Tekanan Pada Zat Serta Hukumnya

Definisi Tekanan
Tekanan merupakan suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Tekanan dapat dinotasikan sebagai simbolp (pressure) dan memiliki satuan SI Nnr². Satuan tekanan yang lain adalah pascal (Pa) dan bar.

1 Nnr^-2 = 1 Pa

Tekanan pada Zat Padat
tekanan pada suatu zat padat dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan luas penampang. Secara matematis, tekanan dapat dinyatakan sebagai berikut.
dengan:                                                          p = f/a
p = tekanan (N/m²)
F = gaya (N)
A = luas bidang tekan (m²)
Contoh soal
Sebuah truk mempunyai delapan roda berisi 2,5 ton muatan dan akan melintasi jembatan. luas permukaan bidang sentuh roda dengan permukaan jalan seluruhnya adalah 400 cm². Berapakah tekanan yang dialami setiap ban?
Penyelesaian:
Diketahui:    m  = 2,5 ton = 2500 kg
A   = 400 cm² = 4 x 10″² m²
g   = 10 m/s² Ditanyakan: p =….?
p = f/a =m.g/A
= 2500×10 0,04
= 625.000 N/m²
Tekanan seluruh ban adalah 625.000 N/m² atau 625.000 Pa. Dengan demikian, tekanan untuk setiap ban adalah: I/8 x p = 1/8 x 625.000 = 78.125 Pa.
Tekanan pada Zat Cair
Tekanan pada zat cair sering disebut juga dengan tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis ini tergantung pada suatu tingkatan kedalaman dan berat jenis pada zat cair. Tekanan pada zat cair mengarah ke segala arah. Rumus tekanan hidrostatis sebagai berikut.

P_h = p.g.h

dengan:
p_h = tekanan hidrostatis zat cair (N/m²)
p = massa jenis (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = kedalaman dari permukaan (m)
Contoh Soal
Seorang anak menyelam di kedalaman 100 m di bawah permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s² maka berapakah tekanan hidrostatis yang dialami anak tersebut? Penyelesaian:
Diketahui:      h    = 100 m
p    = 1000 k g/m³
g    = 9,8 m/s²
Ditanyakan:          p_h -….?
Jawab:   p_h = p . g . h
= 1000 . 9,8 . 100
= 9,8 x 10⁵ N/m²
Tekanan pada Zat Gas
Gas-gas yang ada di dalam ruangan yang tertutup akan mengeluarkan udar dan  menekan ke segala arah dengan sama besar. Tekanan gas pada ruang tertutup bisa diukur dengan menggunakan 2 alat yang berbeda yang masing-masing namanya seperti  manometer terbuka dan manometer tertutup. Tekanan gas dalam ruang terbuka dapat diukur dengan menggunakan barometer.
Manomemeter terbuka ini terdiri dari tabung pipa kapiler yang bentuknya seperti huruf U yang terhubung dengan tabung gas. Besar tekanan udara yang terbaca pada suatu sisi pipa yang terbuka sama dengan tekanan gas dalam suatu tabung. Perhatikan diagram manometer terbuka berikut ini.
Hukum Pascal
Hukum Pascal adalah hukum yang menerangkan tentang suatu sifat tekanan pada zat cair. Hukum Pascal menyatakan bahwa:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”
dengan:
F₁ = gaya pada penampang A₁(N)
F₂ = gaya pada penampang A₂(N)
A₁= luas penampang 1 (m²)
A₂ = luas penampang 2 (m²)
Peralatan yang menggunakan prinsip hukum Pascal, antara lain seperti rem hidrolik, pompa hidrolik, dan dongkrak hidrolik.
Contoh Soal
Sebuah beban akan diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Massa beban 64 ton diletakkan di atas penampang A seluas 0,5 m². Berapakah gaya yang harus diberikan
pada penampang B (luasnya 11/88  kali penampang A) agar beban dapat terangkat?
Penyelesaian:
Diketahui: A₁= 0,5 m²
A₂= 1/8 A₁
g   = 10 m/s²
Fi = w = m . g = 64000 kg x 10 = 640.000 N Ditanyakan: F₂ = ….?
Jawab: f₁/f₂ = f₂/A₂
640000/A₁ = F₂/1/8 A₁
F₂ = 1/8 x 640000 = 80.000 N
Hukum Bejana Berhubungan
Dalam suatu Hukum bejana berhubungan menyatakan bahwa:
“apabila bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, maka pada keadaan kesetimbangan permukaan zat cair dalam bejana berada dalam satu bidang datar.” Hukum ini tidak berlaku pada suatu bejana yang berisi kan cairan tak sejenis dan pipa kapiler. Secara matematis, hukum bejana berhubungan dirumuskan sebagai berikut.

