 |
| Sumber gambar: Pixabay.com diedit di Canva |
Definisi Tekanan, Rumus, Jenis, dan Penggunaannya Dalam Kehidupan Sehari-hari
Cobalah ketik kata “tekanan” di mesin pencari, misalnya di google maka kamu akan menemukan berbagai jenis tekanan dari beberapa cabang ilmu pengetahuan, seperti dalam ilmu kesehatan dan dalam dunia psikologi.
Walaupun yang pertama muncul dan paling banyak adalah tekanan dalam ilmu pengetahuan alam, yaitu Fisika.
Olehnya itu, dalam tulisan ini kita akan bahas tentang tekanan dalam Fisika pada jenjang SMP, fase D, kelas 9.
Pembahasan itu meliputi:
- Definisi tekanan
- Jenis tekanan, Rumus Tekanan dan Satuannya
- Faktor-faktor yang memengaruhi tekanan
- Penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari
Definisi Tekanan
Sebelum memaparkan tentang definisi tekanan, perhatikanlah gambar berikut ini.
Pernahkah kalian melihat atraksi orang yang berbaring di atas papan berpaku seperti pada gambar 1? Tahukah kalian, kalau orang itu tidak merasakan sakit? Kalau sakit, pasti tidak akan berbaring di atas papan yang penuh paku itu bukan?
Sebaliknya, pernahkah kalian tertusuk paku di bagian kaki, seperti pada gambar 2? Atau tertusuk benda tajam lainnya di bagian badan tertentu. Bagaimana rasanya? Tentu sakit bukan?
Mengapa ada perbedaan antara keduanya, padahal sama-sama tertusuk paku? Kira-kira apa sebabnya yah?
Jawabannya, pada gambar 1, berat badan yang berbaring di atas papan berpaku tersebar di daerah yang luas sehingga gaya yang menekan tiap bagian tubuh sangat kecil makanya tidak terasa sakit.
Sedangkan kaki yang terkena paku, gaya terpusat pada daerah yang sempit sehingga kaki terasa sakit.
Maka bisa disimpulkan bahwa, tekanan pada seluruh tubuh kecil sehingga tidak terasa sakit, dan tekanan pada kaki besar sehingga kaki terasa sakit.
Dalam Fisikia, istilah ini berhubungan dengan penyebaran gaya yaitu tekanan, maka tekanan dapat didefinisikan.
“Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada satu satuan luas.”
Berdasarkan penjelasan tersebut maka dapat diketahui faktor apa saja yang memengaruhi tekanan.
Gaya tekan
Tekanan yang dihasilkan akan besar jika gaya tekan yang diberikan juga besar. Artinya Besar tekanan dipengaruhi oleh gaya tekan. Contohnya, menancapkan paku di dinding dengan tangan tidak bisa sedangkan menancapkan paku menggunakan palu sangat mudah.
Kenapa?
Karena gaya tekan palu yang digerakkan dengan tangan memiliki gaya tekan lebih besar dibandingkan gaya pada tangan tanpa palu.
Luas Bidang Tekan
Seperti yang digambarkan pada ilustrasi di atas, semakin luas bidang tekan atau semakin luas permukaan maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan. Maka masuk akal bukan jika dikatakan, bahwa berbaring di atas papan berpaku lebih kecil tekanannya dibandingkan tertusuk satu paku.
“Tekanan adalah gaya per satuan luas.
Jika:
Gaya disimbolkan sebagai F dengan satuan newton (N)
luas permukaan disimbolkan sebagai A dengan satuan meter persegi atau m2
Tekanan disimbolkan sebagai P =pressure
Maka rumus Tekanan (P) adalah:
P = F/A dengan satuan newton/m2 atau N/m2
Jenis Tekanan, Rumus dan Satuannya
Tekanan terbagi atas tiga jenis, yaitu tekanan pada zat padat, tekanan pada zat cair, dan tekanan pada zat gas. Pembagian jenis tekanan ini mengacu pada jenis-jenis zat. Perhatikan perbedaan dari ketiga jenis tekanan tersebut.
