Rangkuman Materi Tekanan Kelas 8 SMP

Tekanan merupakan peristiwa yang tidak asing terjadi pada kehidupan kita sehari-hari. Contohnya pada saat berdiri kita menekan permukaan tanah atau pada saat ada yang tidak sengaja menginjak kaki kita dan banyak lagi peristiwa yang berhubungan dengan tekanan bahkan tanpa kita sadari.

Pengertian Tekanan

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan atau bidang tekan dengan arah tegak lurus. Tekanan berbanding lurus dengan besarnya gaya sedangkan tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan.

Jenis-jenis tekanan:

Tekanan pada zat cair

Tekanan pada zat cair atau tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dilakukan oleh zat cair dalam keadaan diam, tekanannya bersumber dari berat zat cair itu sendiri. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan adalah:

• Massa jenis
• Percepatan gravitasi bumi
• Kedalaman/ketinggian zat cair

Hukum fisika yang bekerja pada tekanan hidrostatis adalah:

Hukum Pascal

“Tekanan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.” Alat-alat yang bekerja berdasarkan hukum Pascal  adalah pompa hidrolik, rem hidrolik, dan dongkrak hidrolik.

Rumus yang berlaku:

Keterangan:

F₁ = gaya pada penampang 1 (N)

F₂ = gaya pada penampang 2 (N)

A₁ = luas penampang 1 (m² )

A₂ = luas penampang 2 (m²)

Hukum Archimedes

“Apabila suatu benda tercelup/ tenggelam sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair, benda itu akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan benda tersebut.” Alat-alat yang berekja berdasarkan hukum Archimedes adalah jembatan apung, galangan kapal, balon udara, kapal laut, dan hidrometer.

Rumus yang berlaku:

F_A = ρ_a x g x V_b

Keterangan:

F_A = gaya tekan ke atas zat cair (N)

ρ_a = massa jenis zat cair (kg/m³)

g  = percepatan gravitasi (m/s²)

V_b = volume benda (m³)

Hukum bejana terhubung

“Apabila suatu bejana berhubungan diisi dengan zat cair, maka dalam keadaan setimbang permukaannya akan terletak pada suatu bidang datar.” Alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip hukum bejana terhubung adalah menara air, instalasi PDAM, dan teko/cerek.

Rumus yang berlaku:

ρ₁ x h₁ = ρ₂ x h₂

Keterangan:

ρ₁ = massa jenis zat cair pertama (kg/m³)

ρ₂ = massa jenis zat cair kedua (kg/m³)

h₁ = tinggi permukaan zat cair pertama (cm)

h₂ = tinggi permukaan zat cair kedua (cm)

 Tekanan pada zat padat

Tekanan pada zat padat adalah gaya yang bekerja pada satuan luas bidang tekan.

Rumus yang berlaku:

Keterangan:

F = gaya (N)

A = luas bidang (m²)

P = tekanan (N/m² atau Pa)

Tekanan pada zat gas

Tekanan pada zat gas dapat disebut juga tekanan udara. Udara mempunyai berat karena udara dipengaruhi oleh gaya gravitasi, sehingga udara mempunyai tekanan. Alat-alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara sebagai berikut:

• Barometer: alat untuk mengukur tekanan udara dalam ruang terbuka
• Manometer: alat untuk mengukur tekanan udara dalam ruang tertutup
• Altimeter: sejenis barometer yang digunakan untuk mengukur tekanan udara dan untuk mengukur ketinggian suatu tempat dari permukaan laut.

Hukum fisika yang berlaku pada tekanan zat gas adalah hukum Boyle, berbunyi:

“Pada suhu tetap, hasil tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup adalah tetap.” Alat-alat yang bekerja menurut hukum Boyle adalah pompa air, pompa sepeda, manometer, dan laat suntik.

Rumus yang berlaku:

P x V = C

Atau

P₁ x V₁ = P₂ x V₂

Keterangan:

P = tekanan

V = volume

C = konstanta

P₁ = tekanan udara mula-mula

V₁  = volume udara mula-mula

P₂ = tekanan udara akhir

V₂ = volume udara akhir

Konversi satuan untuk tekanan udara:

1 Atm = 76 cmHg = 101.300 Pa

1 bar = 100.000 Pa

1 Atm = 1.013 bar

Contoh Soal & Pembahasan Tekanan Kelas VIII Tingkat SMP

1. 123,32 Pa
2. 222,23 Pa
3. 276,43 Pa
4. 321,21 Pa

PEMBAHASAN :
Diketahui:
A = 450 cm² = 0,045 m²
F = 10 N
Menentukan tekanan yang dialami adukan semen


Jawaban B

1. 65.000 Pa
2. 75.000 Pa
3. 84.000 Pa
4. 98.000 Pa

PEMBAHASAN :
Diketahui:
p = ρ g h
p = 1000 kg/m³ x 9,8 N/kg x 10 m = 98.000 Pa
Jawaban D

1. 250 kg/m³
2. 500 kg/m³
3. 750 kg/m³
4. 1000 kg/m³

PEMBAHASAN :
Jika digambarkan sebagai berikut:

sumber gambar : BSE IPA SMP Kelas VIII Nenden F, dkk
Diketahui: 
tinggi minyak (h_m) = 8 cm
selisih ketinggian minyak dan air = h_m – h_a = 2 cm, maka
h_a = 8 cm – 2 cm = 6 cm
ρ_a = 1000 kg/m³
Menentukan massa jenis minyak (ρ_m) berdasarkan hukum utama hidrostatika
p_A = p_B
ρ_a g h_a = ρ_m g h_m (g dapat dicoret karena memiliki nilai yang sama)
1000 kg/m³ x 6 cm = ρ_m 8 cm

Jawaban C

1. 2126,6 N
2. 2453,7 N
3. 3212,6 N
4. 4632,2 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
m = 1085 kg
F₂ = W = m.g = 1085 kg. 9,8 m/s² = 10.633 N
A₁ = 10 cm²
A₂ = 50 cm²
Menentukan gaya yang diperlukan (F₁) berdasarkan hukum Pascal


Jawaban A

1. 288 N
2. 312 N
3. 334 N
4. 442 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
V_kubus = s³ = (0,4 m)³ = 0,064 m³
ρ_minyak = 600 kg/m³
Volume kotak yang tercelum = 3/4 x 0,064 m³ = 0,048 m³
Menentukan gaya angkat ke atas  berdasarkan Hukum Archimides
Fa = ρ_minyak . g. V_{kotak tercelup} = 600 kg/m³ . 10 m/s² . 0,048 m³ = 288 N
Jawaban A