makalah gaya dan tekanan

7
TEKANAN Tekanan adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya per satuan luas. Setiap gaya yang bekerja pada permukaan suatu benda akan memberikan tekanan. Begitu juga jika gaya bekerja pada sebuah bidang, gaya tersebut akan memberikan tekanan. Selain pada zat padat, gaya juga menimbulkan tekanan pada fluida, seperti zat cair dan gas. Tekanan yang ditimbulkan pada setiap wujud zat berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi oleh besarnya gaya dan luas bidang, tempat gaya bekerja. 1. Tekanan Zat Padat Jika gaya bekerja pada sebuah bidang yang luas, tekanan yang ditimbulkan akan lebih kecil. Sebaliknya, jika gaya bekerja pada bidang yang sempit, tekanan yang ditimbulkannya akan lebih besar. Misalnya, balok kayu dengan posisi tegak menghasilkan bekas yang lebih dalam dibandingkan dengan posisi mendatar. Dalam hal ini balok dengan posisi tegak menunjukkan luas bidang permukaan yang lebih kecil dari posisi mendatar. Jadi dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding terbalik dengan luas bidang permukaan dan berbanding lurus dengan gaya. Secara matematis tekanan zat padat dapat dirumuskan sebagai berikut: P = F A dengan: P = tekanan (N/ m 2 ) F = gaya (N)

Upload: syahida-chairunnisa

Post on 16-Nov-2015

307 views

Category:

Documents


59 download

DESCRIPTION

Fisika

TRANSCRIPT

TEKANANTekanan adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya per satuan luas. Setiap gaya yang bekerja pada permukaan suatu benda akan memberikan tekanan. Begitu juga jika gaya bekerja pada sebuah bidang, gaya tersebut akan memberikan tekanan. Selain pada zat padat, gaya juga menimbulkan tekanan pada fluida, seperti zat cair dan gas. Tekanan yang ditimbulkan pada setiap wujud zat berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi oleh besarnya gaya dan luas bidang, tempat gaya bekerja. 1. Tekanan Zat PadatJika gaya bekerja pada sebuah bidang yang luas, tekanan yang ditimbulkan akan lebih kecil. Sebaliknya, jika gaya bekerja pada bidang yang sempit, tekanan yang ditimbulkannya akan lebih besar.Misalnya, balok kayu dengan posisi tegak menghasilkan bekas yang lebih dalam dibandingkan dengan posisi mendatar. Dalam hal ini balok dengan posisi tegak menunjukkan luas bidang permukaan yang lebih kecil dari posisi mendatar. Jadi dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding terbalik dengan luas bidang permukaan dan berbanding lurus dengan gaya. Secara matematis tekanan zat padat dapat dirumuskan sebagai berikut:P = dengan: P = tekanan (N/)F = gaya (N)A = luas bidang permukaan (Dari rumus tersebut dapat diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan yaitu luas bidang permukaan dan gaya yang bekerja pada benda tersebut.2. Tekanan Zat CairTekanan zat cair atau disebut juga tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalaman cairan dalam sebuah ruang, gravitasi, dan massa jenis cairan tersebut. Secara matematis tekanan zat cair dapat dirumuskan sebagai berikut:P = . g . hdengan:P = tekanan (N/) = masa jenis zat cair (kg/g = percepatan gravitasi (m/h = tinggi zat cair (m)a. Hukum Pascal Tekanan yang bekerja pada fluida di dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan gaya yang sama besar.

