Perbandingan besar gaya yang bekerja pada suatu benda dengan luas permukaan benda tersebut adalah

Rumus tekanan termasuk dalam materi pembelajaran fisika. Setiap hari, manusia hidup dekat dengan fenomena ini. Contoh paling sederhana dapat dirasakan ketika berdiri, di mana kaki menekan permukaan tanah untuk menjaga keseimbangan atau saat menyelam di kedalaman laut.

Dalam ilmu fisika, tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan atau bidang tekanan. Fenomena tersebut timbul sebagai akibat dari gaya tekan yang bekerja pada benda per satuan luas permukaan dengan arah yang tegak lurus.

Suatu tekanan akan sangat bergantung pada besarnya gaya. Besarnya tekanan yang dihasilkan sejalan dengan besar gaya yang diberikan atau berbanding lurus dengan gaya. Di satu sisi, tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan. Apabila luas permukaan tekan bidang diperbesar, maka tekanan akan mengecil.

Satuan dan Simbol Tekanan

Mengutip Zenius dan berbagai sumber terkait lannya, dalam ilmu fisika, satuan internasional tekanan adalah Newton per meter kuadrat atau N/m2. Sementara, besaran tekanan disimbolkan dengan huruf P atau p.

Selain N/m2, tekanan memiliki satuan ukur lainnya, yakni Pascal (Pa), yang diambil dari nama tokoh fisikawan asal Prancis, Blaise Pascal.

Tekanan termasuk ke dalam besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok massa, panjang, dan waktu. Di samping itu, terkanan termasuk besaran vektor yang dinyatakan dalam nilai dan angka.

Advertising

Advertising

Adapun rumus tekanan, yaitu:

p = F/A

Keterangan:

p = tekanan (N/m2 atau Pa).

F = Gaya tekan (N).

A = Luas permukaan (m2)

Rumus tekanan jika diketahui massa benda:

p = m.g/A

Keterangan:

m = massa benda (kg).

g = percepatan gravitasi (m/s2).

A = luas permukaan (m2).

Jenis-jenis Tekanan dan Rumusnya

Tekanan dibagi menjadi tiga. Pembagian tersebut mengacu pada jenis zat, yaitu tekanan zat padat, tekanan zat cair dan tekanan zat gas.

1. Rumus Tekanan zat padat

Tekanan pada zat padat merupakan gaya yang bekerja pada satuan luas bidang tekan. Jika suatu zat padat diberi gaya dari atas otomatis akan menimbulkan tekanan. Semakin besar luas alas bidang tekannya, tekanan akan semakin kecil.

Adapun rumusnya:

p = F/A

2. Rumus Tekanan zat cair (hidrostatik)

Tekanan pada zat cair dipengaruhi oleh kedalaman. Tekanan dapat dilihat dari daya pancar yang keluar dari sebuh tabung berlubang yang disi oleh zat cair. Semakin dalam, tekanan zat cair akan semakin besar. Tekanan pada zat cair yang diam disebut tekanan hidrostatik.

Tekanan hidrostatik memiliki sifat sebagai berikut:

- Semakin dalam letak suatu titik atau benda dari permukaan zat cair, maka tekanan akan semakin besar.

- Tekanan hidrostatis ke segala arah memiliki ukuran yang sama besar.

- Tekanan hidrostatis tergantung pada kedalaman, massa jenis zat cair, dan percepatan gravitasi.

- Tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk wadahnya.

Terdapat tiga hukum fisika yang bekerja pada tekanan zat cair, yaitu hukum Pascal, bejana berhubungan, dan hukum Archimedes.

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan zat cair pada ruang tertutup diteruskan ke segala arah dan besarnya sama.

Sementara itu, bejana berhubungan adalah rangkaian beberapa bejana yang saling berhubungan satu sama lainnya dengan bagian atas yang terbuka. Keadaan permukaan air yang sama jenisnya selalu mendatar, sekalipun bejana dimiringkan.

