Fisikastudycenter.com, contoh soal dan pembahasan jawaban tekanan, materi fisika SMP Kelas 8 (VIII), tercakup tekanan pada zat padat, tekanan pada zat cair, tekanan pada gas, hukum pascal, hukum boyle, pipa U dan tekanan gas dalam tabung / manometer.
Soal No. 1
Sebuah balok bermassa 300 kg dengan ukuran panjang 1,5 m, lebar 1 m , dan tinggi 0,5 m.
Tentukan tekanan pada dasar balok jika balok diletakkan diatas meja pada posisi seperti terlihat pada gambar di atas! Pembahasan
Luas alas balok adalah: A=pxl A = 1,5 x 1 = 1,5 m 2 Gaya yang bekerja pada meja adalah gaya berat balok, F = W = m x g = 300 x 10 = 3000 Newton Tekanan P = F / A =
3000
/ 1,5 1,5 = 2000 Pascal
Soal No. 2
Gambar berikut sebuah teko berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar teko, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air yaitu 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2
Pembahasan
Tekanan hidrostatis: P=ρxgxh P = 1000 x 10 x 0,15 = 1500 Pascal Soal No. 3
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut
Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung! Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung P = Po − h P = 76 cmHg − 3 cm Hg = 73 cm Hg Soal No. 4
Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut
Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung! Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung P = Po + h P = 76 cmHg + 3 cmHg = 79 cm Hg Soal No. 5
Untuk memperkirakan massa jenis suatu zat cair digunakan pipa berbentuk U yang telah berisi air. Setelah zat cair dimasukkan pada pipa sebelah kanan, kondisi akhir seperti gambar berikut
Tentukan massa jenis zat cair pada pipa kanan! Pembahasan
ρ1h1 = ρ2h2 1000 x 5 = ρ2 x 8 h2 = 5000 / 8 = 625 kg/m 3 Soal No. 6
Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jik a tekanan di atas permukaan air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg! Pembahasan
Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm Kota A 300 m dari muka laut, sehingga tekanan udaranya turun 3 c m, P = 76 cm Hg − 3 cm Hg = 73 cm Hg
Soal No. 7
Perhatikan gambar di bawah!
Luas penampang 1 adalah 5 cm2 dan luas penampang 2 adalah 50 cm2. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W! Pembahasan
F /A 1 1 = F 2/A2 F / 5 = 1800 / 50 F = (1800/50) x 5 = 180 Newton Soal No. 8
Perhatikan gambar di bawah!
Diameter penampang 1 adalah 5 cm2 dan diameter penampang 2 adalah 15 cm2. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W! Pembahasan 2 2 F /(D 1 1) = F /(D 2 2) 2 F / 5 = 1800 / 152 F = 1800 x (5/15)2 = 1800 / 9 = 200 Newton
Soal No. 9
Contoh dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan bahwa gas dalam ruang tertutup mengadakan tekanan pada dindingnya adalah ... A. lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas B. balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong C. balon yang berisi udara naik ke angkasa D. meletusnya balon atau ban sepeda (Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 2001) Pembahasan
- lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas→ pembakaran memerlukan udara (oksigen), jika gelas ditutup suplai oksigen berkurang dan akhirnya habis, sehingga lilin padam. - balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong → membuktikan udara juga memilki massa - balon yang berisi udara naik ke angkasa → massa jenis udara dalam balon berarti lebih kecil dari massa jenis udara di luar balon - meletusnya balon atau ban sepeda → udara memiliki tekanan, dinding balon atau ban tidak mampu menahan gaya tekan sehingga meletus. Soal No. 10
Gas Argon yang mempunyai volume 2 m3 dengan tekanan 6 atm dipompakan ke dalam ruang hampa yang volumenya 8 m3. Tekanan gas Argon tersebut menjadi ... A. 24atm B. 14 atm C. 4 atm
D. 1,5 atm (Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 1999) Pembahasan
P1V1 = P2V2 (6 atm)(2 m3) = P2 (8 atm) P2 = 12 / 8 = 1,5 atm Soal No. 11
Empat buah benda dengan bentuk yang berbeda diletakkan di a tas lantai.
Tekanan paling kecil yang dialami lantai diakibatkan oleh benda nomor.... A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 (Sumber soal : Try Out Online Tekanan SMP - Fisika Study Center) Pembahasan
Dari rumus tekanan: P = F / A Untuk memperoleh tekanan yang kecil, luas bidang tekan harus diperbesar. Luas paling besar adalah b enda nomor (2)
Soal 1 :
Perhatikan gambar berikut!