Hukum Pascal dapat dirumuskan sebagai berikut: = dengan:F1 = gaya pada penampang pertama (N)A1 = luas penampang pertama (F2 = gaya pada penampang kedua (N)A2 = luas penampang kedua (Beberapa alat yang bekerja berdasarkan hukum Pascal yaitu dongkrak hidrolik, rem hidrolik, pompa hidrolik, dan alat pengangkat mobil. b. Bejana BerhubunganBejana berhubungan adalah rangkaian beberapa bejana yang bagian atasnya terbuka dan bagian bawahnya dihubungkan satu sam lain. Jika ke dalam bejana itu diisi air maka akan terlihat bahwa permukaan air dalam bejana yang diam selalu terletak pada bidang datar. Begitu pula jika bejana dimiringkan, permukaan airnya akan tetap dalam satu bidang datar. Hukum bejana berhubungan tidak berlaku untuk zat cair yang tidak sejenis, misalnya air dan raksa. Hubungan antara tinggi kedua jenis zat cair itu dapat dituliskan:P1 = P2 1 . g . h1 = 2 . g . h2 1 . h1 = 2 . h2c. Hukum Archimedes Bila sebuah benda diletakkan di dalam fluida, maka fluida tersebut akan memberikan gaya ke atas pada benda tersebut yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan:Fa = . g . VFa = gaya ke atas (N) = massa jenis zat cair (kg/g = percepatan gravitasi (m/V = volume benda yang tercelup (Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut, yaitu: Benda TenggelamSebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (W) lebih besar dari gaya ke atas (Fa).Fa = . g . V W = . g . VW Fa sehingga Benda MelayangSebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (Fa). W Fa sehingga Benda TerapungSebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (W) lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).W Fa sehingga Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Archimedes antara lain pembuatan kapal laut, galangan kapal, kapal selam, balon udara.Hukum Archimedes Pada Balon UdaraSebuah balon udara dapat naik disebabkan adanya gaya ke atas yang dilakukan oleh udara. Balon udara diiisi dengan gas yang lebih ringan dari udara misalnya dan He sehingga terjadi peristiwa seolah-olah terapung.Balon akan naik jika gaya ke atas Fa (berat total) sehingga:Fn = Fa - Keterangan:Fa = . g . = + + = . g . dengan:Fa = gaya ke atas (N)Fn = gaya naik (N) = massa jenis gas pengisi balon udara (kg/ = massa jenis udara = 1,3 kg/ = berat (N) = volume )3. Tekanan Zat GasAtmosfer adalah lapisan udara yang menyelubungi bumi. Pada lapisan inilah manusia dapat hidup. Selain zat cair, atmosfer udara juga mengadakan tekanan terhadap sekitarnya. Tekanan ini sebagai akibat adanya gaya gavitasi yang bekerja pada setiap bagian atmosfer. Massa jenis udara sangat kecil jika dibandingkan dengan massa jenis zat padat atau zat cair. Massa jenis udara berkurang pada ketinggian yang berbeda. Sehingga persamaan tekanan P = . g . h tidak berlaku pada tekanan atmosfer atau tekanan pada gas.Tekanan udara di permukaan laut rata-rata sebesar 1 atm atau 76 cmHg. Makin rendah suatu tempat, makin besar tekanannya. Sebaliknya, makin tinggi suatu tempat, makin rendah tekanannya. Setiap kenaikan 10 m tekanan udara berkurang sebesar 1 mmHg. Udara yang meliputi bumi mempunyai berat yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karena udara memiliki berat, maka udara juga memiliki tekanan. Besarnya tekanan udara ditentukan oleh tinggi tempatnya dari permukaan air laut.a. Percobaan TorricelliMenurut Torricelli, tekanan udara di permukaan laut lebih besar daripada tekanan di tempat yang tinggi, misalnya pegunungan. Semakin tinggi tempat pengukuran, semakin rendah tekanan udaranya karena semakin dekat ke permukaan lapisan. Hal ini sama dengan zat cair bahwa semakin dekat ke permukaan air, semakin kecil tekanan hidrostatisnya.b. Hukum BoyleHasil kali tekanan dengan volume suatu gas adalah tetap asal suhu zat tetap. Sebagaicontoh adalah jika kita memompa ban sepeda, udara bisa masuk ke dalam ban jika pompa penghisap kita tekan, akhirnya udara masuk.Hukum Boyle secara matematis dapat dirumuskan sebagi berikut:P1 . V1 = P2 . V2dengan:P1 = tekanan pertama (atm)V1 = volume pertama )P2 = tekanan kedua (atm)V2 = volume kedua )Beberapa alat yang menggunakan Hukum Boyle adalah pompa air dan pompa sepeda.