P, = P₂

P_1. g.h₁=p_2.g.h₂

dengan:
p₁ = tekanan zat cair 1 (Nnr²)               p₂ = massa jenis zat cair 2 (kgnr³)
p₂ = tekanan zat cair 2 (Nnr²)                        h₁= tinggi permukaan zat cair 1 (m)
P₁ = massa jenis zat cair 1 (kgnr³)              h₂ = tinggi permukaan zat cair 2 (m)
Contoh Soal
Ke dalam kaki 1 pipa U dimasukkan cairan setinggi 32 cm dan ke dalam kaki 2 dimasukkan raksa dengan massa jenis 13,6 gr/cm³. Ketinggian bidang batas adalah 1,4 cm. Berapakah massa jenis cairan tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
32 cm
h₂ = 1,4 cm p₂ = 13,6 gr/cm³ Ditanyakan: p₁ = ….? Jawab:      p_t . g . h₁ = p₂g.h₂
p₁.10. 32      = 13,6 . 10 .1,4 p_l
= 0,595 gr/cm³
Hukum Archimedes
Hukum Archimedes hanya berlaku pada zat yang dinamakan fluida. Zat yang termasuk dalam fluida adalah zat cair dan gas. “Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya itu sebanding dengan berat zat cair yang dipindahkan.”
Dalam hukum Archimedes  ternyata bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari kita antara lain sebagai berikut.
1.         Hidrometer, yaitu alat untuk mengukur massa jenis relatif zat cair terhadap air.
2.         Jembatan ponton, yakni jembatan yang menggunakan drum-drum kosong berisi udara.
3.         Kapal laut dan kapal seiam.
4.         Galangan kapal, yakni alat untuk mengangkat kapal laut ke permukaan air.
5.         Balon udara.

Fisika Dasar Tentang Massa Jenis Zat
Massa jenis : tahu gak apa yang dimaksud massa jenis ??
Begini.. coba kita renungkan baik-baik, misal ada satu karung kerupuk sama satu karung besi..
nah kira-kira kalo kita angkat beratan yang mana ??
hayoo.. kenapa bisa beratan besi ?? kan sama-sama satu karung ??
itu yang namanya massa jenis..
Massa jenis merupakan perbandingan antara volume dengan massa dari suatu benda.
jadi misalnya ada suatu benda yang ukurannya kecil, tapi massanya besar, nah bisa dibilang bahwa massa jenis dari benda tersebut besar juga.
rumusnya :
ρ = M / V
keterangan :
ρ = massa jenis ( cara baca : rho )
M = Massa
V = Volume
Nah, seperti yang kita semua tahu, bahwa setiap benda pasti memiliki massa jenis yang berbeda-beda (namanya juga MASSA JENIS ) artinya beda JENIS BENDA-nya beda MASSA JENIS-nya dong
maka dari itu, misal ada suatu benda A, B, C, D yang kita gak tahu terbuat dari bahan apa, yah caranya tinggal kita ukur aja massa jenisnya, kalau massa jenisnya sama ( misal, A dan D sama massa jenisnya ) berarti benda tersebut ( benda A dan D ) terbuat dari bahan yang sama.
contoh soal :
Tiga buah zat ( A, B, dan C ) masing-masing mempunyai massa berturut-turut adalah 150 gr, 100 gr, dan 200 gr. Volume dari zat tersebut berturut-turut adalah 50 cm³, 25 cm³, 40 cm³. Hitunglah massa jenisnya! Dan tentukan, apakah dari ketiga benda tersebut ada yang terbuat dari bahan yang sama ?
ρ = M / V
A : massa jenisnya = 150/50 = 3 gr/cm³
B : massa jenisnya = 100/25 = 4 gr/cm³
C : massa jenisnya = 200/40 = 5 gr/cm³
Benda A dan C memiliki massa jenis yang sama, sehingga kedua benda tersebut terbuat dari bahan yang sama.

Fisika Satuan Internasional & Pengukuran

Pengukuran adalah suatu perbandingan nilai besaran yang diukur dengan suatu ukuran dari besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan.
Satuan merupakan sesuatu hal yang digunakan untuk menjadi pembanding dalam suatu pengukuran.

Sistem Satuan Internasional (SI); sistem satuan yang berlaku secara internasional (mendunia).
Sistem satuan internasional dibagi menjadi dua yaitu:
Sistem MKS (meter, kilogram, sekon atau detik).
Sistem CGS (sentimeter, gram, sekon atau detik).

Contoh sistem Satuan Internasional (SI) ditunjukkan dalam tabel di bawah ini.

No	Besaran		MKS		CGS
1.	Panjang		M		Cm
2.	Massa		Kg		gram, ons, pounds
3.	Waktu		detik		menit, jam, hari
4.	Gaya		newton		Dyne
5.	Energi		joule		kalori, erg
6.	Suhu		kelvin		Celcius, Fahrenheit, Reamur