Rumus Tekanan Hidrostatik dan Tekanan pada Benda Padat

By | September 1, 2017

Melalui halaman ini, sobat idschool akan mempeajari tekanan di udara dan di dalam air. Pembahasan juga mencakup rumus tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Rumus tekanan hidrostatis dan rumus tekanan benda padat yang akan diberikan dapat digunakan untuk menyelesaikan berbagai soal tentang tekanan yang sering keluar di ujian.

Pembahasan kali ini dibagi menjadi 2 bagian materi dan 1 bagian yang membahas contoh soal tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Untuk pembahasan pertama, sobat idschool akan mempelajari materi tentang tekanan pada benda padat. Selanjutnya, sobat idschool akan mempeajari rumus tekanan hidrostatis. Pada bagian akhir, sobat idschool dapat mempelajari contoh soal tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Jadi, simak pembahasannya sampai akhir, ok!

Pembahasan pertama adalah pengertian tekanan pada benda padat, simak pembahasannya pada penjelasan berikut!

 
 

Tekanan pada Benda Padat

Sebelum membahas tekanan pada benda padat, sebaiknya sobat idschool memahami pengertian umum tekanan terlebih dahulu. Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda tiap satuan luas. Besarnya tekanan dipengaruhi oleh gaya (F) dan luas permukaan bidang alas (A).

Besar tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan alas suatu benda. Semakin besar luas permukaan alas suatu benda, semakin kecil tekanan yang akan timbul. Sedangkan besar tekanan akan sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda. Semakin besar gaya yang bekerja pada suatu benda, semakin besar nilai tekanannya.

Bagaimana? Sobat idschool sudah paham mengenai pengertian tekanan?
 
Selanjutnya, mari kita pelajari lebih lanjut tentang tekanan pada benda padat yang akan digambarkan melalui ilustrasi di bawah.
 

Terdapat dua buah benda dengan massa yang sama tetapi memiliki luas permukaan alas yang berbeda. Kedua benda tersebut akan dijatuhkan dari ketinggian yang sama ke dalam bak berisi pasir. Benda yang memiliki luas lebih kecil akan membuat bekas di bak pasir lebih dalam daripada benda yang luas permukaan alasnya lebih besar.

Mengapa hal ini bisa terjadi? Jawabannya terletak pada besar tekanan yang timbul karena dipengaruhi oleh luas bidang tekan suatu benda. Hal ini telah kita singgung sedikit sebelumnya.

Tekanan Benda Padat

 
Baca Juga: Hukum Archimedes dan Kedudukan Benda Padat pada Zat Cair

 
Rumus Tekanan pada Benda Padat

    \[P = \frac{F}{A} \]

Keterangan:
P   = tekanan (Pa)
F   = gaya (N)
A   = luas bidang tekan (m2)
 

Kita simpan rumus di atas untuk menyelesaikan contoh soal tekanan pada benda padat. Karena kita akan masuk dalam pembahasan selanjutnyna, yaitu tekanan hidrostatis. Pada bagian ini, sobat idschool akan mempelajari apa yang dimaksud tekanan hidrostatis dan rumus tekanan hidrostatis. Simak pembahasan lanjutannya di bawah.

 
 

Tekanan Hidrostatis

Saat berjalan di dalam air, misalnya di kolam renang, kaki sobat idschool pasti akan lebih sulit untuk melangkah dibanding saat berada di darat. Hal tersebut dikarenakan adanya tekanan hidrostatis.

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh zat cair pada benda padat pada kedalaman tertentu. Semakin dalam posisi benda dari permukaan, semakin besar tekanan yang akan diperoleh. Semakin dangkal letak benda di zat cair, tekanan hidrostatis yang dialami benda tersebut akan semakin kecil.

Sehingga, dapat disimpulkan bahwa tekanan hidrostatis sebanding dengan kedalaman (h). Sekarang perhatikan ilustrasi benda yang mendapat tekanan hidrostatis dan rumus tekanan hidrostatis pada bagian di bawah.

 
rumus tekanan hidrostatis
 
Ingat!!! Untuk menghitung tekanan hidrostatis, kedalaman (h) diukur dari permukaan zat cair.
 