Jika masing-masing balok mempunyai berat yang sama, ya itu 12 N, balok manakah yang memberikan tekanan lebih besar pada lantai? Pembahasan : Balok I A = 30 cm x 10 cm = 300 cm² = 0,03 m² P = 400 N/m² Balok II
A = 20 cm x 10 cm = 200 cm² = 0,02 m²
P = 600 N/m² Jadi, yang memberikan tekanan lebih besar pada lantai adalah Balok II, yaitu sebesar 600 N/m². Soal 2 : Dua buah kubus masing-masing berbahan besi dan kayu berukuran sama mempunyai luas permukaan sebesar 40 cm² diletakkan di atas lantai. Jika kubus I mempunyai berat 100 N dan kubus II mempunyai berat 80 N. Kubus manakah yang memberikan tekanan lebih besar pada lantai? Pembahasan : Luas kubus = 40 cm² = 0,004 m² Kubus I P = 25.000 N/m² Kubus II P = 20.000 N/m² Jadi, yang memberikan tekanan lebih besar pada lantai adalah Kubus I yaitu sebesar 25.000 N/m². Nah, dari contoh soal tersebut dapat kita dapat menarik kesimpulan tentang tekanan pada zat padat sebagai berikut: 1. Semakin kecil luas bidang tekan, semakin besar tekanan yang dihasilkan. 2. Semakin besar gaya tekan yang diberikan, semakin besar tekanan yang dihasilkan.
1. Pengertian tekanan adalah gaya yang bekerja pada permukaan benda tiap sat uan luasnya dan dirumuskan dengan P = F/A 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan adalah gaya tekan dan luas bidang permukaan bidang tekan 3. Menghitung besarnya tekanan pada suatu benda Contoh soal : sebuah kotak yang bertanya 500 N dan luas alasnya 1 m² diletakkan di atas lantai. Hitunglah tekanan yang diberikan kotak pada lantai! Jawab : Dik : F = 500 N A = luas kotak = 1 m² Dit : P Rumus : P = F/A = 500 N/1 m² = 500 N/m² 4. Aplikasi konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari adalah mata kapak yang dibuat tajam, sirip ikan yang lebar, sepatu salju yang alasnya dibuat lebar 5. Sifat-sifat tekanan dalam zat cair a. Semakin besar massa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu b. Tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair c. Tekanan yang diberikan pada zat cair di ruang tertutup akan diteruskan ke segala air dengan sama rata 6. Menentukan tekanan zat cair pada soal dengan rumus P = p x g x h 7. Posisi permukaan zat cair dalam bejana berhubungan mempunyai ketinggian yang sama walaupun bentuk tabung tidak sama 8. Pemanfaatan sifat permukaan zat cair yang selalu mendatar dalam kehidupan sehari-hari adalah tukang bangunan, teko air, tempat penampungan air 9. Mengamati tinggi permukaan zat cair dalam pipa U (pada percobaan) 10. Hubungan antara massa jenis dan tinggi zat cair dalam pipa U. Karena massa jenisnya tidak sama maka tinggi permukaan tidak sama. 11. Bunyi hukum Pascal yaitu tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar 12. Peralatan yang menggunakan prinsip mesin penghasil kerja hidrolik adalah dongkrak hidrolik, rem hodrolik, mesin hidrolik pengangkat, pompa sepeda, mes in pengempres kapas (kempa) 13. Sebuah dongkrak hidrolik dengan luas penghisap kecil A1 = 10 cm dan luas penghisap besar 60 cm digunakan untuk mengangkat beban 6.000 N. Berapa gaya tekan yang harus diberikan penghisap kecil supaya bebab tersebut terangkat? 14. Bunyi hukum Archimedes adalah 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 15. Konsep tenggelam, melayang dan terapung adalah : a. Mengapung terjadi jika gaya ke atas lebih besar daripada barat benda ( Fa > w) b. Melayang terjadi jika gaya apung sama dengan berat benda ( Fa = w) c. Tenggelam terjadi jika gaya apung benda lebih kecil daripada berat benda ( Fa < w 16. Pengaruh massa jenis pada peristiwa tenggelam, melayang dan terapung a. Mengapung terjadi jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis cairan b. Melayang terjadi jika massa jenis benda sama dengan massa jenis cairan c. Tenggelan terjadi jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis cairan 17. Pemanfaatan gaya archimedes dalam kehidupan sehari-hari adalah kapal laut, kapal selam, jembatan ponton, hidrometer 18. Mendemontrasikan adanya tekanan udara
19. Mengukur tekanan udara pada ketinggian tertentu pada soal yang tersedia. Contoh soal : Di suatu tempat tekanan udara diukur menggunakan barometer raksa. Jika angka yang ditunjukkan alat tersebut adalah 70 cm. Hitunglah ketinggian tempat tersebut! 20. Jenis-jenis alat pengukur tekanan udara adalah a. Barometer b. Manometer adalah alat untuk mengukur tekanan udara dalam ruang tertutup. 1. Manometer raksa : manometer raksa terbuka dan manometer raksa tertutup 2. Manometer logam 21. Penerapan konsep tekanan udara dalam kehidupan sehari-hari adalah angin, prakiraan cuaca. Contoh Soal dan Pembahasan tercakup tekanan pada zat padat, tekanan pada zat cair, tekanan pada gas, hukum pascal, hukum boyle, pipa U dan tekanan gas dalam tabung / manometer.
