cair bermassa jenis sama dalam keadaan diam di dalam bejana berhubungan selalu mempunyai permukaan yang sejajar. Apabila ada zat cair yangbermassa jenis tidak sama dimasukkan ke dalam bejana berhubungan, maka kedua benda cair tersebut tidak akan bercampur, sehingga permukaan kedua zat cair tersebut tidak sama tinggi.
Bejana Berhubungan
gambar bejana berhubungan
Bejana berhubungan adalah sebuah bejana yang mempunyai beberapa pipa yangsaling berhubungan. Hukum bejana berhubungan menyatakan jika bejana berhubungan diisi zat cair yang sejenis dalam keadaan seimbang, maka permukaan zat cair akan berada pada satu bidang sejajar ( datar ). Contoh peralatan yangprinsip kerjanya berdasarkan hukum bejana berhubungan antara lain kendi, teko, pembuatan dam, dan menara penampung air.
gambar waterpas penggunaan bejana berhubungan
Hukum bejana berhubungan tidak berlaku jika bejana diisi dengan zat cair yangtidak sejenis, bejana digoyang-goyangkan, salah satu kaki bejana ada yang berupa pipa kapiler, bejana ada yang mendapat tekanan yang tidak sama.
Prinsip Pascal
gambar prinsip pascal
Untuk lebih memahami hukum pascal silahkan lihat video singkat di bawah ini yangtentang percobaan pascaal menggunakan suntikan.
sumber : youtube
Tekanan dalam zat cair sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Salah satucontohnya seperti yang dirumuskan oleh Pascal " Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala arah dengan sama besar ". Banyak peralatan yang menggunakan prinsip Pascal antara lain dongkrak hidrolik, rem hedrolik, mesin pengangkat mobil hidrolik, dan kempa hidrolik.
Secara matematis hukum pascal dapat dirumuskan sebagai berikut ini :
Dengan
F1 = gaya pada tabung 1
F2 = gaya pada tabung 1A1 = luas area pada tabung 1A2 = luas area pada tabung 1
Hukum rchimedes
gambar ercobaan archimedes
Suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya angkat yangsebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan benda itu. Sebuah benda yangdicelupkan sebagian atau seluruhnyua akan mendapat gaya angkat oleh zat cair sebesar berat zat cair yang dipindahkan, hal ini merupakan bunyi dari hukum Archimedes. Alat – alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Archimedes antara lain pembuatan kapal laut, galangan kapal, kapal selam, balon udara.
Secara matematis yang ada hubungan gaya apung dapat dituliskan sebagai berikut ini :
dengan:
Fa = gaya apung atau gaya ke atas (N)
w = gaya berat benda di udara (N)
w' = gaya berat benda di dalam air (N)
Gaya apung juga dapat dituliskan sebagi berikut ini :
Terapung Tenggelam dan Melayang
gambar orang melayang
1. Benda terapung
Benda dikatakan terapung jika berat jenis benda lebih kecil daripada berat jenis zat cair dan Berat benda sama dengan gaya ke atas zat cair.
2. 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
3. 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.
perbedaan benda terapung tenggelam dan melayang dpat dibuatkan tabel berikut ini:
C. 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 tenannya. 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.
Alat ukur tekanan Udara
Prinsip Pascal
gambar barometer dan manometer
Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara luar 9 tekanan atmosfer ).
Manometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup.
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. Sebagaicontoh adalah jika kita memompa ban sepeda, udara bisa masuk ke dalam ban jika pompa penghisap kita tekan, akhirnya udara masuk.
hukum Boyle secara matematis dapat dirumuskan sebagi berikut :
Dengan :
P1 = Tekanan pertama (atm)
P2 = Takanan kedua (atm)V1 = Volume pertama 1 (m3
V2 = Volume kedua (m3)
Sumber reverensi dan gambar selain koleksi pribadi adalah :
Wasis,dkk IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
Rinie Pratiwi P,dkk CTL IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
Syaiful Karim ,dkk Belajar IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
H. Moch. Agus Krisno,dkk IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
http://www.youtube.com/
http://guru-ipa-pati.blogspot.com/2011/08/materi-tekanan.html
Kanginan, Martheen. 2002. Sains Fisika 2A untuk SMP Kelas VIII. Jakarta : Erlangga
Purwanto, Budi. 2007. Sains Fisika 2 : Konsep dan Penerapannya untuk kelas VIII SMP dan MTs. Solo :Tiga Serangkai
http://www.e-dukasi.net
Soal - Soal Latihan Bab Tekanan
Pilihan Ganda
1 Sebuah papan memiliki panjang 3,45 m dan lebar 2,5 m. Menurut aturan angka penting, luas papan tersebut adalah …
A. 8,25 m2
B. 8,63 m2
C. 8.62 m2
D. 8,6 m2
2 Diameter dalam sebuah silinder diukur menggunakan jangka sorong dengan kedudukan skala seperti gambar. Diameter dalam silinder adalah …
A. 8,15 cm
B. 8,17 cm
C. 8,19 cm
D. 8,20 cm
3 Hasil pengukuran diameter sebuah kelereng dengan menggunakan mikrometer sekrup, ditunjukkan oleh gambar di samping, tentukan besar dari diameter kelereng tersebut!
