Rumus Tekanan Benda Padat dan Cair – Coba sobat hitung bandingkan dua kejadian berikut. Kejadian pertama seeokor ayam berjalan di tengah jalan becek dan berlumpur. Kejadian kedua seekor itik berjalan di jalan yang sama. Apa yang akan terjadi? Dari kedua kejadian tersebut si ayam akan lebih susah berjalan dengan baik karena kakinya akan masuk ke dalam lumpur. Beda halnya dengan si bebek akan lebih mudah berjalan karena kakinya yang lebar membuatnya tidak masuk ke dalam lumpur. Apa yang membedakan hal tersebut? Jawabannya adalah tekanan.
Tekanan Pada Zat Padat
Besarnya jumlah tekanan yang di alami oleh sebuah bidang karena suatu benda padat sebanding dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekannya. Jadi pada kasus ayam dan itik di atas, kaki itik tidak masuk ke dalam lumpur karena bidang tekannya lebih luas sehinggga tekanan yang diberikan oleh berat tubuh itik lebih kecil. Kaki itik punya selaput yang menambah luas bidang tekan ke lumpur. Beda halnya pada ayam, permukaan kaki ayam yang sempit menjadikan tekanan yang diberikan oleh berat tubuhnya menjadi besar.
Jadi rumus tekanan benda padat adalah besarnya gaya yang bekerja bada bidang permukaan per satuan luas bidang tekan gaya., secara matematis ditulis
p = tekanan pressure (N/m2 atau Pa)
F = gaya yang bekerja menekan (N)
a = luas bidang tekan (m2)
Satuan tekanan bisa sobat tuliskan dengan N/m2 atau Pascal (Pa) keduanya sama saja
Contoh Soal 1
Sebuah tong berbentuk tabung bermassa 100 kg diletakkan di permukaan sebuah lantai. Jika jari-jari tong tersebut adalah 28 cm, berapa tekanan yang di alami oleh permukaan lantai. Diketahui g = 9,8 m/s2.
Jawab
r = 28 cm
m = 100 kg
g = 9,8 m/s2
Luas permukaan bidang tekan = luas lingkaran = phi x r x r = 22/7 x 28 x 28 = 2464 cm2 = 0,2464 m2
gaya yang bekerja = berat tabung = m x g = 100 x 9,8 = 98 N
P = F/a = 980/0,2464 =3977 N/m2 atau 3977 Pa
Contoh Soal 2
Tekanan yang diberikan oleh sebuah benda yang diletakkan diatas sebuah papan kayu adalah 5000 Pa. Jika benda tersebut berbentuk kubus dengan jari-jari 100 cm, berapa massa benda tersebut? g = 10 m/s2
Jawab
P = 5000 Pa
r = 100 cm = 0,1 m
g = 10 m/s2
Luas Bidang tekan = luas persegi = s x s = 0,1 x 0,1 = 0,01 m2
P = F/a
F = a. P = 5000 x 0,01 = 50 N kita tahu rumus gaya = m.a
F = m.a
50 = m . 10
m = 50/10 = 5 Kg
Jadi berat benda tersebut adalah 5 Kg.
Tekanan Pada Zat Cair
Jika ada pertanyaan, lebih besar mana tekanan yang dialami sebuah benda apakah ketika benda tersebut di bawah permukaan zat cair atau di dekat dasar? Jawabannya sangat sederhana. Coba sobat punya sebuah botol yang diisi air penuh, kemudian lubangi dibagian atas tengah dan bawah dengan ukuran lubang yang sama. Kira-kira pada lubang yang mana air akan memancar lebih jauh?
Jawabannya adalah di lubang yang dekat dengan dasar botol. Hal ini terjadi karena perbedaan tekanan hidrostatis yang pada ketiga titik tersebut. Jadi tekanan pada zat cair tidak dipengaruhi luas dan bentuk penampang dari wadahnya melainkan dipengaruhi oleh ketinggian permukaan zat cair. Sekarang kalau sebuh titik pada ketinggian (kedalaman) yang sama namun yang satu di air murni dan yang satunya di dalam oli. Kira-kira mana yang lebih besar tekanan yang dialami titik tersebut? Jawabannya adalah di oli. Hal ini menandakan Jenis zat cair juga mempengaruhi tekanan hidrostatis yang dialami benda.
Rumus Tekanan Hidrostatis
Keterangan
ρ = massa jenis zat cair (densitas) –> baca apa itu densitas?
g = gravitasi
h = ketinggian dari permukaan zat cair.
Ingat ya buat kalian yang duduk di bangu SMP jangan sampai salah menentukan nilai h nya. Nilai h diukur dari permukaan zat cair dan bukan dari dasar bejana. Pengalaman beberapa murid yang kami ajar sering melakukan kesalah tersebut.
Latihan Soal
Perhatikan Gambar di bawah ini
Tentukan besarnya tekanan hidrostatsi pada titik h! Ayo silahkan dicoba.. Sekian dulu sobat belajar kita hari ini tentang rumus tekanan pada benda padat dan zat cair. Semoga bermanfaat. 😀