Dalam hukum Archimedes membahas tentang gaya tekan ke atas zat cair. Besarnya gaya tekan ke atas (Fa) sama dengan hasil kali antara volume benda (Vb), massa jenis zat cair (ρ), dan gravitasi (g).

Rumusnya:

Ph = p . g . h atau Ph = S . h

Keterangan:

ph = Tekanan hidrostatis (N/m2 atau Pa).

ρ = massa jenis zat cair (kg/m3).

g = percepatan gravitasi (m/s2).

h = kedalaman zat cair (m).

S = berat jenis zat cair (N/m3).

3. Rumus Tekanan zat gas

Tekanan zat gas, misalnya udara dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Sehingga, tekanan udara di setiap tempat akan berbeda-beda. Adapun rumusnya sebagai berikut:

Tekanan Udara = 76 cmHg - (Ketinggian/100 meter)

atau

Tekanan Udara = 760 mmHg - (Ketinggian/10 meter)

Sementara itu, gas yang berada pada ruang tertutup akan berlaku Hukum Boyle. Tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup adalah konstan selama suhu gas tetap.

Rumus tekanan gas pada ruang tertutup adalah sebagai berikut:

p . V = konstan

p1. V1 = p2 . V2

Untuk gas campuran:

Pcampuran = (p1. V1) - (p2 . V2)/(V1 + V2)

Tekanan pada gas sering dinyatakan dengan satuan atmosfer (atm), di mana:

1 atm = 105 Pa, atau

1 atm = 76 cmHg

Keterangan:

P1 = tekanan awal (atm)

V1 = volume awal (m3)

P2 = tekanan akhir (atm)

V2 = volume akhir (m3)

Contoh Soal Rumus Tekanan

1. Berapakah tekanan hidrostatik air pada kedalaman 5 meter (ρ = 1.000 kg/m3) dan percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2.

Jawaban:

Diketahui:

h = 5 meter

ρ = 1.000 kg/m3

g = 10 m/s2

Ditanya:

Ph?

Penyelesaian:

Ph = ρ . g . h

= 1.000 . 10 . 5

= 50.000 N/m2 atau Pa, atau

= 50 kPa (kPa = kilopascal)

2. Kota Kebumen berada 200 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota Kebumen, nyatakan dalam cmHg!

Jawaban:

Diketahui

Setiap kenaikan 100 m tekananudara luar turun 1

h Kebumen = 200 m tekanan turun 2

Penyelesaian

P = 76 – 2

P = 74 cmHg

Jadi, tekanan udara di Kebumen adalah 74 cmHg.

3. Gaya 800 N bekerja pada permukaan seluas 5 m2. Berapa besar tekanan yang dihasilkan gaya tersebut.

Diketahui

F = 800 N

A = 5 m2

Penyelesaian

p = F/A

p = 800/5

p = 160 Pa

Jadi, besar tekanan pada soal tersebut adalah 160 Pa.

LATIHAN SOAL PERSIAPAN UJIAN KENAIKAN KELAS BAB 1 ELASTISITAS A. Soal Konsep 1. Sifat benda yan dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja pada benda dihilangkan merupakan penjelasan dari... A. Elastis D. Plastis B. Elastisitas E. Benda Plastis C. Benda Elastis 2. Gaya tarik yang diberikan kepada pegas akan berbanding lurus demham perubahan panjang pegas, merupakan pernyataan dari hukum... A. Newton D. Ohm B. Hooke E. Sir Alex Hooke C. Elastistas 3. besarnya gaya yang bekerja pada benda untuk tiap satuan luas, disebut... A. Elastis D. Gaya tekan B. Tegangan E. Gaya C. Regangan 4. perbandingan antara perubahan panjang benda terhadap panjang benda mula mula, disebut... A. Elastis D. Modulus Young B. Regangan E. Konstanta pegas C. Tegangan 5. karet, balon, dan pegas termasuk kedalam benda... A. Elastisitas D. lunak B. Elastis E. Plastis C. Benda licin 6. Perbandingan antara tegangan dan regangan di sebut... A. Regangan D. Elastis B. Modulus Young E. Konstanta pegas C. Tegangan 7. Persamaan Hukum Hooke yang Benar, yaitu... A. F = K/x D. F = k x B. F = k.x E. K = F + x C. F = k + x 8. Pada pegas yang dirangkai seri, besaran yang sama adalah... A. pegasnya D. Jenis pegasnya B. gaya tariknya E. nilainya C. perubahan panjangnya