Contoh Soal Tekanan Zat Padat dan Pembahasan Soal nomor 1 Berikut ini yang bukan penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari- hari adalah …. A. penggunaan pisau runcing untuk memudahkan memotong B. itik dapat berjalan dengan mudah di lumpur karena memiliki selaput C. pembuatan permukaan meja dengan bahan kayu yang kuat D. penggunaan tali yang besar pada ember agar mudah di angkat Pembahasan : Yang bukan merupakan contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan adalah pembuatan permukaan meja dengan bahan kayu yang kuat (C). Pisatu runcing akan memberikan tekanan lebih besar dibandingkan pisau tumpul, sehingga memudahkan untuk memotong. Selaput diantara jari-jari itik akan mengurangi tekanan yang dihasilkan di lumpur, karena luas bidang kaki itik lebih besar. Dengan demikian itik dapat berjalan dengan lancar di lumpur. Ember yang diberi tali kecil memiliki tekanan lebih besar daripada ember dengan tali besar. Sehingga, sebaiknya gunakan tali yang lebih besar pada ember untuk menimba air. Soal nomor 2 Di bawah ini adalah besaran yang dapat mempengaruhi besar kecilnya tekanan adalah …. A. gaya tekan dan luas bidang tekan B. gaya tekan dan luas permukaan benda yang ditekan C. massa benda dan luas permukaan benda D. berat benda dan keruncingan benda Pembahasan : Besaran yang mempengaruhi nilai tekanan adalah gaya tekan dan luas bidang tekan (A). Luas bidang tekan berbeda dengan luas permukaan benda yang ditekan. Luas bidang tekan tergantung pada luas alas benda yang menekan benda di bawahnya. Soal nomor 3 Satuan tekanan dalam sistem Satuan Internasional (SI) adalah …. A. Kg/m.s2 B. N/m 2 C. gr/cm.s2 D. dyne/cm 2 Pembahasan : Macam-macam satuan yang umum digunakan untuk tekanan adalah : SI = N/m2 atau Pa MKS = kg/m.s2 CGS = gr/cm.s 2 Satuan lain = dyne/cm 2 Soal nomor 4 Sebuah peti kayu berbentuk balok berukuran panjang 2 m, lebar 1 m, dan tebal 50 cm memiliki berat sebesar 400 N. Jika peti tersebut berada di atas lantai dengan posisi tegak, maka tekanan yang dihasilkannya adalah …. A. 200 N/m 2 B. 400 N/m 2 C. 600 N/m 2 D. 800 N/m 2 Pembahasan : Dik : p = 2 m, l = 1 m, t = 50 cm = 0,5 m, w = 400 N Dit : P = ….? Jawab : Jika peti dalam posisi tegak, maka yang menjadi alasnya adalah bidang samping, sehingga luas bidang tekannya (A) adalah : A = l x t A = 1 x 0,5 A = 0,5 m 2 Besarnya tekanan yang diberikan adalah : P = F/A P = w/A P = 400/0,5 P = 800 N/m 2 (D)
Soal nomor 5 Budi mendorong gerobak dengan kedua tangganya dan membutuhkan gaya sebesar 90 Newton. Apabila luas sebuah telapak tangan adalah 150 cm 2, maka tekanan yang diberikan Budi pada gerobak adalah sebesar …. A. 3.000 N/m 2 B. 6.000 N/m2 C. 8.000 N/m 2 D. 10.000 N/m 2 Pembahasan : Dik : F = 90 N, A = 2 X 150 cm 2 = 300 cm 2 = 0,03 cm 2 Dit : P = …. ? Jawab : Tekanan yang diberikan adalah : P = F/A P = 90/0,03 P = 3000 N/m 2 (A)
Contoh Soal dan pembahasan atau jawaban Tekanan Zat Padat
Pondasi balok beton bangunan terlihat Seperti gambar , Berapa besar tekanan yang terjadi? Diket : W = 2000 N A = 80 cm x 1 M Dit : P (tekanan) Solusi/Jawab : P = W/A P = 2000N/80cm x 1M P = 2000N/0,8Mx1M P = 2000N/0,8 P= 2500 N/M2 Contoh Soal Tekanan zat padat 1 Perhatikan gambar dibawah tekanan zat padat yang paling terkecil adalah?
Contoh Soal tekanan Balok 2. Balok mempunyai ukuran 2Mx3Mx0,5M Bila berat balok tersebut 12.000N Tekanan terkecil pada balok adalah….. A.4000 Newton/m2 B.3000 Newton/m2 C.2000 Newton/m2 D.1500 Newton/m2 Contoh Soal tekanan Zat Padat 3. Benda mempunyai massa 100 kg dengan luas bidang tekan 5000 cm2, bila percepatan grafitasi 10 m/s2 tekanan yang terjadi…….N/m2 A.500 Newton/m2 B.6000 Newton/m2 C.2000 Newton/m2 D.10000 Newton/m2 1. Sebuah balok kayu bermassa 40 kg disimpan diatas meja. Luas bidang sentuh balok 8.000cm 2. Jika percepatan gravitasi 10 m/s 2, tekanan yang dialami meja adalah.. A. 100 Pa B. 400 Pa C. 500 Pa D. 800 Pa Jawaban: Jawaban: C Diketahui : m = 40 kg g = 10 m/s2 A = 8.000 cm2 = 0,8 m2
Berat benda adalah: w=F=m.g = 40 x 10 = 400N Tekanan yang dialami meja:
2. Faktor yang tidak mempengarui besarnya tekanan hidrostatis adalah.. A. massa jenis zat B. luas bidang C. percepatan gravitasi D. kedalaman Jawaban: Jawaban: B Penjelasan : Tekanan hidrostatis memiliki persamaan :
Sehingga faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan hidrostatis adalah massa jenis, percepatan gravitasi dan kedalaman / ketinggian. Jadi, yang tidak mempengaruhi besarnya tekanan hidrostatis adalah luas bidang. 3. Sebuah drum diisi air setinggi 125 cm. Jika massa jenis air 1.000 kg/m 3 dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2, maka tekanan air di dasar drum adalah.. A. 10.000 Pa B. 12.000 Pa C. 12.500 Pa D. 25.000 Pa Jawaban: Jawaban: C Diketahui h = 125cm = 1,25m = 1.000kg/m3 g = 10m/s2 Maka, Ph = .g.h = 1.000 x 10 x 1,25 = 12.500 Pa 4. Perhatikan gambar dibawah ini.!
