Tekanan Zat Cair

Tekanan pada Zat Cair

Tekanan zat cair bergantung pada kedalaman zat cair yaitu makin dalam, tekanan zat cair makin besar. Hal ini menjadi alasan kenapa saat membuat tanggul atau bendungan tembok bagian bawah dibuat lebih tebal daripada bagian atasnya. Tekanan yang ditimbulkan zat cair juga ditentukan oleh massa jenis zat cair. Semakin besar massa jenis zat cair, makin besar tekanan di dalam zat cair tersebut. Sehingga tekanan yang ditimbulkan oleh air akan lebih besar dibandingkan tekanan yang yang ditimbulkan oleh minyak atau alkohol.

Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar.

Air memancar keluar dengan kekuatan sama, jauh pancaran sama, hal ini menunjukkan bahwa tekanan yang dialami air tersebut sama besar. Air yang memancar melalui lubang-lubang itu mendapat tekanan dari itu yang tertekan, tekanan itu diteruskan air ke segala arah dengan sama besar.

Hukum Pascal dapat dirumuskan secara matematik sebagai berikut.

P1 = Tekanan pada penampang 1 (Pascal)
P2 = Tekanan pada penampang 2 (Pascal)
F1 = Gaya yang terjadi pada penampang 1 (N)
F2 = Gaya yang terjadi pada penampang 2 (N)
A1 = Luas penampang 1 (m2)
A2 = Luas penampang 2 (m2)

Satuan gaya F1 maupun F2 harus sama, demikian juga satuan A1 dan A2. Untuk memudahkan ubahlah semua satuan ke dalam Sistem Internasional.

Perhatikan video berikut ini agar kalian lebih dapat memahami materi ini

dan kerjakan LKPD TEKANAN ZAT CAIR berikut.

Hukum Pascal dapat juga terjadi pada aliran darah pada tubuh kita. Aliran darah pada tubuh kita berada dalam suatu ruang tertutup yakni di dalam ruang tertutup. Darah mengalir melalui suatu pembuluh darah. Jika orang yang sehat (normal), pembuluh darah orang yang sehat bersih tanpa ada penghambat. Sehingga orang yang normal aliran tekanan darahnya pun stabil.

Tetapi jika orang yang misalnya terkena penyakit tekanan darah tinggi karena kelebihan kolesterol makan pembuluh darahnya akan lebih menyempit. Sehingga jantung akan bekerja lebih keras dalam memompa lebih keras yang bahkan dapat menyebabkan pecahnya pembuluh darah. Penyebab lain tekanan darah tinggi yang dapat menyempitkan pembuluh darah adalah faktor keturunan, stres, usia, kebiasan merokok, dan minuman beralkohol.

TEKANAN PADA ZAT CAIR DAN PENERAPANNYA

1 Balasan

TEKANAN PADA ZAT CAIR

Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan. Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kamu menyelam maka kamu akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin besar. Semakin dalam, berat air yang mendorong kita semakin banyak, akibatnya gaya yang diberikan semakin besar sehingga tekanan di dalam air bertambah sesuai kedalamannya. Selain kedalaman, jenis zat cair juga mempengaruhi tekanan hidrostatis. Semakin besar masa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu. Secara matematis, tekanan zat cair (tekanan hidrostatis) dapat dirumuskan sebagai berikut:

Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Ayo tonton Video dibawah ini untuk menambah pemahaman mu….!

A. HUKUM TEKANAN HIDROSTATIS
Menurut hukum tekanan hidrostatis “Tekanan hidrostatis yang terletak pada semua titik yang terletak pada suatu bidang datar dalam suatu jenis zat cair yang sama besarnya sama”
Hukum tekanan hidrostatis berlaku jika zat cair dalam keadaan diam (tidak mengalir).
Rumus tekanan hidrostatis
Untuk menghitung besar tekanan hidrostatis dapat di hitung dengan persamaan :
P = ρ g h
Dimana :
P = tekanan hidrostatis (Pa/ N/m2)
ρ = massa zat jenis cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = kedalaman zat cair (m)
Aplikasi hukum tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari :
1. Berenang
Pada saat berenang semakin dalam kita menyelam maka telinga akan terasa sakit. Hal ini karena semakin dalam kita menyelam maka tekanan hidrostatis juga akan semakin besar.
2. Pembuatan bendungan
Mengapa tukang bangunan membuat dinding bendungan bagian bwawah lebih tebal dari bagian atas ? sesuai konsep tekanan hidrostatis bahwa semakin dalam maka tekanan akan semakin besar. Dinding bendungan bagian bawah dibuat lebih tebal dari bagian atas agar bendungan tidak jebol karena tekanan zat cair terbesar berada pada dasar permukaan zat cair.
3. Pemasangan infus
Sebelum infus dipasang biasanya dilakukan pengukuran tekanan darah pasien. Hal ini dilakukan karena pemasangan infus harus memperhatikan tekanan darah pasien. Dimana tekanan infus harus lebih tinggi dari tekanan darah pasien agar cairan infusmengalir ke dalam tubuh pasien. Jika tekanan darah pasien lebih besar dari tekanan cairan infus maka yang terjadi darah pasien akan mengalir melalui selang infus menuju kantong infus.

