Tekanan

TEKANAN Pengertian Tekanan Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda tiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. B

A

A = luas permukaan bidang tekan benda A B = luas permukaan bidang tekan benda B Walaupun berat benda A dan B sama, tapi tekanan kedua benda tersebut terhadap lantai tidak sama karena luas permukaan benda yang menekan lantai tidak sama. Secara matematis tekanan dirumuskan P = F / A P = tekanan (N/m2) F = gaya (N) A = luas permukaan bidang tekan (m2)

Tekanan dalam zat cair Tekanan yang diakibatkan oleh zat cair dalam keadaan diam disebut tekanan hidrostatis.

A

B

C

Jauhnya semburan zat cair yang melalui celah suatu lubang dipengaruhi oleh tekanan zat cair. Semakin besar tekanan zar cair maka semburannya semakin jauh. Pada gambar di atas menunjukkan semburan zat cair yang paling jauh adalah lubang yang paling bawah. Hal tersebut menunjukkan tekan zat cair sebanding dengan kedalaman zat cair. Selain dipengaruhi kedalaman

zat cair, tekanan hidrostatis juga sebanding dengan massa jenis zat cair dan gaya gravitasi. Secara matematis tekanan hidrostatis dirumuskan Ph = ρ x g x h Ph = tekanan hidrostatis (N/m2) P = massa jenis zat cair ( kg/m3) g = gravitasi (m/s2) h = kedalaman dari permukaan zat cair (m)

Bejana berhubungan

A

B

C

Jika tabung A, B, dan C pada gambar di atas diisi dengan zat cair sejenis, maka tinggi permukaan zat cair pada tiap-tiap tabung sama. Keadaan itu disebut dengan asas bejana berhubungan. Asas bejana berhubungan tidak berlaku jika pada tiap bejana diisi zat cair yang berbeda, dan terdapat pipa kapiler. Pada gambar di samping berlaku Persamaan p1 x h1 = p2 x h2

minyak h1

h2

p1 = massa jenis zat cair1 p2 = massa jenis zat cair 2

air

h1 = tinggi permukaan zat cair1 h2 = tinggi permukaan zat cair 2

Hukum Pascal Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang tertuitup diteruskan ke segala arah dan sama besar. F1

F2

A1

PP

P1 = F1/A1

A2

Pp

P2 = F2/A2

Berdasarkan hukumPascal

P1 = P2

jadi

F1/A1 = F2/A2

F1 = gaya pada penampang A1(N) F2 = gaya pada penampang A2(N) A1 = luas penampang 1 (m2) A2 = luas penampang 2 (m2)

Hukum Archimedes Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. Pada gambar di samping berlaku persamaan: Berat benda dalam air = berat benda di udara - gaya

VA =Vb

ke atas. Wfluida = Wudara - FA

Vb

= Vb.pb.g – VA.pA.g Vb = volume benda yang tercelup dalam air (m3) VA = volume air yang terdesak oleh benda (m3) pb = massa jenis benda (kg/m3)

pA = massa jenis zat cair (kg/m3)

g -= gravitasi (m/s2) Kesimpulan lainnya adalah : 1. Jika pA = pb benda akan melayang 2. Jika pA > pb benda akan terapung 3. Jika pA < pb benda akan tenggelam

Tekanan Udara Ruang hampa Torricelli

100 cm Tekanan udara

Tekanan udara

h

Hg

Besarnya h atau tingginya permukaan raksa dalam tabung dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara. Jia percobaan tersebut dilakukan di atas permukaan laut maka tingginya h = 76 cm. Jika percobaan tersebut dilakukan pada ketinggian 100 m dari permukaan laut maka tingginya h = 75 cm. Jika percobaan tersebut dilakukan pada ketinggian 200 m dari permukaan laut maka tingginya h = 74 cm. Disimpulkan : setiap naik 100 m dari permukaan laut tekanan udara turun sebesar 1 cm Hg. Hubungan ketinggian tempat dari permukaan laut dengan tekanan udara dirumuskan: h = (76 – μ)100m h = tinggi tempat dari permukaan laut(m) (cmHg).

μ = tekanan udara dari atas permukaan laut

Kesetaraan satuan tekanan udara : 76 cmHg = 1 atm = 101.300 Pa 1 bar = 100 Pa 1 atm = 1,013 bar = 1.013 milibar Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer.

Teanan Gas dalam Ruang Tertutup Tekanan udara (Pudara)

Tekanan udara(Pudara)

Gas h

Gas

Pgas

Pgas h

Gambar.A

Gambar.B

Raksa

raksa

Gambar A menunjukkan tekanan gas lebih besar dari tekanan udara. Besarnya tekanan gas pada gambar A dihitung dengan rumus Pgas = Pudara + h Pgas : tekanan gas (cmHg) Pudara: tekanan udara (cmHg) h : selisih permukaan raksa dalam bejana (cmHg) Gambar B menunjukkan tekanan gas lebih kecil dari tekanan udara. Besarnya tekanan gas pada gambar B dihitung dengan rumus Pgas = Pudara - h

Hukum Boyle “Hasil kali tekanan gas dan volume gas dalam ruang tertutup adalah tetap”. Jika gas dalam ruang tertutup volumenya diperkecil maka tekanannya menjadi besar, dan sebaliknya. Hukum Boyle dirumuskan p1 V1 = p2 V2 P1 = tekanan awal P2 = tekanan akhir V1 = volume awal V2 = volume akhir