Gambar Soal No 4
Diketahui A 1 = 5 cm, A2 = 10 cm, dan F 1 = 50 N.Besar F2 adalah.. A. 50 N B. 65 N C. 75 N D. 100 N Jawaban: Jawaban: D Diketahui : A1 = 5 cm A2 = 10 cm F1 = 50 N
Maka,
5. Sebuah bejana berhubungan diisi air dan minyak. Massa jenis air g/cm 3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3. Jika tinggi permukaan air dari batas minyak 10 cm, maka tinggi permukaan minyak adalah.. A.12,5 cm B. 10 cm C. 8 cm D. 7,5 cm Jawaban: Jawaban: A Diketahui :
= 1 g/cm3 = 0,8 g/cm3 hair = 10 cm Maka, . hair =
. hminyak
hminyak = x hair = x 10 = 12,5 cm 6. Jika massa jenis sebuah benda 670 kg/m 3 dicelupkan ke dalam air yang massa jenisnya 1.000 kg/m3, yang terjadi pada benda tersebut adalah.. A. benda melayang B. benda terapung C. benda tenggelam D. benda di dasar air Jawaban: Jawaban: B Massa jenis benda, = 670 kg/m3 Massa jenis air, = 1.000 kg/m3 Karena < Maka benda akan terapung. 7. Sejumplah gas diruang tertutup volumenya 30 mL dan tekanannya 45 cmHg. Bila volume gas diturunkan menjadi 15 mL, tekanan gas setelah volume diturunkan adalah.. A. 30 cmHg B. 45 cmHg C. 75 cmHg D. 90 cmHg Jawaban: Jawaban: D Diketahui : V1 = 30 mL V2 = 15 mL P1 = 54 cmHg Maka,
8. Perhatikan gambar berikut.!
Gambar Soal No 8
Sebuah mobil sebesar 12.000 N seperti pada gambar, Mobil bisa terangkat apabila gaya F sebesar.. A. 120 N B. 150 N C. 400 N D. 450 N Jawaban: Jawaban: B Diketahui : Luas permukaan A (AA) = 50 cm 2 Luas permukaan B (AB) = 4.000 CM2 Gaya berat mobil di B (FB)
Maka,
9. Sebuah benda akan melayang jika benda tersebut memiliki.. A, < B. = C. > D. < Jawaban: Jawaban: B Penjelasan : Suatu benda akan melayang di dalam air jika massa jenis benda sana dengan massa jenis air. Maka = 10. Sebuah balok berukuran 12 cm x 9 cm x 6 cm berada diatas lantai. Tekanan yang paling besar dihasilkan jika bagian yang menyentuh lantai berukuran.. A. 12 cm x 9 cm B. 12 cm x 15 cm C. 12 cm x 6 cm D. 9 cm x 6 cm Jawaban: Jawaban: D Penjelasan : Tekanan berbanding lurus dengan gaya dan berbandingan terbalik dengan luas bidang sentuh. Sehingga untuk mendapatkan tekanan yang terbesar maka luas bidang sentuh harus kecil. Jadi , tekanan paling besar paling besar jika bagian yang menyentuh lantai berukuran 9 cm x 6 cm
Soal No. 1 Sebuah balok bermassa 300 kg dengan ukuran panjang 1,5 m, lebar 1 m, dan tinggi 0,5 m.
Tentukan tekanan pada dasar balok jika balok diletakkan diatas meja pada posisi seperti terlihat pada gambar di atas! Pembahasan
Luas alas balok adalah: A = p x l A = 1,5 x 1 = 1,5 m2 Gaya yang bekerja pada meja adalah gaya berat balok, F = W = m x g = 300 x 10 = 3000 Newton Tekanan P = F/ A = 3000/1,5 = 2000 Pascal Soal No. 2 Gambar berikut sebuah teko berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar teko, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air yaitu 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2
Pembahasan Tekanan hidrostatis: P=ρxgxh P = 1000 x 10 x 0,15 = 1500 Pascal Soal No. 3 Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut
Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung! Pembahasan Tekanan udara dalam tabung P = Po − h P = 76 cmHg − 3 cm Hg = 73 cm Hg Soal No. 4 Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut
Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung! Pembahasan Tekanan udara dalam tabung P = Po + h P = 76 cmHg + 3 cmHg = 79 cm Hg Soal No. 5 Untuk memperkirakan massa jenis suatu zat cair digunakan pipa berbentuk U yang telah berisi air. Setelah zat cair dimasukkan pada pipa sebelah kanan, kondisi akhir seperti gambar berikut
Tentukan massa jenis zat cair pada pipa kanan! Pembahasan ρ1h1 = ρ2h2 1000 x 5 = ρ2 x 8 h2 = 5000 / 8 = 625 kg/m3
Soal No. 6 Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg! Pembahasan Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm Kota A 300 m dari muka l aut, sehingga tekanan udaranya turun 3 cm, P = 76 cm Hg − 3 cm Hg = 73 cm Hg Soal No. 7 Perhatikan gambar di bawah!