9. Pada pegas yang dirangkai paralel, besaran yang sama adalah... A. pegasnya D. nilainya B. perubahan panjangnya E. Jenis pegasnya C. gaya tariknya 10. stress dapat juga disebut... A. Regangan D. Elastis B. Modulus Young E. Konstanta pegas C. Tegangan 11. strain dapat juga disebut... A. Regangan D. Elastis B. Modulus Young E. Konstanta pegas C. Tegangan 12. Perubahan panjang sebuah bahan menurut Hukum Hooke sebanding dengan A. Geserannya D. Gaya B. Susunan molekul E. Suhu C. Percepatan gravitasi B. Soal Hitung 13. Empat buah pegas masing masing dengan konstanta gaya k disusun secara paralel. Konstanta gaya susunan pegas adalah k A. ¼ D. ½ B. 1 E. 2 C. 4 14. Empat buah pegas masing masing dengan konstanta k disusun secara seri. Konstanta pegas pengganti dari susunan tersebut adalah. K A. ½ D. ¼ B. 1 E. 2 C. 4 15. Suatu pegas dengan konstanta 200 N/m, berapakah gaya yang harus diberikan agar pegas mengalami perubahan panjang 4 cm! A. 800 N D. 196 N B. 8 N E. 50 N C. 204 N 16. Suatu pegas dengan konstanta 100 N/m, jika gaya sebesar 5 N diberikan padanya, maka perubahan panjang pegas tersebut adalah! A. 20 cm D. 5 cm B. 500 cm E. 50 cm C. 2 cm

17. Suatu pegas akan mengalami perubahan panjang sebesar 10 cm jika ditarik dengan 10 N, maka konstanta pegas tersebut adalah... N/m A. 100 D. 1 B. 0,1 E. 20 C. 10 18. Dua buah pegas identik dengan konstanta 100 N/m, jika keduanya dirangkai secara seri, maka konstanta penggantinya adalah... A. 200 D. 98 B. 100 E. 102 C. 50 19. Dua buah pegas identik dengan konstanta 100 N/m, jika keduanya dirangkai secara paralel, maka konstanta penggantinya adalah... A. 200 D. 98 B. 100 E. 102 C. 50 20. Dua buah pegas masing masing dengan konstanta 100 N/m dan 50 N/m, jika keduanya dirangkai secara seri, maka konstanta penggantinya adalah... A. 0,03 D. 50 B. 100/3 E. 5000 C. 150 21. Dua buah pegas masing masing dengan konstanta 100 N/m dan 50 N/m, jika keduanya dirangkai secara paralel, maka konstanta penggantinya adalah... A. 0,03 D. 50 B. 100/3 E. 5000 C. 150 22. Dua buah pegas identik dengan konstanta 100 N/m, keduanya dirangkai secara seri, jika sistem pegas ini ditarik dengan gaya 20 N, maka perubahan panjang pegasnya adalah... m A. 2/5 D. 5/2 B. 0,004 E. 0,025 C. 50 23. Dua buah pegas identik dengan konstanta 100 N/m, keduanya dirangkai secara paralel, jika sistem pegas ini ditarik dengan gaya 20 N, maka perubahan panjang pegasnya adalah... cm A. 10 D. 120 B. 0,1 E. 80 C. 5 24. Perhatikan gambar berikut ini!

