BAB 7. TEKANAN ZAT DAN PENERAPANNYA DALAM KEHIDUPAN SEHARI - HARI
BAGIAN 1
BAGIAN 1
Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh......... Selamat Pagi..... Selamat Belajar....... Selamat Berjuang...... Maju Terus Pantang Mundur...
Sebelum aktivitas belajar dimulai terlebih dahulu marilah kita berdoa semoga kegiatan ini menjadi sesuatu yang bernilai manfaat. Senang sekali mengetahui kalian tetap bersemangat melakukan proses belajar. Selalu bersyukur kepada Tuhan atas segala nikmat yang diberikan.
Jangan lupa jaga iman dan imun agar tetap aman....aamiin.
Tetap Terapkan 5M : Memakai masker, Mencuci tangan memakai sabun dan air mengalir, Menjaga jarak, Menjauhi kerumunan, dan Membatasi mobilisasi dan interaksi.
Pada pertemuan kali ini kita akan mempelajari materi tentang tekanan zat padat dan tekanan zat cair.
A. TEKANAN ZAT
TEKANAN ZAT PADAT
Tekanan (p) berbanding lurus dengan besar gaya (F) dan berbanding terbalik dengan luas bidang (A) tekan. Semakin besar dorongan (gaya) yang diberikan, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan.
TEKANAN ZAT CAIR
"Kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan (p) yang dihasilkan oleh zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis. Semakin dalam zat cair, semakin besar tekanan yang dihasilkan. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Dengan kata lain, tekanan dalam zat cair sebanding dengan kedalaman atau ketinggian dan besarnya massa jenis." Contoh pada struktur bendungan air.
Hukum Archimedes menyatakan “Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda itu akan mendapat gaya ke atas yang sama besar dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut." Contoh pada kapal selam.
Hukum Pascal menyatakan bahwa "tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama." Contoh pada dongkrak hidrolik.
Penerapan Hukum Hidrostatis dan Hukum Archimedes
Tekanan sangat berhubungan dengan gaya dan luas permukaan benda. Gaya adalah tarikan atau dorongan, gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan kecepatan benda.
Konsep tekanan sama dengan penyebaran gaya pada luas suatu permukaan benda. Apabila gaya yang diberikan pada suatu benda semakin besar, maka tekanan yang dihasilkan juga bertambah besar. Sehingga Tekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang persatuan luas bidang. Satuan pada tekanan adalah N/m² atau pascal.
Bunyi hukum Archimedes: “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair akan mengalami gaya keatas yang besanya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.”
Penerapan hukum Archimedes sangat berguna dalam beberapa kehidupan seperti menentukan kapan kapal selam mengapung, melayang ataupun tenggelam. Nah, berikut prinsip dasar dari rumus hukum Archimedes. Ketika suatu benda berada dalam fluida, maka volume zat cair dipindahkan sebesar volume bagian benda yang berada dalam zat cair. Jika volume zat cair yang dipindahkan besarnya V dan kerapatan fluida (massa per satuan volume) adalah ρ maka besarnya massa fluida yang dipindahkan adalah:
m = ρ.V
Besarnya berat fluida yang dipindahkan adalah
w = m.g = ρ.V.g
Menurut prinsip Archimedes, besarnya gaya tekan keatas sama dengan berat benda yang dipindahkan:
Fa = w= ρ.V.g
Jika suatu sistem dalam keadaan seimbang, maka dapat dirumuskan Fa= w
ρf.Vbf.g= ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair atau fluida, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu terapung, melayang, dan tenggelam.
Terapung
ρf.Vbf = ρb.Vb ρb < pf
Keterangan:
Vb’ = volume benda yang terapung (m3)
Vbf = volume benda yang tercelup dalam fluida (m3)
Vb = volume benda keseluruhan (m3)
Fa = gaya apung (N)
ρf = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = gravitasi (m/s2)
Melayang
A = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g ρb = ρf
Keterangan:
Fa = gaya apung (N)
ρf = massa jenis zat cair (kg/m3)
ρb = massa jenis benda (kg/m3)
Vb = volume benda (m3)
g = gravitasi (m/s2)
Tenggelam
f.Vb = mu – mf ρb > ρf
Keterangan:
Fa = gaya apung (N)
wu = berat benda di udara/ berat sebenarnya (N)
wf = berat benda dalam zat cair (N)
g = gravitasi (m/s2)
Vb = volume benda total (m3)
ρf = massa jenis air (kg/m3)
mu = massa di udara (kg)
mf = massa di zat cair (kg)