Luas penampang 1 adalah 5 cm2 dan luas penampang 2 adalah 50 cm2. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W! Pembahasan F1/A1 = F2/A2 F / 5 = 1800 / 50 F = (1800/50) x 5 = 180 Newton Soal No. 8 Perhatikan gambar di bawah!
Diameter penampang 1 adalah 5 cm2 dan diameter penampang 2 adalah 15 cm2. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W! Pembahasan F1/(D1)2 = F2/(D2)2 F / 52 = 1800 / 152 F = 1800 x (5/15)2 = 1800 / 9 = 200 Newton Soal No. 9 Contoh dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan bahwa gas dalam ruang tertutup mengadakan tekanan pada dindingnya adalah ... A. lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas B. balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong C. balon yang berisi udara naik ke angkasa D. meletusnya balon atau ban sepeda (Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 2001) Pembahasan - lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas→ pembakaran memerlukan udara (oksigen), jika gelas ditutup suplai oksigen berkurang dan akhirnya habis, sehingga lilin padam. - balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong → membuktikan udara juga memilki massa - balon yang berisi udara naik ke angkasa → massa jenis udara dalam balon berarti lebih kecil dari massa jenis udara di luar balon - meletusnya balon atau ban sepeda → udara memiliki tekanan, dinding balon atau ban ti dak mampu menahan gaya tekan sehingga meletus. Soal No. 10 Gas Argon yang mempunyai volume 2 m3 dengan tekanan 6 atm dipompakan ke dalam ruang hampa yang volumenya 8 m3. Tekanan gas Argon tersebut menjadi ... A. 24atm B. 14 atm C. 4 atm D. 1,5 atm
(Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 1999) Pembahasan P1V1 = P2V2 (6 atm)(2 m3) = P2 (8 atm) P2 = 12 / 8 = 1,5 atm Soal No. 11 Empat buah benda dengan bentuk yang berbeda diletakkan di atas lantai.
Tekanan paling kecil yang dialami lantai diakibatkan oleh benda nomor.... A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 (Sumber soal : Try Out Online Tekanan SMP - Fisika Study Center) Pembahasan Dari rumus tekanan: P = F/A Untuk memperoleh tekanan yang kecil, luas bidang tekan harus diperbesar. Luas paling besar adalah benda nomor (2)
Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan
1. Jika massa jenis air 100 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, tentukan tekanan hidrostatis yang dialami ikan? Diketahui: h = 14 cm – 4 cm = 10 cm = 0,1 meter ρ = 100 kg/m3
g = 10 m/s2 Ditanya: P……………..?
Jawab : P =ρ.g.h P = 100 . 10 . 0,1 P = 100 N/m2 (Pa)
2. Ikan berenang pdaa kedalaman 15 m di bawah permukaan air laut . Tentukan tekanan hidrostatis ikan jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan ika massa jenis air laut adalah 1.000 kg/m3 ! Diketahui: h = 15 m g = 10 m/s2 ρ = 1000 k g/m3
Ditanyakan: ph ….?
