Contoh 1 : Apa yang dimaksud dengan Tekanan?
Jika F merupakan gaya yang melakukan pekerjaan pada suatu bidang dengan luas permukaan sentuh sebesar A , dan P merupakan besar tekanan yang diberikan gaya tersebut , maka kekerabatan P , F , dan A yang benar merupakan ….
A. P = F/A
B. P = F.A
C. P = ½F.A
D. P = 2F/A
Pembahasan :
Secara sederhana , tekanan sanggup diartikan selaku gaya persatuan luas permukaan di mana gaya tersebut bekerja. Itu artinya , besar tekanan yang dialami oleh suatu permukaan berbanding lurus dengan besar gaya yang dialaminya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang sentuh.
Dengan demikian , kekerabatan antara P , F , dan A sanggup dinyatakan dengan rumus berikut:
| P = F / A |
Keterangan :
P = tekanan (Pa atau N/m2)
F = gaya (N)
A = luas permukaan bidang sentuh (m2).
Jadi , balasan yang benar merupakan P = F/A. Berdasarkan rumus ini sanggup dilihat bahwa besar tekanan bergantung pada besar gaya atau luas bidang tekan. Semakin besar gaya yang melakukan pekerjaan pada suatu bidang maka makin besar tekanannya. Sebaliknya , makin besar luas bidang sentuhnya maka makin kecil tekanan yang dihasilkan.
Contoh 2 : Bagaimana Cara Memperbesar Tekanan?
Jika suatu balok bermassa 20 kg ditaruh di atas meja , maka besar tekanan yang diberikan balok terhadap meja tersebut sanggup diperbesar dengan cara ….
A. Memperkecil berat balok
B. Memperbesar luas ganjal balok
C. Memperbesar berat balok
D. Memperkecil massa balok
Pembahasan :
Pada soal pertama , sudah disebutkan bahwa besar tekanan yang dialami oleh suatu bidang berbanding lurus dengan besar gaya yang dialami dan berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang sentuh. Rumus utama tekanan merupakan selaku berikut:
| P = F/A |
Tekanan berbanding lurus dengan gaya artinya makin besar gaya makin besar tekanannya. Sebaliknya , tekanan berbanding terbalik dengan luas bidang sentuh , artinya makin luas bidang sentuhnya makin kecil tekanannya.
Itu artinya , tekanan yang dialami oleh suatu bidang sanggup diperbesar dengan dua cara , yaitu:
1). Memperbesar gaya atau
2). Memperkecil luas bidang sentuh.
Nah , untuk kasus balok berada di atas meja , gaya yang melakukan pekerjaan pada meja merupakan gaya berat yang diberikan oleh balok. Sementara luas bidang sentuhnya merupakan luas segi balok yang menekan permukaan meja. Gaya berat merupakan perkalian antara massa dengan gravitasi , maka rumus tekanan sanggup diubah menjadi:
| P = (m.g)/A |
Dengan demikian , untuk memperbesar tekanan yang dihasilkan oleh balok , ada dua cara yang sanggup dilaksanakan , yaitu:
1). Memperbesar massa mudah-mudahan gaya berat bertambah
2). Memperkecil luas ganjal balok yang bersinggungan dengan meja.
Jadi , mudah-mudahan tekanan yang dihasilkan balok membengkak , maka salah satu cara yang sanggup dilaksanakan merupakan memperbesar berat balok. Berat balok sanggup diperbesar dengan cara memperbesar massanya.
Contoh 3 : Apa itu Luas Permukaan Sentuh?
Sebuah gaya 40 N melakukan pekerjaan pada suatu bidang dengan luas permukaan yang bersinggungan 2 m2. Agar tekanannya sama dengan lima kali tekanan pertama , maka gaya 50 N mesti melakukan pekerjaan pada bidang dengan luas permukaan sentuh sebesar ….
A. 3 ,5 m2
B. 2 ,5 m2
C. 1 ,5 m2
D. 0 ,5 m2
Pembahasan :
Dik : F1 = 40 N , F2 = 50 N , P2 = 5P1 , A1 = 2 m2
Dit : A2 = … ?
Sebelum menjawab soal ini , ada baiknya kita mengerti apa itu luas bidang sentuh. Dalam tekanan , kita mesti sanggup membedakan “luas bidang sentuh” dengan “luas permukaan benda yang dikenai gaya” lantaran keduanya bisa saja nilainya berbeda.