B. HUKUM PASCAL

Blaise Pascal mengemukakan hukum Pascal yang berbunyi: “ Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”

Keterangan: F1= gaya pada penampang A1 (N) A1=luas penampang 1 (m2) F2= gaya pada penampang A2 (N) A2=luas penampang 2 (m2) Aplikasi Hukum Pascal Peralatan-peralatan yang menggunakan prinsip kerja Hukum Pascal antara lain dijelaskan sebagai berikut.

a. Dongkrak Hidrolik

Pernahkah kamu melihat orang mengganti ban mobil? Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya badan mobil tidak miring. Untuk melakukan itu, digunakan dongkrak hidrolik.

Gambar 1 memperlihatkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri atas:dua bejana yang berhubungan terbuat dari bahan yang kuat misalnya besipenghisap kecil dan penghisap besar minyak pengisi bejana.Adapun cara kerja dongkrak hidrolik tersebut adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gaya F1 diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecil A1, tekanan ini akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besar A2.

Tekanan ini sama dengan tekanan yang diterima pengisap besar A2. (Ingat Hukum Pascal)

b. Rem Hidrolik

Tak terbayangkan jika sistem rem pada mobil tidak menggunakan Hukum Pascal. Pengendara mobil akan memerlukan tenaga besar untuk menghentikan laju mobilnya. Akan tetapi, dengan menerapkan Hukum Pascal pada sistem rem mobil, pengemudi hanya perlu memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraannya. Gaya ini berupa injakan kaki pada pedal rem.

c.  Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Gambar diatas memperlihatkan sebuah mesin hidrolik pengangkat mobil yang digunakan di tempat pencucian mobil. Secara umum, cara kerja mesin hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik. d. Pompa Sepeda Ada dua jenis pompa sepeda, yaitu pompa biasa dan pompa hidrolik. Akan lebih mudah memompa ban sepeda menggunakan pompa hidrolik karena sedikit mengeluarkan tenaga. e. Mesin Pengepres Kapas (Kempa)

Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan.

Materi Lengkap Tekanan Zat Cair Dilengkapi Gambar dan Contohnya

Berenang merupakan kegiatan yang menyenangkan. Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam. Semakin dalam kamu menyelam, maka kamu akan merasakan tekanan yang semakin besar. Tekanan yang dihasilkan oleh zat cair tersebut dinamakan tekanan hidrostatis.

Semakin dalam posisi zat yang diam, maka semakin besar tekanannya. Hal ini menunjukkan bahwa tekanan hidrsotatis sebanding dengan kedalaman.

Jenis zat cair juga dapat mempengaruhi tekanan hidrostatis. Semakin besar massa jenis zat cair, maka semakin besar pula tekanan yang dihasilkan pada kedalaman tertentu.

Tekanan hidrostatis disebabkan oleh berat zat cair, sehingga :

P = w/A

karena

w = m x g

m = ρ x V

V = h x A

maka :

P = (ρ x g x h x A) / A

atau

P = ρ x g x h

dengan :

• P = tekanan (N/m2)
• m = massa benda (kg)
• ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
• g = percepatan gravitasi (m/s2)
• h = tinggi zat cair (m)
• V = volume zat cair (m3)

Di dalam dunia teknik bendungan, para arsitek membuat suatu bendungan dengan memperhitungkan tekanan hidrostatis. Hal ini ditunjukkan dengan semakin menebalnya dinding bendungan ke dasar permukaan air.

Selain itu, para arsitek kapal juga memperhitungkan tekanan hidrostatis air laut dalam membuat kapal selam, sehingga kapal selam mampu menyelam ke dasar laut dengan kedalaman hingga ratusan meter tanpa bocor atau rusak.

Manusia ternyata hanya mampu menyelam hingga kedalaman sekitar 20 m. Hal tersebut dikarenakan paru-paru manusia tidak dapat menahan tekanan yang besar (> 240.000 Pa).

Materi Lengkap Tekanan Zat Cair Dilengkapi Gambar dan Contohnya

1.  Hukum Archimedes

Apabila kamu berdiri di dalam kolam renang yang sedang diisi air, semakin penuh air kolam tersebut, kamu akan merasakan seolah-olah badan kamu semakin ringan.  Bahkan apabila air kolam sudah sampai kepala, maka kamu akan dapat terapung. Prinsip tersebut juga biasa digunakan agar kapal laut terapung di permukaan air.

Ketika suatu benda dimasukkan ke dalam air, ternyata beratnya seolah-olah berkurang. Peristiwa tersebut tentu bukan karena ada massa benda yang hllang, akan tetapi disebabkan oleh suatu gaya yang mendorong benda yang arahnya berlawanan dengan arah berat benda.

Seorang ahli fisika yang bernama Archimedes mempelajari hal ini dengan cara memasukkan dirinya ke dalam bak mandi. Ternyata dia merasakan beratnya menjadi lebih ringan ketika di dalam air. Gaya ini disebut dengan gaya apung (Fa). Gaya apung sama dengan berat benda di udara dikurangi dengan berat benda di dalam air.

