STANDAR KOMPETENSI - smpn45jkt.sch.co.idsmpn45jkt.sch.co.id/images/cms/20103401/6/file/TEKANAN Oke.pdf · tekanan udara disebut BAROMETER PERCOBAAN TORRICELLI 76 cm Tabung kaca sepanjang

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