Luas bidang sentuh merupakan luas permukaan dari dua benda yang saling bersentuhan. Dengan kata lain , luas bidang sentuh menyatakan seberapa luas permukaan yang dikenai gaya. Luas bidang sentuh ini biasanya dilihat menurut luas ganjal benda atau luas kepingan segi benda yang menekan benda lain.
Sebagai pola , suatu kubus yang luas alasnya 20 cm2 berada di atas suatu meja yang luas permukaannya 100 cm2. Pada kasus ini , yang dimaksud dengan luas bidang sentuh merupakan luas ganjal kubus bukan luas permukaan meja. Kaprikornus , luas bidang sentuhnya merupakan 20 cm2 alasannya segi yang menekan meja merupakan seluas 20 cm2.
Tekanan yang dihasilkan gaya pertama:
⇒ P1 = F1/A1
⇒ P1 = 40/2
⇒ P1 = 20 Pa
Tekanan yang dihasilkan gaya kedua:
⇒ P2 = F2/A2
Berdasarkan data dalam soal , maka diperoleh:
⇒ 5P1 = F2/A2
⇒ 5 (20) = 50/A2
⇒ 100 = 50/A2
⇒ A2 = 50/100
⇒ A2 = 0 ,5 m2
Jadi , mudah-mudahan besar tekanan yang diberikan gaya 50 N sama dengan 5 kali besar tekanan yang diberikan gaya 40 N , maka gaya 50 N mesti menekan dengan luas bidang sentuh 0 ,5 m2.
Contoh 4 : Bagaimana Konsep Hukum Pascal?
Perhatikan gambar berikut!
Jika A1 = 0 ,01 m2 dan A2 = 0 ,04 m2 , maka tata cara di atas akan sepadan bila besar F1 sama dengan ….
A. 1600 N
B. 1000 N
C. 800 N
D. 400 N
Pembahasan :
Dik : m2 = 160 kg , A1 = 0 ,01 m2 , A2 = 0 ,04 m2
Dit : F1 = … ?
Besar gaya berat yang dihasilkan m2 :
⇒ F2 = m2 . g
⇒ F2 = 160 x 10
⇒ F2 = 1600 N
Berdasarkan prinsip Pascal:
| ⇒ | F1 | = | F2 |
| A1 | A2 |
| ⇒ | F1 | = | 1600 |
| 0 ,01 | 0 ,04 |
⇒ F1 = 16/(0 ,04)
⇒ F1 = 400 N
Jadi , mudah-mudahan tata cara sepadan , maka besar gaya F1 adalah 400 N.
Contoh 5 : Bagaimana Cara Menentukan Besar Tekanan?
Sebuah peti memiliki panjang , lebar , dan tinggi berturut-turut merupakan 2 m , 1 m , dan 0 ,5 m. Jika massa peti merupakan 400 kg , maka tekanan yang dihasilkan oleh peti tersebut pada lantai merupakan ….
A. 1000 Pa
B. 1500 Pa
C. 2000 Pa
D. 4000 Pa
Pembahasan :
Dik : p = 2 m , l = 1 m , t = 0 ,5 m , m = 400 kg
Dit : P = … ?
Besar tekanan yang dihasilkan oleh suatu benda sanggup dijumlah dengan menggunakan rumus berikut:
P = F/A
Jika dalam soal tidak dikenali besar gaya namun massanya dikenali , maka besar tekanan yang dihasilkan benda sanggup dijumlah dengan rumus berikut:
| P = (m.g)/A |
Keterangan 😛 = besar tekanan yang dihasilkan (Pa)
m = massa benda yang menekan (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2).
Pada soal ini tidak disebutkan secara niscaya posisi peti di atas lantai sehingga tidak niscaya kepingan mana yang menekan lantai. Tetapi , lantaran biasanya yang menjadi ganjal merupakan kepingan panjang dan lebar , maka kita asumsikan bahwa peti berada dengan posisi panjang dan lebar di bawah.
Dengan posisi demikian , maka luas ganjal yang bersinggungan dengan permukaan lantai adalah:
⇒ A = p x l
⇒ A = 2 x 1
⇒ A = 2 m2
Karena massa peti dikenali , maka gaya yang diberikan peti terhadap lantai merupakan gaya berat yang besarnya merupakan hasil kali massa dengan gravitasi.
