Ringkasan bab tekanan zat padat , zat cair,dan zat gasplis bantu jawab
Jawaban:
Tekanan sangat berhubungan dengan gaya dan luas permukaan benda. Gaya adalah tarikan atau dorongan, gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan kecepatan benda.
Dalam buku Chemistry: Understanding Substance and Matter (2015) karya Russell Kuhtz, pengertian tekanan zat adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya per satuan luas. Gaya yang dimaksud merupakan gaya tegak lurus dengan permukaan suatu obyek.
Apabila seseorang mendorong uang logam di atas sebuah plastisin, maka seseorang harus memberikan gaya pada uang logam tersebut.
Besarnya tekanan uang logam pada plastisin tergantung seberapa besar gaya yang diberikan dan luas bidang tekanan uang logam.
Konsep tekanan sama dengan penyebaran gaya pada luas suatu permukaan benda.
Apabila gaya yang diberikan pada suatu benda semakin besar, maka tekanan yang dihasilkan juga bertambah besar. Antara gaya dengan tekanan berbanding lurus.Jenis Tekanan Zat
Tekanan zat memiliki dua jenis, yaitu:
Tekanan zat cair
Tekanan zat cari juga disebut tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Hal utama yang memengaruhi tekanan hidrostatis adalah kedalaman, massa jenis zat cair , dan gaya gravitasi pada tempat tersebut.Semakin dalam zat cair, semakin besar tekana yang dihasilkan. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan.
Tekanan hidrostatis cukup penting dalam merancang berbagai struktur bangunan dalam penampungan air, misalnya pembangunan bendungan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
Selain itu, para arsitek kapal sela juga memperhitungkan tekanan hidrostatis air laut, sehingga kapal selam mampu menyelam ke dasar laut dengan kedalaman ratusanmeter tanpa mengalami kerusakan akibat tekanan hidrostatis.
Tekanan zat cair memiliki dua hukum, yaitu:
Hukum archimedes
Hukum ini menjelaskan hubungan besarnya gaya yang diberikan zat cair terhadap benda yang berinteraksi dengannya. Bunyi hukum archimedes adalah zat cair akan memberikan gaya angkat terhadap suatu benda sebesar berat zat cair yang dipindahkan benda tersebut.
Hukum pascal
Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutuop diteruskan ke segala arah dengan sama besar Tekanan gas
Seorang ahli fisika berkebangsaan Inggris, Robert Boyle melakukan percobaan pemampatan udara. Hasil tersebut mengeluarkan hukum sebagai berikut:
Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap, asalkan suhu gas tidak berubah.
Semakin tinggi tekanan udara dalam wadah maka semakin rendah volume suatu wadah. Sebaliknya semakin rendah tekanan udara dalam wadah maka semakin besar volume wadahnya.
Dalam tekanan gas memiliki beberapa alat ukur, yaitu: manometer raksa terbuka, manometer raksa tertutup, dan manometer bourdon atau logam.
Definisi Tekanan
Tekanan merupakan suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Tekanan dapat dinotasikan sebagai simbolp (pressure). Satuan tekanan yang lain adalah pascal (Pa) dan bar.
Tekanan pada Zat Padat
tekanan pada suatu zat padat dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan luas penampang. Secara matematis, tekanan dapat dinyatakan sebagai berikut.
dengan: p = f/a
p = tekanan (N/m2)
F = gaya (N)
A = luas bidang tekan (m2)
Contoh soal
Sebuah truk mempunyaii delapan roda berisi 2,5 ton muatan dan akan melintasi jembatan. luas permukaan bidang sentuh roda dengan permukaan jalan seluruhnya adalah 400 cm2. Berapakah tekanan yang dialami setiap ban?
Penyelesaian:
Diketahui: m = 2,5 ton = 2500 kg
A = 400 cm2 = 4 x 10″2 m2
g = 10 m/s2 Ditanyakan: p =….?
p = f/a =m.g/A
= 2500×10 0,04
= 625.000 N/m2
Tekanan seluruh ban adalah 625.000 N/m2 atau 625.000 Pa. Dengan demikian, tekanan untuk setiap ban adalah: I/8 x p = 1/8 x 625000 = 78.125 Pa.
Tekanan pada Zat Cair
Tekanan pada zat cair sering disebut juga dengan tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis ini tergantung pada suatu tingkatan kedalaman dan berat jenis pada zat cair. Tekanan pada zat cair mengarah ke segala arah. Rumus tekanan hidrostatis sebagai berikut.
Ph = p.g.h
dengan:
ph = tekanan hidrostatis zat cair (N/m2)
p = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman dari permukaan (m)
Tekanan pada Zat Gas
Gas-gas yang ada di dalam ruangan yang tertutup akan mengeluarkan udar dan menekan ke segala arah dengan sama besar. Tekanan gas pada ruang tertutup bisa diukur dengan menggunakan 2 alat yang berbeda yang masing-masing namanya seperti manometer terbuka dan manometer tertutup. Tekanan gas dalam ruang terbuka dapat diukur dengan menggunakan barometer.
Manomemeter terbuka ini terdiri dari tabung pipa kapiler yang bentuknya seperti huruf U yang terhubung dengan tabung gas. Besar tekanan udara yang terbaca pada suatu sisi pipa yang terbuka sama dengan tekanan gas dalam suatu tabung. Perhatikan diagram manometer terbuka berikut ini.
Hukum Pascal
Hukum Pascal adalah hukum yang menerangkan tentang suatu sifat tekanan pada zat cair. Hukum Pascal menyatakan bahwa:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”
dengan:
F1 = gaya pada penampang A1(N)
F2 = gaya pada penampang A2(N)
A1= luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
Peralatan yang menggunakan prinsip hukum Pascal, antara lain seperti rem hidrolik, pompa hidrolik, dan dongkrak hidrolik.
Hukum Bejana Berhubungan
Dalam suatu Hukum bejana berhubungan menyatakan bahwa:
“apabila bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, maka pada keadaan kesetimbangan permukaan zat cair dalam bejana berada dalam satu bidang datar.” Hukum ini tidak berlaku pada suatu bejana yang berisi kan cairan tak sejenis dan pipa kapiler. Secara matematis, hukum bejana berhubungan dirumuskan sebagai berikut.
P, = P2
P1. g.h1=p2.g.h2
dengan:
p1 = tekanan zat cair 1 (Nnr2) p2 = massa jenis zat cair 2 (kgnr3)
p2 = tekanan zat cair 2 (Nnr2) h1= tinggi permukaan zat cair 1 (m)
P1 = massa jenis zat cair 1 (kgnr3) h2 = tinggi permukaan zat cair 2 (m)
Hukum Archimedes
Hukum Archimedes hanya berlaku pada zat yang dinamakan fluida. Zat yang termasuk dalam fluida adalah zat cair dan gas. “Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya itu sebanding dengan berat zat cair yang dipindahkan.”
Dalam hukum Archimedes ternyata bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari kita antara lain sebagai berikut.
1. Hidrometer, yaitu alat untuk mengukur massa jenis relatif zat cair terhadap air.
2. Jembatan ponton, yakni jembatan yang menggunakan drum-drum kosong berisi udara.
3. Kapal laut dan kapal seiam.
4. Galangan kapal, yakni alat untuk mengangkat kapal laut ke permukaan air.