pengertian tekanan

A. Tekanan pada Zat Padat

Kamu telah mengenal gaya sebagai tarikan atau dorongan pada sebuah benda. Apa pengaruh gaya terhadap permukaan benda? Apakah yang dimaksud dengan tekanan? Coba kamu perhatikan uraian di bawah ini! Pernahkah kamu naik bis atau kereta api? Jika bis atau kereta api yang kamu tumpangi penuh, terpaksa kamu harus berdiri, bukan? Nah, ketika kamu berdiri, semakin lama kaki kamu akan terasa pegal dan sakit. Tahukah kamu apa yang terjadi? Perhatikan juga kendaraan berat yang digunakan untuk memperbaiki jalan. Alat berat tersebut digunakan untuk memadatkan jalan yang sedang diperbaiki sebelum dilapisi aspal. Mengapa untuk meratakan jalan digunakan alat berat? Contoh lain, jika kamu pernah melihat unta, kamu akan mengetahui bahwa telapak kaki unta berbentuk melebar. Apa gunanya kaki unta berbentuk demikian? Sebagai jawaban singkatnya, semua contoh di atas ada hubungannya dengan tekanan

B. Tekanan pada Zat Cair

Pada pembahasan sebelumnya, kamu telah mempelajari konsep tekanan pada benda padat. Ketika kamu menjepit sebatang korek api pada kedua ujungnya, tekanan akan disebarkan pada luas bidang sentuh jari tanganmu dan ujung korek api. Sebagai akibatnya kamu merasakan tekanan tersebut. Konsep tekanan juga berlaku pada zat cair yang akan kamu pelajari berikut ini.

C. Tekanan Udara

Pada penjelasan sebelumnya telah sedikit disinggung mengenai tekanan udara. Tekanan udara sering juga disebut tekanan atmosfer. Ada kemiripan antara tekanan udara dan tekanan air yang telah kamu pelajari. Tekanan air disebabkan oleh gaya tarik bumi atau gaya gravitasi terhadap air yang mempunyai massa. Jika benda diletakkan di kedalaman air yang semakin dalam, jumlah air yang berada di atasnya akan semakin banyak dan gaya gravitasinya pun akan semakin besar, sehingga tekanan akan semakin besar. Pada prinsipnya, tekanan udara sama seperti tekanan pada zat cair. Tekanan udara di puncak gunung akan berbeda dengan tekanan udara di pantai. Hal ini dikarenakan di puncak gunung jumlah partikel udaranya semakin kecil yang mengakibatkan gaya gravitasi partikel juga kecil, sehingga tekanan udaranya pun akan semakin kecil.

HUKUM PASCAL

Sebuah kotak pejal kecil mengapung di dalam air. Ukuran kotak tersebut sangat kecil sehingga pengaruh gaya gravitasi dapat diabaikan. Kotak tersebut akan mengalami tekanan oleh air dari segala arah yang diwakili oleh arah anak panah. Besar tekanan air dari segala arah adalah sama. Zat cair dapat memberikan tekanan walaupun zat cair tersebut diam di suatu tempat.

BEJANA BERHUBUNGAN

Kamu telah mengetahui bahwa salah satu sifat zat cair jika dalam keadaan diam, mempunyai permukaan yang datar. Perhatikan peristiwa yang sering terjadi di sekelilingmu, misalnya air minum dalam gelas, mempunyai permukaan datar. Meskipun kamu memiringkan gelas tersebut, permukaan air tetap datar. Jika dalam bejana berhubungan terdapat dua jenis cairan yang berbeda, tinggi permukaan kedua zat tersebut dalam bejana berhubungan tidak akan sama. Hal ini disebabkan oleh massa jenis kedua zat cair tersebut yaitu air dan minyak goreng tidak sama. Kamu pasti telah mengetahui bahwa massa jenis minyak goreng lebih kecil daripada massa jenis air.

a. Tukang Bangunan

Tukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar. Tukang bangunan menggunakan slang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.

b. Teko Air

Perhatikan teko air di rumahmu. Teko tersebut merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air. Mengapa demikian?

c. Tempat Penampungan Air

Biasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.

HUKUM ARCHIMEDES

Setelah mempelajari Hukum Pascal dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, sekarang kamu akan mempelajari Hukum Archimedes serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Pernahkah kamu memerhatikan kapal laut? Kapal laut massanya berton-ton, tetapi kapal dapat mengapung di air laut. Jika kamu memasukkan uang logam ke dalam bak mandi berisi air, uang logam tersebut akan tenggelam. Massa kapal laut jauh lebih besar daripada massa uang logam. Akan tetapi, mengapa kapal laut dapat mengapung di permukaan air laut, sedangkan uang logam tenggelam? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kamu harus memahami konsep gaya apung di dalam zat cair.

Mengapung, Melayang, dan Tenggelam

1) Mengapung

Jika sebuah batang kayu dijatuhkan ke dalam air, apa yang terjadi? Mula-mula kayu tersebut akan masuk seluruhnya ke dalam air, selanjutnya kayu tersebut akan muncul ke permukaan air dan hanya sebagian kayu yang masuk ke dalam air. Dalam keadaan demikian, gaya ke atas pada kayu lebih besar dengan berat kayu (Fa > w).