⇒ F = m.g
⇒ F = 400 (10)
⇒ F = 4000 N
Tekanan yang diberikan peti pada lantai:
⇒ P = F/A
⇒ P = 4000/2
⇒ F = 2.000 Pa
Jadi , besar tekanan yang dihasilkan oleh peti tersebut merupakan 2.000 Pa.
Contoh 6 : Apa yang Dimaksud dengan Tekanan Minimum?
Sebuah balok berskala 4 m x 2 m x 5 m ditaruh di atas lantai. Jika massa balok tersebut merupakan 100 kg , maka besar tekanan minimum yang dihasilkan balok tersebut merupakan ….
A. 50 Pa
B. 40 Pa
C. 30 Pa
D. 20 Pa
Pembahasan :
Dik : m = 100 kg , g = 10 m/s2
Dit : P min = … ?
Sebuah benda ada kalanya memiliki beberapa segi atau permukaan yang luasnya berbeda. Misalnya luas permukaan ganjal balok berlawanan dengan luas permukaan segi kanan balok. Karena luasnya berlawanan , maka luas bidang sentuhnya juga akan berlawanan dan tekanan yang dihasilkan juga berbeda.
Tekanan minimum merupakan tekanan yang dihasilkan oleh benda dengan bidang sentuh paling besar. Kaprikornus , tekanan minimum pada balok akan dihasilkan oleh kepingan segi atau permukaan balok yang luasnya paling besar.
Sebuah balok berskala 4 m x 2 m x 5 m memiliki 3 kepingan segi yang luasnya berlawanan , yaitu:
1). Luas I = p x l = 4 m x 2 m = 8 m2
2). Luas II = p x t = 4 m x 5 m = 20 m2
3). Luas III = l x t = 2 m x 5 m = 10 m2
Dari ketiga kepingan segi tersebut , kepingan yang terluas merupakan kepingan II , yakni 20 m2. Dengan demikian , tekanan minimum dihasilkan bila bidang sentuhnya sama dengan luas II , yaitu:
⇒ P min = F/Amax
⇒ P min = (m.g)/AII
⇒ P min = (100 . 10)/20
⇒ P min = 1000/20
⇒ P min = 50 Pa
Jadi , besar tekanan minimum yang dihasilkan oleh balok tersebut merupakan 50 Pa.
Baca juga : Contoh dan Pembahasan Hukum Archimedes.
Contoh 7 : Bagaimana Konsep Bejana Berhubungan?
Sebuah baskom berupa U diisi dengan dua jenis zat cair yakni raksa dan zat cair X seumpama gambar di bawah ini.
Jika massa jenis raksa merupakan 13 ,6 g/cm3 , maka massa jenis zat cair X merupakan ….
A. 4 ,2 g/cm3
B. 3 ,4 g/cm3
C. 2 ,9 g/cm3
D. 1 ,8 g/cm3
Pembahasan :
Dik : ρ1 = 13 ,6 g/cm3 , h1 = 2 cm , h2 = 8 cm
Dit : ρ2 = … ?
Berdasarkan prinsip baskom berhubungan:
⇒ ρ2 . h2 = ρ1 . h1
⇒ ρ2 (8) = 13 ,6 (2)
⇒ 8 ρ2 = 27 ,2
⇒ ρ2 = 27 ,2/8
⇒ ρ2 = 3 ,4 g/cm3
Jadi , besar massa jenis zat cair x merupakan 3 ,4 g/cm3.
Contoh 8 : Bagaimana Menentukan Tekanan Terbesar?
Empat buah kotak ditaruh di atas suatu lantai seumpama gambar berikut!
Jika keempat balok di atas memiliki massa yang serupa sebesar m kg , maka balok yang menciptakan tekanan paling besar merupakan ….
A. Balok I
B. Balok II
C. Balok III
D. Balok IV
Pembahasan :
Tekanan yang dihasilkan oleh balok berbanding lurus dengan berat balok dan berbanding terbalik dengan luas ganjal balok yang bersinggungan dengan lantai. Karena massa keempat balok sama , maka berat keempat balok juga sama.
Karena berat keempat balok sama , maka yang menjadi pembeda dan menghipnotis besar tekanannya cuma luas ganjal yang bersinggungan dengan lantai. Karena tekanan berbanding terbalik dengan luas , makin kecil luas alasnya maka akan makin besar tekanan yang dihasilkan.