kedua pegas identik, dan massa beban yang tergantung 5 kg, jika setelah diberi beban perubahan panjang sistem pegas menjadi 20 cm, maka nilai konstanta pegasnya adalah... N/m (g = 10 m/s 2 ) A. 12,5 D. 25 B. 125 E. 250 C. 100 25. Suatu pegas ditarik dengan gaya sebesar 50 N ternyata perubahan panjang yang terjadi 8 cm, berakah gaya yang harus diberikan agar perubahan panjang yang terjadi 2 cm! A. 12,5 N D. 25 N B. 125 N E. 250 N C. 100 N BAB 2 FLUIDA STATIS A. Soal Konsep 26. Perbandingan antara massa benda dengan volume benda, disebut... A. Massa jenis D. Berat jenis B. Massa E. luas C. volume 27. tekanan yang dipengaruhi oleh kedalam suatu fluida, disebut... A. Pascal D. balon B. Archimedes E. air C. hidrostatis 28. Faktor faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis, yaitu A. Massa jenis fluida D. Percepatan gravitasi B. Kedalaman benda E. A, B dan D Benar C. Ketinggian benda 29. Persamaan tekanan pada fluida yang diam, yaitu... A. P h = ρ. g. h D. P h = ρ + g + h B. P h = ρ. g/h E. P h = ρ g h C. P h = ρ / g. h 30. Perhatikan contoh aplikasi berikut ini! 1) Pompa hidrolik 2) Dongkrak 3) Kapal laut 4) Sedotan Yang termasuk aplikasi hukum Pascal, ditunjukkan oleh nomor...

A. 1), 2), dan 3) D. 3 saja B. 1) dan 2) E. 1), 2), 3), dan 4) C. 3) dan 4) 31. Perhatikan contoh aplikasi berikut ini! 1) Balon udara 2) Dongkrak 3) Kapal laut 4) Sedotan Yang termasuk aplikasi hukum Pascal, ditunjukkan oleh nomor... A. 1), 2), dan 3) D. 3 saja B. 1) dan 3) E. 1), 2), 3), dan 4) C. 3) dan 4) 32. Apabila massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis air, jika benda tersebut dimasukkan ke dalam air maka benda tersebut akan... A. Terapung D. Muncul di permukaan air B. Tenggelam E. Biasa biasa aja C. Melayang 33. Apabila massa jenis benda lebih kecil dari pada massa jenis air, jika benda tersebut dimasukkan ke dalam air maka benda tersebut akan... A. Terapung D. Muncul di permukaan air B. Tenggelam E. Biasa biasa aja C. Melayang 34. Apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis air, jika benda tersebut dimasukkan ke dalam air maka benda tersebut akan... A. Terapung D. Muncul di permukaan air B. Tenggelam E. Biasa biasa aja C. Melayang 35. Tekanan hidrostatis disebabkan oleh... A. Gaya adhesi D. Gaya Apung B. Gaya archimedes E. Gaya aksi reaksi C. Gaya gravitasi 36. Gaya archimedes (gaya ke atas) pada suatu cairan tergantung pada: 1) Volume cairan 3) bentuk benda 2) Percepatan gravitasi 4) massa jenis cairan Pernyataan yang benar adalah... A. 1, 2, dan 3 D. 2 dan 4 B. 2, 3, dan 4 E. Semua benar C. 1 dan 3

37. Alat yang bukan merupakan penerapan hukum Archimedes adalah... A. Kapal laut D. Galangan kapal B. Balon udara E. Hidrometer C. Semprotan obat nyamuk 38. Perhatikan gambar berikut ini! Dari gambar di atas, tekanan hidrostatisyang paling besar berada di titik... A. P D. S B. Q E. T C. R B. Soal Hitung 39. Sebuah balok memilki panjang 10 cm, lebar 20 cm, dan tinggi 10 cm tercelup air (massa jenis air = 1000kg/m 3 ) sedalam 5 cm. gaya Archimedes yang bekerja pada tersebut adalah..n A. 10 D. 20 B. 30 E. 40 C. 50 40. Sebuah balok dicelupkan ke dalam suatu zat cair dengan massa jenis 2.200 kg/m 3. Beberapa saat kemudian, balok terapung dengan 2/5 bagian dari benda berada diatas permukaan zat cair. Massa jenis benda tersebut adalah. Kg/m 3 A. 600 D. 960 B. 1.000 E. 13200 C. 1.600 41. Sebuah balok es terapung di dalam bejana air. Bila diketahui massa jenis es dan air masingmasing 0,9 gram/cm 3 dan 1 gram/cm 3, maka bagian es yang terendam dalam air adalah % A. 100 D. 90 B. 80 E. 30 C. 10 42. Sebuah kubus bervolume 125 cm 3. Berat kubus ketika diudara adalah 10N. ketika benda dicelupakan seluruhnya kedalam minyak berat benda menjadi 9N. Massa jenis minyak tersebut adalah kg/m 3 A. 0,08 D. 0,8 B. 8 E. 80 C. 800