Tekanan Pada Zat Padat
Tekanan pada zat padat akan timbul jika diberikan gaya dorong dari atas sehingga tekanan dipengaruhi oleh luas bidang tekan.
Maka semakin luas bidang tekan maka semakin kecil tekanannya. Rumus yang berlaku pada tekanan zat padat.
Perhatikan rumus berikut!
Tekanan Pada Zat Cair
Tekanan pada zat cair disebut juga dengan tekanan hidrostatis.
Hidro = air
Statis = diam, air dalam kondisi diam
Seorang penyelam merasakan tekanan ini. Semakin menyelam, semakin banyak air di atas permukaan badannya akibatnya tekanan yang dialami semakin besar.
Demikian pula kedudukan air dalam bejana (perhatikan gambar berikut), tekanan air makin besar pada kedalaman terjauh dari permukaan, sehingga air yang memancar dengan kecepatan lebih besar dan lebih jauh.
Perhatikan gambar berikut!
 |
| diedit di canva |
Penting diperhatikan, bahwa:
Tekanan hidrostatis tidak hanya bergantung pada kedalaman, tetapi bergantung pula pada massa jenis cairan (p ) , dan percepatan gravitasi(g)
Adapun rumus dari tekanan zat cair sebagai berikut.
 |
| editing by Dawiah di canva |
P = p x g x h
P = tekanan hidrostatis (Pascal atau N/m2)
p = massa jenis cairan (kg/m2)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
h = kedalaman cairan (meter), dihitung dari permukaan air sampai ke kedalaman benda.
Tekanan Zat Gas
Sebelum membahas lebih jauh tentang tekanan pada zat gas, yuk, kita bahas tentang tekanan atmosfir terlebih dahulu.
Di atas permukaan bumi terdapat banyak udara di mana makin ke atas makin sedikit jumlah udaranya. Lapisan bumi yang berisi udara inilah disebut lapisan atmosfer.
Lapisan atmosfer yang terisi udara tebalnya hanya sekitar 8-16 km, di lapisan ini, udara terdiri dari gas nitrogen sebanyak 78%, oksigen sebanyak 20%, dan gas-gas lain hampir 2%.
Seperti air, udara juga memiliki berat maka berat inilah yang menyebabkan adanya tekanan di permukaan bumi.
Tekanan akibat berat udara ini dinamakan tekanan udara atau tekanan gas.
Tekanan atmosfir atau tekanan udara luar disebabkan oleh gaya gravitasi partikel-partikel udara. Sebab itu di tempat yang tinggi di mana lapisan udaranya tipis, tekanan atmosfirnya rendah.
Sebaliknya di tempat yang rendah seperti permukaan laut, lapisan-lapisan udara di atasnya lebih berat sehingga tekanan atmosfernya besar.
Maka dapat disimpulkan, bahwa tekanan gas di setiap tempat berbeda-beda, tergantung pada ketinggian tempat tersebut. Itu sebabnya, satuan tekanan gas dinyatakan dalam atmosfer (atm).
Manfaat Tekanan dalam Kehidupan Sehari-hari
Pemanfaatan tekanan dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak, baik itu tekanan pada zat pada, cair maupun tekanan pada zat gas.
Beberapa alat dibuat manusia yang memanfaatkan prinsip kerja tekanan untuk memudahkan pekerjaannya. Apa sajakah itu?
Pemanfaatan Tekanan Pada Zat Padat
Mengapa paku diruncingkan pada bagian ujungnya? Tujuannya adalah untuk memberi tekanan yang besar pada paku saat ditancapkan pada sebuah kayu, papan atau tembok. Semakin tajam akan semakin besar tekanannya dan semakin mudah pula memaku.
Bayangkanlah, jika paku tidak diruncingkan terlebih dahulu maka akan sangat sulit memaku benda-benda tersebut.
Pernahkah kalian memperhatikan tukang kayu yang memotong dan membelah kayu? Alat apa yang digunakan? Yah, tukang kayu menggunakan kampak di mana pada sisi kampak dibuat tajam, tujuannya untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukang kayu dalam memotong atau membelah kayu kampak. Hal sama berlaku pula pada mata pisau dan ujung jarum.