A. 4,78 mm
B. 5,28 mm
C. 5,70 mm
D. 8,50 mm
4 Hasil pengukuran plat seng, panjang 1,5 m dan lebarnya 1,20 m. Luas plat seng menurut penulisan angka penting adalah …
A. 1,8012 m2
B. 1,801 m2
C. 1,800 m2
D. 1,8 m2
5 Sebuah pita diukur, ternyata lebarnya 12,3 mm dan panjangnya 125,5 cm., maka luas mempunyai angka penting sebanyak …
A. 6
B. 5
C. 4
D. 3
6 Pada pengukuran panjang benda, diperoleh hasil pengukuran 0,07060 m. Banyaknya angka penting hasil pengukuran tersebut adalah …
A. dua
B. tiga
C. empat
D. lima
7 Dari besaran fisika di bawah ini, yang merupakan besaran pokok adalah …
A. massa, berat, panjang, gaya
B. panjang, daya, momentum, kecepatan
C. kuat arus, jumlah zat, suhu, panjang
D. waktu, energi, percepatan, tekanan
8 Di bawah ini yang merupakan kelompok besaran turunan adalah …
A. momentum, waktu, kuat arus
B. lecepatan, usaha, massa
C. energi, usaha, waktu putar
D. momen gaya, usaha, momentum
9 Daya adalah besarnya usaha atau energi tiap satuan waktu, dimensi dari daya adalah ....
A. M L T
B. M L T–1
C. M L T–2
D. M L2 T–3
10 Gas dalam ruangan tertutup akan menekan ke dinding wadahnya, hal ini dapat
dijumpai pada...
A. Udara di dalam ban pada sepeda
B. Lilin menyala akan padam jika ditutp gelas
C. Gas pada tabung lampu
D. Gas pada botol minuman
11 Berikut ini adalah satuan-satuan untuk tekanan :
(1) Pascal
(2) N/m2
(3) cm Hg
(4) kg/m3
(5) atm
(6) J / s
Satuan yang salah adalah.....
1 dan 3
2 dan 4
3 dan 5
4 dan 6
12 Besarnya tekanan yang diakibatkan balok 12 kg pada lantai jika percepatan gravitasi
bumi adalah 10 m/s2 sebesar......
10.000 Pa
1.000 Pa
100 Pa
10 Pa
13 Tekanan hidrostatis yang terjadi dialami ikan jika massa jenis air adalah 1 g/cm3 dan g = 10 m/s 2 adalah.....
A. 12.000 Pa
B. 1.200 Pa
C. 120 Pa
D. 12 Pa
14 Sejumlah gas dalam ruang tertutup memiliki volume 10 liter pada tekanan 2 atm. Jika
gas dimampatkan dengan menjaga suhunya tetap konstan hingga volumenya menjadi
4liter, maka tekanan gas menjadi....
10 atm
5 atm
2.5 atm
1.25 atm
15 Alat untuk mengukur tekanan udara luar adalah....
Hidrometer
Anemometer
Barometer
Dilatometer
16 Alat berikut ini bekerja berdasarkan prinsip hukum Pascal
(1) jembatan ponton
(2) dongkrak hidrolik
(3) pompa sepeda
(4) rem hidrolik
Pernyataan yang benar adalah....
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 1, 2 , 3 dan 4
17 Memasak air di daerah pegunungan akan lebih cepat mendidih dibandingkan di dataran rendah. Hal ini dipengaruhi oleh.....
Tekanan udara menjadi lebih besar
Tekanan udara menjadi lebih kecil
Massa jenis air menjadi lebih besar
Massa jenis air menjadi lebih kecil
18 Alat berikut ini bekerja berdasarkan hukum Archimides :
(1) kapal laut
(2) hidrometer
(3) kapal selam
(4) balon udara
Pernyataan yang benar adalah....
1, 2 dan 3
1 dan 3
2 dan 4
1, 2, 3 dan 4
19 Sebuah benda melayang di dalam zat cair memiliki arti sebagai berikut :
(1) gaya archimides sama dengan gaya berat benda
(2) massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair
(3) massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair
(4) massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair
Pernyataan yang benar adalah....
1, 2 dan 3
B. 1 dan 3
2 dan 4
1, 2 , 3 dan 4
20 Jika massa jenis Hg adalah 13.600 kg/m3 dan massa jenis minyak adalah 800 kg/m3 maka nilai h adalah.....
30 cm C. 170 cm
90 cm D. 210 cm