Jawab: P= ρ. g . h P = 1000 . 10 . 15 P= 150000 N/m2
3. Seorang penyelam berada pada 1000 m di bawah permukaan air. Jika massa jenis air sebesar 1,03 x 103 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi dit empat itu 10 m/s2. Tentukan tekanan hidrostatis penyelam jika tekanan udara di atas permukaan air 105 Pa ! Diketahui :
h = 1000 m ρ = 1,03 x 103 kg/m3
P0 = 105 Pa Ditanya : P...? Jawab : P = P0 + ρgh
P = 105 Pa + (1,03 x 103 kg/m3) (10 m/s2) (100 m) P = 105 Pa + 10,3 x105 P = 11,3 x 105 Pa P = 1,13 x 106 Pa
4. Sebuah botol di isi air sampai dengan ketinggian 50 cm dari dasar botol. jika botol dilubangi 10cm dari dasar botol, tentukan tekanan hidrostatis pada lubang jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan dan massa jenis air 4200 kg/m3 ! Diketahui : h : 50 cm – 10 cm = 40 cm = 0.4 m ρ air = 4200 kg/m3
g = 10 m/s2 ditanya : P....? Jawab : P = ρ × g × h
P = 4200 × 10 × 0.4 P = 16.800 Pa
5. Sebuah drum di isi bensin hingga penuh. Tentukan tekanan hidrostatis pada dasar drum jika massa jenis bensin 7,35×103 kg/m3 dan tinggi drum 1 m. Diketahui : Ρ bensin = 7,35×103 kg/m3
h=1m g = 10 m/s2 ditanya : P....? Jawab : P=ρ×g×h
P = 7,35×103 x 10 x 1 P = 7,35 x 10 4 Pa
Untuk mempersingkat kata, berikut merupakan kumpulan soal dan jawab fisika smp kelas 8. ( untuk pilihan yang di cetak tebal, itu merupakan kunci jawaban ) 1. Gerak benda selalu bersifat relatif. Hal ini berarti bahwa bergerak atau tidaknya suatu benda di tentukan oleh …. a. keadaan si pengamat saat berlari b. keadaan si pengamat terhadap pengamat c. keadaan si pengamat terhadap benda d. pergerakan si pengamat 2. Satuan kelajuan dalam SI adalah …. a. m/s3 b. m/s c. meter sekon2 d. km/jam 3. Gerak benda yang bergerak dengan lintasan berbentuk setengah lingkaran adalah …. a. gerak melingkar b. gerak lurus c. gerak nyata d. gerak parabola 4. Apa yang menyebabkan benda mengalami gerak parabola …. a. Gaya gradient bumi b. Gaya gravitasi bumi c. Gaya sentrifugal d. Gaya genosoda bumi 5. Sebuah mobil dengan kelajuan 90 km/jam berjalan dari Jakarta menuju semarang. Kecepatan mobil tersebut jika di nyatakan dalam SI adalah …. a. 3 m/s b. 9 m/s c. 20 m/s d. 25 m/s 6. Benda yang bergerak jatuh bebas dari ketinggian tertentu di sebut …. a. gerak lurus berubah beraturan b. gerak belok lurus beraturan c. gerak lurus berhenti beraturan d. gerak lurus beraturan 7. Perhatikan pernyataan berikut. 1) Bola yang di lemparkan vertical keatas 2) Naik sepatu roda di jalan mendatar 3) Buah kelapa yang jatuh dari pohon 4) Mobil sedang di rem hingga berhenti
Yang termasuk gerak lurus berubah beraturan di perlambat adalah …. a. 1,2, dan 3 b. 1 dan 4 c. 1 dan 3 d. 4 saja 8. Gaya yang bekerja pada sebuah benda akan mengakibatkan perubahan …. a. gerak dan bentuk benda b. gerak dan massa benda c. laju dan satuannya d. gerak otomatis 9. Perhatikan gambar di bawah ini.
Dua buah gaya F1=30 N dan F2= 2 0 . Besar resultan gaya adalah …. a. 10 seimbang b. 10 N kekiri c. 10 N kekanan d. 50 N kekanan 10. Jika sebuah bus di rem secara mendadak, penumpang yang duduk di dalamnya akan terhempas kedepan. Peristiwa ini adalah contoh berlakunya …. a. Hukum I Newton b. Hukum II Newton c. Hukum III Newton d. Hukum IV Newton
11. Sifat Inersia Benda dapat di artikan …. a. benda selalu ingin berubah keadaanya b. benda cenderung akan bergerak c. jika benda jatuh, arahnya selalu menuju pusat bumi d. benda cenderung mempertahankan keadaannya yang diam atau bergerak 12. Sebuah benda bermassa 5 Kg diam diatas tanah. Benda tersebut mengalami percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 . gaya berat yang bekerja pada benda tersebut adalah sebesar …. a. 15 N b. 2 N c. 50 N d. 50 kg 13. Gaya sebesar 20 N bekerja pada sebuah benda yang menyebabkan percepatan sebesar 2 m/s2, maka massa benda itu adalah …. a. 10 N b. 10 Kg c. 12 N
d. 12 Kg 14. Gaya yang di keluarkan untuk memindahkan beban pada materi pesawat sederhana di sebut …. a. gaya usaha b. gaya tenaga c. gaya kuasa d. gaya beban 15. Pesawat sederhana yang cocok di gunakan memotong kertas adalah …. a. sekrup b. obeng c. pisau d. gunting 16. Keuntungan mekanis sebuah pesawat sederhana adalah …. a. perbandingan antara lengan kuasa dan gaya beban b. perbandingan antara gaya beban dan gaya kuasa c. perbandingan antara beban dan lengan beban d. perbandingan antara lengan beban dan gaya beban 17. Keuntungan mekanis dari katrol tetap sebesar …. a. 1 kali b. 2 kali c. 3 kali d. 4 kali 18. Alat-alat berikut yang bekerja menggunakan prinsip tuas adalah …. a. gunting, jungkat-jungkit, dan gerobak b. tangga, katrol, dan baji c. dongkrak, katrol, dan pinset d. paku, pisau, dan jalan di pegunungan 19. Sebuah benda dengan berat 120 N di tarik dengan menggunakan sebuah katrol tetap. Besar gaya kuasa yang di perlukan untuk menarik benda adalah …. a. 30 N b. 60 N c. 120N d. 200 N 20. Pada tuas berlaku rumus …. a. w x lb = F x la b. F x lk = w x lb c. F x w = lk x lb d. w x lk = lk x lb 21. Tujuan orang menggunakan katrol tetap adalah …. a. mengubah energi b. menghilangkan energi c. memperbesar kecepatan
d. mengubah arah gaya 22. Keuntungan mekanis suatu katrol bergerak adalah sebesar …. a. 1 kali b. 2 kali c. 3 kali d. 4 kali 23. Sebuah pengungkit mempunyai panjang lengan kuasa 3 m dan l engan beban 0,3 m, maka keuntungan mekanisnya adalah …. a. 2 kali b. 6 kali c. 8 kali d. 10 kali 24. Perhatikan gambar berikut !