Fa = wu – wa

dengan :

• Fa = gaya apung (N)
• wu = gaya berat benda di udara (N)
• wa = gaya berat benda di air (N)

Besarnya gaya apung tergantung pada banyaknya air yang didesak oleh benda. Semakin besar air yang didesak, maka semakin besar pula gaya apungnya. Hasil penemuan ini dikenal dengan Hukum Arcihemedes, yang menyatakan :

“jika suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, baik sebagian atau seluruhnya, maka benda akan mendapatkan gaya apung (gaya ke atas) yang besarnya sama dengan berat zat cair yang desak oleh benda tersebut.”

Secara matematis ditulis :

Fa = wf

Karena

wf = mf x g

dan

mf = ρf x V

maka

 wf = ρf x V x g

dengan :

• Fa = gaya apung (N)
• ρf = massa jenis za cair (kg/m3)
• V = volume air yang didesak atau volume benda yang tercelup (m3)
• g = percepatan gravitasi (m/s2)

Benda di dalam zat cair dapat berada pada tiga keadaan, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam.

• Benda mengapung, jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρb < ρa)
• Benda melayang, jika massa jenis benda sama besar dengan massa jenis zat cair (ρb = ρa)
• Benda tenggelam, jika massa jenis benda lebih besar daripada mass jenis zat cair (ρb > ρa)

Beberapa teknologi yang memanfaatkan prinsip hukum Archimedes adalah sebagai berikut.

a. Kapal selam

Kapal selam adalah kapal yang dapat bergerak dalam tiga keadaan, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam. Pada badan kapal selam, terdapat bagian yang dapat diisi udara dan air. Ketika kapal selam ingin terapung, maka bagian tersebut harus diisi udara.

Ketika akan melayang,  udaranya akan dikeluarkan dan disi air, sehingga mencapai keadaan melayang. Jika ingin tenggelam, maka airnya harus lebih diperbanyak lagi.

b.  Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Cara menggunakan hidrometer adalah dengan mencelupkannya pada zat cair yang akan diukur massa jenisnya, kemudian dilihat skala permukaan zat cair. Nilai yang tampak merupakan skala massa jenis dari zat cair tersebut.

c.  Jembatan ponton

Di pelabuhan, kamu dapat melihat jembatan yang terbuat dari drum-drum besar yang mengapung di atas air. Jembatan itu dinamakan jembatan ponton. Drum-drum tersebut biasanya terbuat dari besi dan didalamnya diisi dengan udara sehingga massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair.

d. Balon udara

Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Balon udara harus diisi dengan gas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara di atmosfer sehingga dapat terbang karena mendapatkan gaya ke atas.

2.  Hukum Pascal

Pernahkah kamu melihat mobil yang dicuci di tempat pencucian kendaraan? Mobil yang akan dicuci tersebut diangkat dengan menggunakan alat pengangkat yang dinamakan pompa hidrolik. Pompa hidrolik adalah salah satu alat yang bekerjanya menggunakan prinsip hukum Pascal.

Hukum Pascal menyatakan bahwa :

“Tekanan yang diberikan pada zat cair di ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata.”

Mengapa gaya yang lebih kecil dapat mengangkat gaya berat beban yang lebih besar? Pada pompa hidrolik, terdapat dua luas penampang yang berbeda, yaitu luas penampang kecil (A1) dan luas penampang besar (A).

Jika penampang dengan luas A1 diberi gaya dorong F1, maka akan dihasilkan tekanan P1.

Menurut hukum Pascal, tekanan P1 tersebut diteruskan ke segala arah dengan sama besar, termasuk ke luas penampang A2. Dengan demikian, pada penampang A akan muncul gaya angkat F2 dengan tekanan P2.

Secara matematis akan diperoleh persamaan pada dongkrak hidrolik sebagai berikut.

dengan :

P1 dan P2 = tekanan (N/m2)

F1 dan F2 = gaya yang diberikan (Newton)

A1 dan A2 = luas penampang (m2)

Contoh soal :

Sebuah alat pengangkat mobil menggunakan luas penampang pengisap kecil 10 cm2 dan pengisap besar 50 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan agar dapat mengangkat sebuah mobil dengan berat 20.000 N?

Pembahasan :

Diket : A1 = 10 cm2, A2 = 50 cm2, F2 = 20.000 N

Dit : F1 = … ?

Jawab :

F1 = (F2/A2) x A1

= 4.000 N

Jadi dapat disimpulkan bahwa dengan gaya 4.000 N dapat mengangkat sebuah mobil 20.000 N menggunakan konstruksi mesin pengangkat mobil tersebut.

SUMBER : https://prodiipa.wordpress.com/kelas-viii/tekanan-dalam-tubuhku/tekanan-pada-zat-cair/

https://heriantopendidikanipauny.wordpress.com/2015/03/29/tekanan-pada-zat-cair-dan-penerapannya/

https://www.amongguru.com/materi-lengkap-tekanan-zat-cair-dilengkapi-gambar-dan-contohnya/