Tekanan zat Padat

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda tiap satuan luas bidang tekan.

Besar tekanan dapat ditulis dalam bentuk rumus berikut.

P=F/A

Keterangan:

P = tekanan (N/m2)

F = gaya tekan (N)

A = luas bidang tekan (m2)

Dalam SI satuan tekanan adalah pascal (Pa) atau N/m2.

Semakin besar gaya tekan, semakin besar tekanannya. Semakin luas bidang tekan, semakin kecil tekannya.

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa:

1. Makin besar gaya tekan yang diberikan, makin kecil tekanan yang dihasiilkan
2. Makin kecil luas permukaan bidang tekan, makin besar tekanan yang dihasilkan.

Contoh menghitung besarnya tekanan, luas bidang tekan dan gaya yang bekerja pada benda:

Indah kalalo memiliki massa 50 kg pergi ke pasar dengan menggunakan sepatu hak lancip, jika tekanan yang indah berikan pada lantai 1500 N/m2, hitunglah berapa luas permukaan sepatu indah….!! (g = 10 m/s2 )

Jawab:

Pada penjelasan di awal, diberikan beberapa contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini diberikan contoh lain penerapan konsep tekanan.

1. Kapak

Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukang kayu dalam memotong atau membelah kayu. Orang yang memotong kayu dengan kapak yang tajam akan lebih sedikit mengeluarkan tenaganya daripada jika ia menggunakan kapak yang tumpul dengan gaya yang sama. Jadi, kapak yang baik adalah kapak yang mempunyai luas permukaan bidang yang kecil. Dalam bahasa sehari-hari luas permukaan kapak yang kecil disebut tajam.

2. Sirip Ikan

Sirip ikan yang lebar memungkinkan ikan bergerak dalam air karena memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip ini memberikan tekanan yang besar ke air ketika sirip tersebut digerakkan. Akibatnya, ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya.

3. Sepatu Salju

Orang-orang yang hidup di daerah bersalju secara langsung atau tidak telah memanfaatkan konsep tekanan. Mereka membuat sepatu salju yang luas alasnya besar sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada salju. Hal ini mempermudah mereka berjalan di atas salju.

Tekanan pada Zat Padat

Tekanan  pada  zat  padat  merupakan  ilustrasi  yang nyata  untuk  dapat  memahami  pengertian  tekanan.  Coba sejenak kalian amati bentuk-bentuk gigi dibawah ini.

Jika kalian amati lebih lanjut bentuk-bentuk gigi tersebut,  kalian  akan  melihat  bahwa kedalaman bekas gigitan antara gigi geraham, gigi taring dan gigi seri yang memiliki  ukuran  relatif  sama,  akan  berbeda.  Kedalaman bekas gigitan yang ditimbulkan menunjukkan adanya tekanan yang diberikan oleh berat ketiga macam gigi ini terhadap buah apel yang dimakannya. Lalu, mengapa kedalaman bekas gigitan antara gigi geraham, gigi taring dan gigi seri yang  ukurannya  relatif  sama  memiliki  kedalaman yang berbeda? Untuk menjawab hal ini, coba kalian amati video berikut ini:

Kemudian kerjakan LKPD Tekanan pada Gigi

Permukaan  gigi geraham bentuknya agak membesar pada bagian atas dengan permukaan brgelombang dan lebih lebar karena  berfungsi  untuk  mengunyah makanan sehingga tekanan yang digunakan lebih kecil,  gigi seri  bentuknya menyerupai pahat dan lebih sempit dibanding gigi geraham karena  berfungsi  untuk  memotong makanan sehingga tekanan yang digunakan lebih besar dibandingkan gigi geraham, sedangkan gigi taring bentuknya runcing dan lebih sempit dibanding gigi seri karena  berfungsi  untuk  merobek makanan sehingga tekanan yang digunakan lebih besar dibandingkan gigi seri. Jika kita bandingkan, maka dapat dikatakan bahwa gigi geraham memiliki luas permukaan yang lebih besar dari gigi seri dan gigi taring. Hal inilah yang menyebabkan kedalaman gigitan gigi itu berbeda. Selain  tekanan,  uraian  di  atas  menyebutkan  besaran lain, yaitu luas permukaan dan berat. Dari dua besaran inilah kita dapat membuat definisi tentang tekanan yang tentunya sesuai dengan ilustrasi di atas.