Rumus Tekanan Hidrostatis

    \[ P_{h} = \rho \cdot g \cdot h \]

Keterangan:
P_{h}   = tekanan hidrostatis (Pa)
\rho   = massa jenis zat cair (kg/m^{3})
g   = percepatan gravitasi (m/s^{2})
h   = kedalaman zat cair (m)
 
Berikut ini adalah contoh soal tekanan pada benda padat dan tekanan hidrostatis. Contoh soal yang diberikan sudah dilengkapi dengan pembahasannya. Langsung saja simak soal tekanan di bawah.
 
 

Contoh Soal dan Pembahasan

 
Contoh Soal Tekanan pada Benda Padat (SOAL UN FISIKA SMP 2016)
Tekanan dapat diperbesar dengan cara ….
A.     memperbesar luas bidang tekan benda
B.     memperkecil luas bidang tekan benda
C.     memperkecil gaya
D.     meletakkan benda di ruang hampa udara
 
Pembahasan:
Besar tekanan pada benda padat dinyatakan dalam rumus berikut.

    \[ P = \frac{F}{A} \]

Tekanan berbanding lurus dengan besarnya gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan benda. Sehingga, cara yang dapat dilakukan untuk memperbesar tekanan adalah:

  1.   Memperbesar gaya
  2.   Memperkecil luas bidang tekan benda

 
Jawaban: B

 
Contoh Soal Tekanan pada Benda Padat(SOAL UN IPA FISIKA SMP 2016)
Empat balok mempunyai massa sama, balok yang memberikan tekanan terbesar pada lantai adalah ….
 
Tekanan pada Benda Padat
 
Tekanan pada Benda Padat
 
Tekanan pada Benda Padat
 
Tekanan pada Benda Padat
 
Pembahasan:
Balok yang memberikan tekanan terbesar pada lantai adalah balok yang memiliki luas permukaan bidang tekan paling kecil.
Untuk itu, kita perlu mengetahui luas bidang tekan masing-masing benda pada pilihan yang tersedia terlebih dahulu.
Luas Permukaan Benda A

    \[ A_{A} = 4 \times 2 = 8 \; m^{2} \]

Luas Permukaan Benda B

    \[ A_{B} = 4 \times 4 = 16 \; m^{2} \]

Luas Permukaan Benda C

    \[ A_{C} = 2 \times 4 = 8 \; m^{2} \]

Luas Permukaan Benda D

    \[ A_{D} = 2 \times 2 = 4 \; m^{2} \]

Jawaban: D
 
Contoh Soal Tekanan Hidrostatis (SOAL UN IPA FISIKA SMP 2016)
Seekor ikan berada pada bak air seperti pada gambar.
 
contoh soal tekanan hidrostatis
 
Jika massa jenis air 1.000 \; kg/m^{3} dan percepatan gravitasi 10 N/kg, tekanan hidrostatis yang diterima ikan adalah ….
A.     6.000 N/m^{2}
B.     8.000 N/m^{2}
C.     10.000 N/m^{2}
D.     14.000 N/m^{2}
 
Pembahasan:
Ingat! Kedalaman diukur dari permukaan zat cair.
 
Mencari kedalaman (h)

    \[ h = 140 \; cm - 60 \; cm = 80 \; cm = 0,8 \; cm \]

 
Menentukan Tekanan Hidrostatis

    \[ P_{H} = \rho \cdot g \cdot h\]

    \[ P_{H} = 1.000 \times 10 \times 0,8 \]

    \[ P_{H} = 8.000 \; N/m^{2} \]

Jawaban: B
 
Sekian pembahasan mengenai rumus tekanan hidrostatis dan tekanan pada benda padat. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
 
Baca Juga: Contoh Hukum Pascal dalam Kehidupan Sehari-hari