Perhatikanlah alas sepatu yang kalian gunakan ke sekolah atau berolah raga? Alasnya rata bukan? Kenapa demikian? Alas sepatu rata memberikan tekanan yang kecil pada lantai sehingga tidak menusuk lantai dan memudahkan pemakainya untuk bergerak.
Bagaimana dengan sepatu pemain bola? Pernahkah kalian memperhatikannya? Pada bagian alas sepatu roda terdapat bulatan-bulatan kecil yang bertujuan memberikan tekanan besar pada tanah, agar pemain bola tidak mudah tergelincir dan dapat berdiri dengan kokoh di tanah.
Pemanfaatan Tekanan Pada Zat Cair
Penggunaan dongkrak hidrolik yang membantu mengangkat mobil, biasanya digunakan di tempat-tempat servis mobil dan di temapt mencuci mobil
Rem hidrolik adalah sistem pengereman pada mobil memanfaatkan hukum Pascal pada tekanan zat cair.
Pemanfaatan tekanan lainnya adalah, jembatan ponton. Dalam keadaan darurat biasanya orang menyusun beberapa drum kosong dan tertutup rapat secara berjajar lalu diletakkan papan di atasnya untuk tempat orang berjalan. Jembatan itu disebut jembatan ponton.
Untuk mengukur massa jenis zat cair digunakan alat yang bisa mengapung dan yang dilengkapi dengan skala. Alat tersebut adalah hidrometer.
Kapal laut dan kapal selam terbuat dari besi, tetapi kenapa tidak tenggelam? Karena kapal laut menggunakan prinsip tekanan zat cair, dalam hal ini menggunakan konsep mengapung, demikian pula kapal selam.
Untuk memperbaiki bagian bawah kapal yang sangat berat, kapal harus diangkat dari permukaan laut maka dibutuhkan alat yang besar untuk mengangkatnya. Alat itu disebut galangan kapal.
Pemanfaatan Tekanan Pada Zat Udara/Gas
Selanjutnya adalah pemanfaatan tekanan udara. Beberapa alat yang dipakai dalam kehidupan sehari-hari yang memanfaatkan prinsip tekanan udara, yaitu antara lain:
Pernahkah terbersit dalam pikiran kalian ketika minum menggunakan sedotan, bahwa saat itu kalian telah memanfaatkan prinsip tekanan udara?
Alat lain yang menggunakan prinsip tekanan udara adalah alat suntik. Saat alat suntik dimasukkan ke dalam botol untuk mengambil cairan obat, tekanan udara luar pada permukaan cairan obat lebih besar daripada tekanan udara di bawah pengisap sehingga memaksa cairan obat ke atas memasuki tabung silinder pada alat suntik.
Masih ada beberapa alat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan, baik tekanan pada zat padat, zat cair maupun zat gas.
Nah, tugas kalian untuk mencari dan mengamati lebih banyak alat yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan. Semangat belajar yah!
Penutup
Tekanan adalah suatu keadaan yang sangat dekat dengan kehidupan kita. Hal ini dibuktikan dengan begitu banyaknya hal yang bekerja berdasarkan prinsip kerja tekanan.
Beberapa konsep yang penting diperhatikan adalah, tekanan termasuk besaran skalar karena tekanan tidak memiliki arah tertentu.
Tekanan pada zat air atau tekanan hidrostatis terdapat dua hukum fisika yang berlaku, yaitu hukum Pascal dan hukum Archimedes.
Nah, itulah ringkasan materi SMP kelas 9, fase D tentang Tekanan yang mengacu pada kurikulum Merdeka.
Kalian juga bisa belajar tentang Sistem Koordinasi Pada Manusia di sini.
Selamat belajar!
Referensi:
Prof. Yohanes Surya, Phd (2008). IPA Fisika GASING
Marthen Kanginan (2004). Sains Fisika SMP
Gramedia.com
Ruangguru.com
0 Komentar