standar kompetensi - smpn45jkt.sch.co.idsmpn45jkt.sch.co.id/images/cms/20103401/6/file/tekanan...
TRANSCRIPT
STANDAR KOMPETENSI :
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi
dalam kehidupan sehari-hari
KOMPETENSI DASAR Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair, dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Tujuan pembelajaran :
1. Menemukan hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya.
2. Menerapkan konsep bejana berhubungan dalam kehdupan sehari-hari.
3. Mendeskripsikan hukum Paskal dan hukum Archimides melalui percobaan sederhana serta penerapan dalam kehdupan sehari-hari.
4. Menunjukan beberapa produk tehnologi dalam kehidupan sehari-hari sehubungan dengan konsep benda terapung, melayang, dan tenggelam.
5. Menjelaskan hubungan antara ketinggian tempat dengan tekanan udara.
6. Melakukan percobaan yang dapat menunjukan tekanan atmosfir.
Mengapa telapak kaki gajah lebar ?
BILA KEDUA PAKU INI DI TEKAN PADA SEBUAH PAPAN
DENGAN GAYA YANG SAMA BESAR, MANAKAH YANG
TEKANAN LEBIH BESAR ?
A B
Perhatikan gambar berikut :
Alat tersebut dapat mengangkat mobil yang berat, mengapa ?
Pengertian tekanan :
adalah gaya yang bekerja
pada benda untuk tiap
satu satuan luas
penampang. Dimana
gaya yang bekerja
adalah tegak lurus
TEKANAN PADA ZAT PADAT
Tekanan dapat dihitung dengan rumus :
F
P =
A
P = tekanan ( N/m2 atau Paskal = Pa )
F = gaya tekan ( N )
A = Luas permukaan tempat gaya bekerja ( m2 )
Contoh soal :
1. Seekor gajah beratnya
4.000 N, berdiri dengan satu kaki yang luas telapak kakinya 10 m2. Berapa tekanan yang dilakukan gajah terhadap tanah ?
Diket ; F = 4.000 N
A = 10 m2
Dit : P = …. ?
Jawab
F 4.000 N
P = =
A 10 m2
P = 400 Pa
Jadi tekanan satu kaki gajah
Sebesar 400 Pa
TEKANAN PADA ZAT CAIR
Air memancar karena tekanan
Tekanan Hidrostatis yaitu tekanan yang dilakukan zat cair
yang diam di dalam suatu tempat pada kedalaman
tertentu.
Tekanan hidrostatis tergantung
1. Ketinggian zat cair
2. Massa jenis zat cair
3. Percepatan gravitasi
Tekanan pada zat cair dapat dihitung dengan rumus
P = ρ x g x h Dimana :
P = Tekanan hidrostais ( N/m2 atau Pa )
ρ = Massa jenis zat cair ( kg/m3 )
g = Percepatan gravitasi bumi ( m/s2 )
h = Kedalaman ( m )
A. Bejana berhubungan
Permukaan zat cair yang tidak bergerak dalam suatu
bejana atau bejana berhubungan selalu terletak dalam
bidang datar, disebut HUKUM BEJANA BERHUBUNGAN
HUKUM BEJANA
BERHUBUNGAN TIDAK
BERLAKU BILA :
1. Bejana diisi dua atau lebih zat cair yang berbeda
2. Tekanan udara pada bejana tidak sama
3. Pada bejana terdapat pipa kapiler
minyak
P1 P2
h1 h2
Berdasarkan gambar disamping
P1 = P2
ρ1.g.h1 = ρ2.g.h2
ρ1.h1 = ρ2.h2
Dimana :
ρ1 = massa jenis zat pertama ( minyak )
ρ2 = massa jenis zat kedua ( air )
h1 = Ketinggian zat pertama
h2 = ketinggian zat kedua
P1= Tekanan pada zat pertama
P2 = Tekanan pada zat kedua
B. HUKUM PASCAL
Yaitu tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam
ruang tertutup diteruskan kesegala arah dan sama
besar
Prinsip hukum Pascal digunakan pada alat tehnik seperti :
1. Dongkrak hidrolik
2. Mesin hidrolik pengangkat mobil
3. Pompa hidrolik ban sepeda
4. Mesin pengepres hidrolik
5. Rem piringan hidrolik
minyak
A1 A2
F2
F1
P1 = P2
F1 F2
---- = -----
A1 A2
DIMANA ;
P1, P2 = Tekanan pada pipa 1 dan 2
F1 , F2 = Gaya yg bekerja pada pipa 1
dan pipa 2
A1 , A2 = Luas penampang pipa 1 dan
pipa 2
C. HUKUM ARCHIMIDES
Adalah sebuah benda yang dicelupkan
sebagian atau seluruhnya pada zat cair akan
mengalami gaya keatas yang sama besarnya
dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh
benda tersebut.
