Pembahasan Materi Tekanan Hidrostatis, Hukum Archimedes dan Hukum Pascal
Pengertian tekanan hidrostatis, hukum archimedes, dan tekanan udara – Materi ini merupakan bagian dari mata pelajaran fisika kelas 8 SMP – MTs. Untuk lebih jelasnya, mari kita kupas satu persatu pembahasan berikut.
 |
| Ilustrasi tekanan hidrostatis pada ikan di dalam aquarium (sumber: images google) |
TEKANAN
Tekanan merupakan gaya yang bekerja pada suatu benda tiap satuan luas. Dalam kehidupan sehari – hari, tekanan diaplikasikan dalam bentuk alat – alat yang dapat meringankan pekerjaan manusia, seperti: mesin pompa ban dan balon udara, mesin press pada pembuatan kertas, pengatur besar kecilnya saluran air dalam pipa rumah tangga, dan lain sebagainya.
Tekanan dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:
P = F : A
Keterangan :
P = Tekanan suatu benda (N/m2)
F = Gaya yang bekerja pada benda (N)
A = Luas permukaan bidang (m2)
Tekanan sebanding dengan gaya yang bekerja, dan berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang tekanan.
Artinya makin luas bidang permukaan yang mendapatkan gaya, maka tekanan yang dihasilkan semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Apabila gaya yang bekerja pada suatu luas bidang tersebut semakin besar, maka semakin besar pula tekanan yang dihasilkan.
1#. Tekanan Hidrostatik
Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang timbul dalam zat cair. Tekanan hidrostatik sebanding dengan kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair tersebut.
Tekanan hidrostatis dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut:
Ph = ρ x g x h
Keterangan :
Ph = Tekanan hidrostatis (N/m3)
h = Kedalaman zat cair (m)
ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
2#. Hukum Archimedes
Jika suatu benda berada dalam zat cair, maka benda tersebut mendapat gaya ke atas sebesar berat zat cair yang didesak benda.
Hukum archimedes dirumuskan dalam bentuk persamaan berikut:
FA = ρ x g x V
Keterangan :
FA = Gaya tekan ke atas (N)
V = Voume benda yang tercelup dalam zat cair (m3)
Suatu benda yang berada di dalam zat cair beratnya menjadi berkurang, artinya benda tersebut mendapatkan dorongan ke atas sehingga menyebabkan benda tersebut beratnya terasa berkurang.
Hal ini dapat dibuktikan pada saat kita sedang mengangkat suatu balok yang kemudian kita pindahkan melalui saluran air. Maka kita tidak perlu repot mengangkat susah payah, namun cukup menariknya menggunakan seutas tali. Hal ini merupakan salah satu penerapan dari prinsip hukum Archimedes.
Gaya tekan ke atas dapat juga mengangkat suatu benda sampai posisi benda dalam keadaan terapung, melayang, atau tenggelam.
a). Benda Terapung
Suatu benda dikatakan terapung jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair. Berat benda sama dengan berat zat cair yang didesak oleh sebagian benda. Ketika benda terapung, berat benda sama dengan gaya tekan ke atas yang diterima.
b). Benda Melayang
Suatu benda dikatakan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair. Dalam hal ini, berat benda sama dengan gaya tekan ke atas yang diterima.
c). Benda Tenggelam
Suatu benda dikatakan tenggelam apabila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. Gaya tekan ke atas yang dihasilkan lebih kecil daripada berat benda.
3#. Hukum Pascal
Hukum pascal menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada permukaan zat cair dalam ruang tertutup, tekanannya diteruskan ke segala arah dengan nilai yang sama besar. Pernyataan tersebut dapat diperjelas dengan rumus sebagai berikut :
F1 : A1 = F2 : A2
Keterangan :
F1 = Gaya yang bekerja pada tabung kecil (N)
F2 = Gaya yang bekerja pada tabung besar (N)
A1 = Luas penampang pada tabung kecil (m2)
A2 = Luas penampang pada tabung besar (m2)
4#. Tekanan Udara
Udara atau Atmosfer yang menyelimuti bumi kita memberikan tekanan pada permukaan bumi dan sekitarnya. Tekanan udara di ruang terbuka disebut dengan Tekanan Atmosfer. Tekanan atmosfer menekan ke segala arah sama besar pada ketinggian yang sama.
Tekanan udara normal yaitu setara dengan tekanan raksa setinggi 76 cm. Karena tekanan atmosfer setara dengan ketinggian raksa, maka besarnya tekanan atmosfer bernilai 76 cmHg.
Tekanan atmosfer ini memberikan pengaruh terhadap kehidupan manusia dan kondisi lain pada benda. Berikut adalah beberapa contoh pengaruh yang ditimbulkan dari tekanan udara :
a). Titik Lebur Es
Semakin tinggi tekanan udara, semakin rendah titik lebur es. Namun untuk benda selain es berlaku semakin besar tekanan, maka semakin tinggi titik lebur zat.
b). Titik Didih Zat Cair
Semakin besar tekanan pada permukaan zat cair, maka semakin tinggi pula titik didih zat tersebut.
Contoh lain dalam kehidupan kita sehari - hari yaitu pada orang yang biasa hidup di dataran rendah, ketika berada pada ketinggian tertentu, orang tersebut merasa telinganya tidak nyaman akibat dari perubahan tekanan pada gendang telinganya.
Terakhir diperbarui: 25-03-2018