43. Balok kubus yang massa jenisnya 0,8 gr/cm 3 terapung di air. Bagian kubus tersebut yang muncul di atas air adalah... % A. 80 D. 20 B. 60 E. 10 C. 40 44. Seribu liter alkohol massanya 789 kg, massa jenis alkoholtersebut adalah... kg/m 3 A. 7890 D. 7,89 B. 789 E. 0,789 C. 78,9 45. Pada pipa hidrolik, luas pipa yang besar memiliki ukuran 10 kali dari luas pipa yang kecil, jika pada pipa kecil diberi gaya 50 Kg, maka pada pipa yang besar akan terangkat berat sebesar... N A. 50 D. 500 B. 100 E. 725 C. 275 46. Di dalam air akuarium yang kedalamannya 40 cm, terlihat seekor ikan berada sejauh 15 cm dari dasar akuarium. Tekanan hidrostatis yang dialami ikan tersebut adalah... N/m 2 A. 150 D. 1000 B. 2000 E. 2500 C. 1500 47. Sepotong es mengapung pada air dengan volume yang muncul di atas permukaan air 75 cm 3, volume es seluruhnya adalah... cm 3 (massa jenis es = 0,9 gr/cm 3 ) A. 625 D. 900 B. 750 E. 1000 C. 825 48. Diketahui berat sebuah benda di udara 100 Newton, sedangkan bila ditimbang dalam air beratnya 50 Newton. Massa jenis benda tersebut adalah. A. 1000 kg/m 3 D. 1020 kg/m 3 B. 2000 kg/m 3 E. 3150 kg/m 3 C. 19607 kg/m 3 49. Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 250 kali luas penampang pipa kecil dan tekanan cairan pengisi pipa diabaikan, tentukan gaya minimal yang harus diberikan anak agar batu bisa terangkat! A. 10 N D. 40 N B. 20 N E. 50 N C. 30 N 50. Pipa U diisi dengan air raksa dan cairan minyak seperti terlihat pada gambar! Jika ketinggian minyak h 2 adalah 27,2 cm, massa jenis minyak 0,8 gr/cm 3 dan massa jenis Hg adalah 13,6 gr/cm 3 tentukan ketinggian air raksa (h 1 )! A. 1,0 cm D. 2,6 cm B. 1,6 cm E. 3,2 cm C. 2,0 cm BAB 3 SUHU DAN KALOR A. Soal Konsep 51. Ukuran panas dingin suatu zat disebut... A. kalor D. termometer B. suhu E. celcius C. massa jenis 52. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah... A. Termometer badan D. termometer B. Termometer dinding E. celcius C. Kelvin 53. Dalam sistem Internasional (SI), satuan untuk suhu adalah... A. Derajat ( o ) D. Derajat Kelvin ( o K) B. Derajat Celcius ( o C) E. Kelvin C. Celcius 54. Titik didih air pada tekanan 1 atm sama dengan... K A. 100 D. 373 B. 173 E. 300 C. 273 55. Untuk mengurangi kemungkinan pecahnya cangkir gelas saat dituangi air panas, kedalam cangkir diletakkan sendok. Ini akan efektif jika sendok terbuat dari bahan...