Gaya keatas oleh zat cair dikenal dengan
gaya Archimides,
Percobaan
Secara sederhana hukum archimides dapat ditulis :
Gaya archimides = berat zat cair yang dipindahkan
FA = Wc
FA = mc . g
Karena mc = ρc. Vc
Maka
FA = ρc. Vc. g
Dimana :
FA = gaya archimides ( N )
ρc = massa jenis zat cair ( kg/m3 )
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan ( m3 )
g = Percepatan gravitasi bumi ( m/s2 )
Terapung, melayang, dan tengelam
Penerapan hukum archimides
1. Hidrometer adalah alat untuk mengukur
massa jenis zat cair
2. Kapal laut
3. Kapal selam
4. Galangan kapal
5. Jembatan ponton
6. Balon udara
TEKANAN PADA GAS / UDARA
Bumi diselimuti oleh lapisan udara
yang disebut Atmosfer. Atmosfer terentang
Dari permukaan bumi sampai ketinggian
lebih kurang 800 km di atasnya.
Alat untuk mengukur untuk mengukur
tekanan udara disebut BAROMETER
PERCOBAAN TORRICELLI
76 cm
Tabung kaca sepanjang 1 m diisi air
raksa sampai penuh, kemudian ujung
yang terbuka ditutup dengan jari.
Selanjutnya ujung tersebut dibalik
dengan cepat dan dimasukan kedalam
bejana yang berisi air raksa.
Dalam percobaan tersubut diketahui
bahwa tinggi air raksa dalam tabung
76 cm dan ruang tabung bagian atas
merupakan ruang hampa.
Karena percobaan itu dilakukan diatas
permukaan air laut, dapat disimpulkan
bahwa tekanan air raksa setinggi
76 cmHg sama dengan 1 atmosfer ( atm )
Air raksa
TELAH DIKETAHUI TEKANAN PADA ZAT CAIR DAPAT
DIHITUNG DENGAN RUMUS :
P = ρ x g x h
ρ air raksa = 13,6 g/cm3 = 13.600 kg/m3
g = 9,8 N/kg ( m/s2 )
h air raksa = 76 cm = 0.76 m
P = 13.600 kg/m3 x 9,8 N/kg x 0,76 m
= 101,300 N/m2 ( dibulatkan ) = 101.000 pa
Dalam meteorologi, satuan tekanan yang sering digunakan adalah bar.
Satu bar didefinisikan sama dengan 100.000 pa
Hubungan tinggi tempat dan tekanan
udara
h = ( bar – p ) 100 m
Dimana :
h = tinggi suatu tempat ( m )
P = tekanan udara suatu tempat ( cmHg )
bar = sikap barometer = 76 cmHg
TEKANAN GAS DALAM RUANG TERTUTUP
Manometer adalah alat untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup
Siswa donals
gas
Tek. atmosfer
h
Jika tabung A dihubungkan keruang gas, gas
melakukan tekanan terhadap permukaan zat
cair dalam tabung A. Akibatnya permukaan zat cair
dalam tabung A turun dan permukaan zat cair
pada tabung B naik. Selisih ketinggian zat cair
( raksa ) itulah yang menunjukan besar tekanan
gas dalam ruang. A
B
P gas = bar + h
P gas = tekanan gas
bar = tekanan udara luar ( cmHg )
h = selisih tinggi raksa ( cm )
Selisih ketinggian raksa sulit sulit
diukur dengan teliti karena terlalu kecil.
Oleh karena itu raksa dapat diganti
dengan air
Dengan demikian tekanan gas untuk manometer
air menjadi :
h’
P gas = ( bar + ----- ) cmHg
13,6
h’ = selisih ketinggian air ( cm )
Hukum Boyle
Adalah hasil kali tekanan dan volume gas dalam
ruang tertutup menghasilkan bilangan yang tetap.
Secara matematis dapat ditulis :
P.V = C
atau
P1.V1 = P2.V2
Dimana :
P = tekanan gas ( Pa )
V = Volume gas ( m3 )
C = Bilangan konstanta
P1 = tekanan gas mula-mula
P2 = tekanan gas akhir
V1 = Volume gas mula-mula
V2 = Volume gas akhir
Penerapan Hukum Boyle seperti :
1. Pompa tekan
2. Pompa hisap
3. Pompa hisap-tekan