Dari keempat balok di atas , balok yang memiliki luas ganjal paling kecil merupakan balok IV. Dengan demikian , balok IV menampilkan tekanan paling besar terhadap lantai. Sedangkan balok yang menciptakan tekanan terkecil merupakan balok III lantaran luas bidang sentuhnya paling besar.
Contoh 9 : Alat apa yang Bekerja Berdasarkan Prinsip Pascal?
Di bawah ini , yang merupakan alat yang kerjanya tidak menurut prinsip Pascal adalah…
A. Mesin pres hidrolik
B. Pompa hidrolik
C. Kursi dokter gigi
D. Balon udara
Pembahasan :
Prinsip Pascal merupakan prinsip kerja yang menampilkan gaya kecil pada penghisap kecil untuk menciptakan gaya besar pada penghisap yang besar. Beberapa alat yang cara kerjanya menggunakan prinsip Pascal antaralain:
1. Dongkrak dan pompa hidrolik
2. Mesin pengepres hidrolik
3. Kursi dokter gigi
4. Rem piringan hidrolik
5. Kursi eksekutif
Jadi , alat yang kerjanya tidak menurut prinsip Pascal merupakan balon udara. Balon udara merupakan alat yang cara kerjanya menurut prinsip Archimedes.
Contoh 10 : Apa yang dimaksud dengan Tekanan Maksimum?
Jika suatu balok berskala 2 m x 1 m x 4 m memiliki massa 100 kg , maka tekanan maksimum yang sanggup dihasilkan oleh balok pada suatu lantai yang luasnya 10 m2 merupakan ….
A. 500 Pa
B. 250 Pa
C. 200 Pa
D. 125 Pa
Pembahasan :
Dik : m = 100 kg , ukuran balok = 2 m x 1 m x 4 m
Dit : P max = … ?
Tekanan maksimum merupakan tekanan paling besar yang dihasilkan oleh suatu benda yang memiliki beberapa kepingan segi dengan luas yang berlawanan misalnya balok. Pada balok terdapat tiga kepingan permukaan yang luasnya berlawanan , yakni kepingan panjang x lebar , kepingan panjang x tinggi , dan kepingan lebar x tinggi.
Ingat , bahwa yang menjadi luas bidang sentuh dalam perkiraan tekanan merupakan luas benda yang menekan permukaan lain bukan luas total permukaan yang ditekan. Kaprikornus , dalam soal ini yang menjadi luas bidang sentuh merupakan luas ganjal balok bukan luas permukaan lantai.
Pada balok (2 m x 1 m x 4 m) , ada tiga kepingan yang mungkin untuk menjadi ganjal balok (bagian yang bersinggungan dengan lantai) , yaitu:
1). Luas I = p x l = 2 m x 1 m = 2 m2
2). Luas II = p x t = 2 m x 4 m = 8 m2
3). Luas III = l x t = 1 m x 4 m = 4 m2
Nah , kini ingat kembali bahwa besar tekanan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan luas bidang sentuh. Artinya , makin besar luas bidang sentuhnya maka makin kecil tekanannya.
Dengan demikian , tekanan maksimum akan dihasilkan bila luas bidang sentuhnya kecil. Dari ketiga kepingan yang sudah disebutkan di atas , yang luasnya paling kecil merupakan luas I yakni 2 m2.
Tekanan maksimum yang sanggup dihasilkan adalah:
⇒ P max = F/A = (m.g)/A
⇒ P max = (100 x 10)/2
⇒ P max = 1000/2
⇒ P max = 500 Pa
Jadi , tekanan maksimum yang dihasilkan oleh balok tersebut merupakan 500 Pa.
Demikian pembahasan pola soal perihal tekanan dan aturan Pascal yang sanggup edutafsi bagikan. Semoga pembahasan ini sanggup menolong teman-teman dalam mengerti beberapa rancangan penting perihal tekanan utamanya untuk tingkat menengah pertama. Jika pembahasan ini berharga , bantu kami membagikannya terhadap teman-teman anda lewat tombol share yang tersedia. Terimakasih.
Salah seorang pakar dan konsultan pendidikan yang kini mengabdikan hidup menjadi guru di pedalaman nun jauh di pelosok Indonesia.