Di ketahui berat beban 1200 N dengan lk = 0,8 m dan lb = 0,2 m. Jadi besar gaya yang di perlukan untuk mengungkit batu adalah …. a. 200 N b. 250 N c. 300 N
d. 800 N 25. Perhatikan gambar berikut !
Besar gaya yang di perlukan untuk menaikkan balok ke titik B adalah …. a. 125 N b. 200 N c. 250 N d. 1000 N
26. Jika nilai percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 , agar system pada gambar di bawah seimbang , maka besar gaya adalah ….
a. 1500 N
b. 225 N c. 220 N d. 150 N 27. Zat yang dapat mengalir di sebut …. a. gaya b. fluida
c. densitas d. kekentalan 28. Gaya yang bekerja pada suatu zat cair dalam ruang tertutup, tekanannya di teruskan oleh zat cair itu kesegala arah sama besar, pernyataan tersebut termasuk …. a. Hukum bejana berhubungan b. Hukum Lorentz c. Hukum Pascal
d. Hukum Archimedes
29. Suatu benda yang di celupkan kedalam zat cair sebagian atau seluruhnya, akan mendapatkan gaya tekan keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang di pindahkan oleh benda tersebut, pernyataan tersebut termasuk …. a. Hukum bejana berhubungan b. Hukum Lorentz c. Hukum Pascal d. Hukum Archimedes
30. Satuan tekanan dalam zat cair adalah …. a. N/m^2 b. N.m c. kg/m^3 d. kg.m
31. Jika massa jenis benda lebih kecil dari pada massa jenis air, benda tersebut akan …. a. melayang b. mengapung c. mendatar d. tenggelam 32. Jika massa jenis benda sama dengan massa jenis air, benda tersebut akan …. a. melayang b. mengapung c. mendatar d. tenggelam 33. Jika massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis air, benda tersebut akan …. a. melayang b. mengapung c. mendatar d. tenggelam 34. Alat yang bekerja berdasarkan prinsip hukum Archimedes adalah …. a. pompa air b. talang air c. kapal laut d. dongkrak 35. Alat untuk mengukur tekanan gas pada ruang tertutup adalah …. a. barometer b. hidrometer c. manometer d. fluidameter 36. Perubahan tekanan udara dapat di gunakan untuk …. a. memperkirakan cuaca b. memperkirakan musim c. membuat hujan buatan
d. membuat atmosfer 37. Alat untuk mengukur tekanan atmosfer …. a. barometer b. hidrometer c. manometer d. fluidameter
38. Sebuah drum berisi air setinggi 0,4 m dari dasar drum, massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi g=10 m/s2. Jadi tekanan air pada dasar drum tersebut adalah …. a. 2000 N/m^2 b. 2000 N c. 4000 N/m^2
d. 4000 N 39. Pada penyemprot nyamuk di ketahui memiliki luas penampang A= 0,5 m2 , penyemprot nyamuk di gunakan untuk membasmi nyamuk di rumah ahonk, agar penyemprot tersebut bekerja ahonk memberikan gaya sebesar 10 N , jadi tekanan yang di hasilkan penyemprot tersbut adalah …. a. 0,05 N/m^2 b. 5 N/m^2 c. 8 N/m^2 d. 20 N/m^2
40. Perhatikan gambar di bawah ini !
Di ketahui telur di dalam air yang memiliki massa jenis air 1.000 kg/m3 mempunyai volume 0,02 m3, dengan gaya gravitasi 10 m/s2 . Jadi gaya apung yang di terima telur sebesar …. a. 0,2 N b. 2 N c. 20 N d. 200 N
Jika kita bicara tentang Hukum Pascal, inti dari pengertian hukum pascal adalah keterkaitan antara tekanan yang disebabkan oleh zat cair dalam ruang tertutup. Bunyi Hukum Pascal adalah : Tekanan yang ditimbulkan zat cair didalam ruang tertutup diteruskan secara merata ke segala arah. Contohnya, alat semprot obat nyamuk, ketika kita dorong untuk disemprotkan maka air yang keluar dari lubang penyemprot akan sama besar dan sama kuat. Hal ini menunjukkan bahwa air menekan secara merata ke segala arah.