A. plastik D. Gelas/kaca B. karet E. logam C. kayu 56. aliran konveksi terjadi pada : 1. peristiwa cuaca harian 2. arus lautan 3. cerobong asap 4. sistem pendingin ruangan pernyataan yang benar adalah... A. 1, 2, dan 3 D. 2 dan 4 B. 2, 3, dan 4 E. Semua benar C. 1 dan 3 57. Jika kita berada di tepi api unggun, maka kalor akan merambat dari api unggun ke tubuh kita melalui proses... A. Radiasi dan konveksi D. radiasi B. Radiasi dan konduksi E. konveksi C. Konduksi dan konveksi 58. Emisivitas benda hitam sempurna adalah... A. 0 D. 1 B. 0,1 E. C. 0,5 59. Teh panas dalam cangkir kehilangan kalornya dengan cara... A. konveksi D. Radiasi dan konduksi B. radiasi E. Konveksi, konduksi, dan radiasi C. konduksi 60. energi yang dapat berpindah dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang suhunya lebih renda disebut... A. kalor D. termometer B. suhu E. celcius C. massa jenis 61. asas yang menjelaskan perubahan energi pada pencampuran dua zat yang memiliki suhu yang berbeda disebut... A. Compton D. perpaduan B. Black E. pencampuran C. Newton 62. Segumpal es dimasukkan ke dalam air kemudian melebur. Pada proses peleburan es tersebut terjadi perambatan kalor secara.. A. Konduksi D. Konveksi

B. Konduksi dan konveksi E. Radiasi C. Radiasi dan konveksi 63. Jika Anda masuk ke dalam mobil yang baru saja di parkir di tempat terbuka pada siang hari yang cerah, udara dalam mobil akan terasa panas. Kejadian ini merupakan contoh bahwa kalor berpindah secara. A. Radiasi-konveksi D. Konduksi-konveksi B. Konduksi-radiasi E. Radiasi-konduksi C. Konveksi-radiasi 64. Yang tidak dapat digunakan sebagai pegangan atau gagang setrika adalah A. Kayu D. Karet B. Porselen E. Nikel C. Plastik 65. Terjadinya angin darat merupakan salah satu contoh perpindahan kalor secara. A. Konduksi D. Konveksi B. Radiasi E. Konduksi-radiasi C. Semua jawaban salah B. Soal Hitung 66. Apabila 50 gram air yang suhunya 0 o C dicampuri dengan 50 gram air yang suhunya 100 o C, suhu akhir campuran sebesar. o C A. 2 D. 40 B. 50 E. 75 C. 85 67. Suhu suatu zat bila diukur dengan termometer Fahrenheit menunjukkan angka 62 o F. Bila suhu benda tersebut diukur dengan termometer Celsius menunjukkan angka. A. 16,7 o C D. 52,2 o C B. 22,2 o C E. 54,0 o C C. 34,2 o C 68. Pada sebuah termometer skala X, titik beku air adalah 10 o X dan titik didih air adalah 70 o X. Bila suhu suatu zat diukur dengan termometer skala X adalah 25 o X, maka bila diukur dengan termometer Celsius menunjukkanangka. A. 15 o C D. 24 o C B. 18 o C E. 25 o C C. 20 o C 69. Air sebanyak 3 kg bersuhu 10o C dipanaskan hingga bersuhu 35o C. Jika kalor jenis air 4.200 J/kgoC, tentukan kalor yang diserap air tersebut! 70. Es sebanyak 3 kg pada suhu 0oC dibiarkan pada suhu ruang hingga seluruhnya mencair. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mencairkan es tersebut? (kalor lebur air = 3,00 105 J/kg)

71. Es sebanyak 2 kg bersuhu -10 C berubah menjadi air bersuhu 20 o C. Diketahui kalor jenis es 2.100 J/kg o C, kalor jenis air 4.200 J/kg o C dan kalor leburnya 300 kj/kg. Berapakah kalor yang dibutuhkan oleh es untuk berubah menjadi air? 72. Suatu zat memiliki kalor jenis 500 kal/gr o C. Jika zat tersebut diberi kalor 50 kkal ternyatasuhunya naik sebesar 10 o C. Berapa massa zatitu?