2) Melayang

Masukkan sebutir telur ke dalam wadah berisi air, apa yang terjadi? Telur tersebut akan tenggelam. Kemudian, larutkan garam dapur ke dalam air. Setelah air tenang, perlahan-lahan telur tersebut naik dan akhirnya melayang. Mengapa terjadi demikian? Ketika telur tenggelam, gaya apung tidak cukup kuat menahan telur untuk mengapung atau melayang. Setelah ditambahkan garam dapur, massa jenis air menjadi sama dengan massa jenis telur. Oleh karena itu, telur melayang. Gaya apung telur sama dengan beratnya (Fa = w).

3) Tenggelam

Kamu pasti dapat menyebutkan contoh benda-benda yang tenggelam dalam air. Misalnya, uang logam akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air. Pada logam, sebenarnya terdapat sebuah gaya apung, tetapi gaya ini tidak cukup kuat untuk menahan uang logam melayang atau mengapung. Jadi dalam keadaan tenggelam, gaya apung yang bekerja pada suatu benda lebih kecil daripada berat benda (Fa < w). b. Pengaruh Massa Jenis terhadap Gaya Apung Ketika kamu mempelajari bahasan mengenai terapung, melayang dan tenggelam, hanya ditekankan adanya gaya apung yang bekerja pada benda. Sebenarnya ada faktor lain yang memengaruhi keadaan-keadaan tersebut yaitu massa jenis benda. Pada keadaan terapung, selain karena pengaruh gaya apung Fa yang sama dengan berat benda, pengaruh massa jenis pun memungkinkan suatu benda terapung. Massa jenis benda yang lebih kecil daripada massa jenis cairan, memungkinkan benda tersebut mengapung di permukaan cairan. Pada keadaan melayang, gaya apung Fa sama dengan w benda. Ini sama dengan gaya apung yang terjadi pada keadaan terapung. Tetapi, pada keadaan melayang, massa jenis suatu benda adalah sama dengan massa jenis zat cair. Pada keadaan tenggelam, gaya apung Fa lebih kecil daripada w. Jika diamati dari massa jenis benda, massa jenis benda yang tenggelam lebih besar daripada massa jenis zat cair.

Konsep Benda Terapung, Melayang, dan Tenggelam dalam Teknologi

Setelah mempelajari konsep benda terapung, melayang, dan tenggelam, kamu sekarang dapat menjelaskan kasus-kasus dalam keseharian. Misalnya, mengapa kapal laut dapat terapung di permukaan air, sedangkan uang logam tenggelam. Dalam hal apa saja prinsip Archimedes diterapkan dalam kehidupan sehari-hari?

1) Kapal Laut

Di awal pembahasan Hukum Archimedes telah sedikit disinggung mengapa kapal laut dapat mengapung di air. Badan kapal laut mempunyai rongga udara. Karena rongga udara ini, volume air laut yang dipindahkan oleh kapal tersebut cukup besar sehingga sesuai prinsip Archimedes, kapal laut mendapatkan gaya apung yang cukup besar untuk menahan bobot kapal sehingga kapal dapat mengapung di permukaan air. Kapal sangat penting untuk transportasi. Indonesia merupakan salah satu negara kepulauan yang besar. Oleh karena itu, kapal laut memegang peranan penting akan kelancaran transportasi di negara kita.

2) Kapal Selam

Jika kapal laut hanya dapat mengapung di permukaan air, maka kapal selam, selain dapat mengapung, dapat juga melayang dan tenggelam di dalam air laut. Karena kemampuannya tersebut, kapal selam sangat cocok digunakan dalam bidang militer dan penelitian. Bentuk badan kapal selam dirancang agar dapat mengapung, melayang, dan tenggelam dalam air. Selain itu, dirancang untuk dapat menahan tekanan air di kedalaman laut. Bagaimana cara kerja kapal selam? Ketika kapal selam sedang mengapung, melayang, dan tenggelam! Badan kapal selam mempunyai rongga udara yang berfungsi sebagai tempat masuk dan keluarnya air atau udara. Rongga ini terletak di lambung kapal. Rongga tersebut dilengkapi dengan katup pada bagian atas dan bawahnya. Ketika mengapung, rongga terisi dengan udara sehingga volume air yang dipindahkan sama dengan berat kapal. Sesuai dengan prinsip Archimedes, kapal selam akan mengapung. Ketika rongga katup atas dan katup bawah pada rongga kapal selam dibuka, maka udara dalam rongga keluar atau air masuk mengisi rongga tersebut. Akibatnya, kapal mulai tenggelam. Katup akan ditutup jika kapal selam telah mencapai kedalaman yang diinginkan. Dalam keadaan ini, kapal selam dalam keadaan melayang. Jika katup udara pada rongga dibuka kembali maka volume air dalam rongga akan bertambah sehingga kapal selam akan tenggelam.

http://www.crayonpedia.org/mw/TEKANAN_8.2_WASIS