Pascal`s Law
Pemanfaatan Hukum Pascal yang sangat penting dan berguna sekali adalah dalam hal "memanfaatkan gaya yang kecil menghasilkan gaya yang besar contohnya adalah pompa hidrolik. Pompa ini memiliki 2 buah tabung yang luas penampang tabungnya antar keduanya berbeda. Pada tabung kecil dikerjakan dengan gaya F1. Tekanan yang dihasilkan pada cairan adalah p =F1 / A1 dengan A1 adalah luas penampang dari tabung yang kecil. Tekanan sebesar ini kemudian diteruskan ke permukaan cairan dalam tabung yang besar. Gaya yang bekerja pada permukaan cairan dalam tabung besar adalah F2 = p A2 F2 = F1 A2 A1 dengan A2 adalah luas penampang tabung besar. Melihat rumus diatas, maka gaya F2 pada tabung besar dapat diusahakan sebesar mungkin dengan perbandingan A2 /A1. Dengan kata lain, luas penampang A 2harus berkali-kali lipat luas penampang A 1. Contoh Penggunaan Rumus Hukum Pascal diatas adalah sebagai berikut : Luas penampang kecil (A1) adalah = 10 cm 2 Luas penampang besar (A2) adalah = 1 m 2 Perbandingan antara A2 /A1 adalah 1000 kali Hal ini berarti, dengan mengerjakan gaya F1 = 10 N pada tabung kecil, maka gaya yang dihasilkan dan peroleh pada tabung besar adalah : F2 = F1 = 10 N x 1.000 = 10.000 N Dengan demikian, gaya 10 N yang kalau kita perkirakan mampu untuk digunakan menekan sebuah paku payu payung pada papan, tetapi mampu menghasilkan gaya sebesar 10.000 N yang kira-kira sama dengan berat mobil sedan. Contoh soal Hukum Pascal : Pompa hidrolik mempunya luas penampang kecil 10 cm 2. Jika gaya 10 N dapat digunakan untuk mengangkat mobil dengan berat 10.000 N, berapa luas penampang besar? Jawabannya adalah : A2 = F1 A1 = 10.000 N X 10 cm2 F2 10 N = 10.000 cm2 = 1 m2 Penggunaan Hukum Pascal pada berbagai peralatan antara lain : 1. Jembatan Angkat
Contoh penggunaan jembatan angkat ini bisa kita lihat pada bengkel dan t empat pencucian mobil. Dengan diangkatnya mobil maka akan mempermudah perbaikan maupun pembersihan mobil bagian bawah. Didalam reservoir atau bak penampungan cairan jembatan angkat diisi dengan minyak. Diatasnya permukaan minyak terdapat udara yang dimampatkan atau dipadatkan sehingga mempunyai tekanan yang tinggi. Ketika jembatan angkat ini dipergunakan, maka udara yang mampat ini akan meneruskan tekanan kebagian bawah penghisap yang selanjutnya akan mengangkat mobil yang diletakkan diatasnya. Dengan cara seperti ini maka akan dengan mudah mengangkat beban mobil yang berat menjadi mudah dilakukan. 2. Dongkrak Hidrolik Tau dongkrak kan? Alat ini merupakan alat wajib yang harus tersedia didalam mobil karena akan sangat membantu kita untuk mengganti ban mobil kita ketika bocor. Ketika dongkrak ditekan atau diungkit, maka penghisap kecil akan menekan cairan yang berada di reservoir. Cairan ini akan meneruskan tekanan ke penghisap besar sehingga akan mendorong benda yang ada diatasnya. 3. Benda lain yang mempergunakan prinsip dasar Hukum Pascal adalah, Kempa Hidrolik yang biasanya digunakan untuk memeras buah untuk diambil airnya, memadatkan kertas dan lain-lain. Digunakan juga pada Dental Chair atau kursi periksa gigi, pompa ban, elevator atau tangga berjalan untuk menaikkan barang atau orang ke pesawat dan lain-lain. Contoh soal hukum Pascal 1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m 2 dan 0,10 m 2. Jika gaya masukan adalah 5 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ? Pembahasan : Diketahui : A1 = 0,04 m 2 A2 = 0,10 m 2 F1 = 5 N Ditanya : F 2 ? Jawab :F 1 /A1 = F2 /A2 5/0,04 = F 2 /0,10 125 = F 2 /0,10 F2 = (125)(0,10) = 12,5 N 2. Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2000 kg ? Pembahasan : Diketahui : r1 = 2 cm = 0,02 m r2 = 25 cm = 0,25 m A1 = (3,14)(0,02) 2 = 0,001256 m 2 A2 = (3,14)(0,25) 2 = 0,19625 m 2 F2 = w = m g = (2000)(9,8 m/s 2) = 19600 N Ditanya : F 1 ? Jawab : F1 /A1 = F2 /A2 F1 /0,001256 = 19600/0,19625 F1 /0,001256 = 99.872,6 F1 = 125,44 N 3. Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 10 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 20 cm ? Pembahasan : Diketahui : 1 atm = 1,013 x 10 5 N/m2 p ukur = 10 atm = (10)(1,013 x 10 5 N/m2) = 10,13 x 10 5 N/m2 F1 = 10,13 x 10 5 N/m2 A1 = 1 m2 A2 = (3,14)(0,10 m) 2 = 0,0314 m 2 Ditanya : F 2 ?
Jawab : p = F/A atau F 1 /A1 = F2 /A2 1013000/1 = F 2 /0,0314 1.013.000 = F 2 /0,0314 F2 = 31.808 N Massa maksimum : w=mg 31.808 = m (9,8) m = 3.245,7 kg