Tekanan didefinisikan sebagai besarnya gaya per satuan luas permukaan tempat gaya itu bekerja.  Tekanan  merupakan  besaran  skalar  karena  tidak memiliki arah tertentu. Tekanan dinotasikan dengan huruf P. Definisi tekanan ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

dengan:     P  =  tekanan (N/m2 atau Pascal)
F   =  gaya (N)
A  =  luas permukaan (m2)
m = massa benda (kg)
g  = percepatan gravitasi (m/s2) (g=10 m/s2)

Tekanan adalah besarnya gaya per satuan luas permukaan tempat gaya itu bekerja. Definisi ini pertama kali ditemukan oleh Blaise Pascal.  Untuk  menghargainya,  satuan  tekanan  dalam  sistem internasional, yaitu N/m2 disebut juga Pascal.
Dari rumusan tersebut, dapat diketahui bahwa:
1.    Makin besar gaya tekan yang diberikan, makin besar tekanan yang dihasilkan.
2.    Makin kecil luas permukaan bidang tekan, makin besar tekanan yang dihasilkan.

Prinsip tekanan pada zat padat yang lain banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari,  misalnya  pada  sepatu  sepak  bola.  Sol sepatu sepak bola dibuat tidak rata (berupa tonjolan-tonjolan) untuk memperbesar gaya tekan terhadap tanah. Semakin besar gaya tekan  yang  kita  berikan  pada  tanah,  membuat  kita semakin kokoh berdiri dan berlari dengan lebih cepat, bahkan saat hujan.

Cara Menghitung Tekanan pada Zat Padat

By UkuranDanSatuan.Com On Maret 8, 2017 In Perhitungan 1 Komentar

Kita sering mendengar kata tekanan. Jika kita mendorong suatu benda dapat dikatakan bahwa kita memberikan tekanan pada benda tersebut. Demikian juga, jika kita menginjak suatu benda maka kita memberikan tekanan pada benda yang kita injak. Kali ini kita akan membahas tentang pengertian tekanan dan cara menghitung besarnya tekanan pada zat padat disertai dengan beberapa contoh perhitungan

Pengertian Tekanan (Pressure)
Definisi tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda tiap satuan luas benda tersebut. Tekanan biasanya diberi simbol P (singkatan dari “pressure” dalam Bahasa Inggris). Tekanan memiliki satuan dasar newton per meter persegi (N/m2)  atau Pascal (Pa). 1 N/m2= 1 Pa. Satuan tekanan lainnya adalan atmosfir (atm), psi, dan mmHg.

Rumus Menghitung Tekanan pada Zat Padat
Berdasarkan defnisi di atas maka tekanan dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

Tekanan = Gaya / Luas

Jika tekanan (pressure) diberi simbol P, Gaya (force) diberi simbol F, dan luas (area) diberi simbol A, maka rumus tekanan pada zat padat adalah:
Misalkan sebuah benda diberi gaya sebesar 25 newton pada area seluas 2 m2 maka tekanan yang dialami benda tersebut dapat dihitung menggunakan rumus di atas.
P = 25 N / 2 m2 = 12,5 N/m2
Jadi gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah 12,5 N/m2

Rumus Menghitung Gaya yang Bekerja pada Sebuah Benda
Gaya yang berkerja pada suatu benda didefinisikan sebagai massa dikalikan percepatan. Jika massa (mass) benda diberi simbol m, dan percepatan (acceleration) diberi simbol a, maka rumus gaya adalah:

F = m.a

Misalkan sebuah benda dengan massa 4 kg dengan percepatan 7,5 m/s2, maka gaya yang bekerja adalah:
F = 4 kg x 7,5 m/s2 = 30 kg.m/s2 = 30 N
Jadi gaya yang bekerja adalah 30 N

Benda yang diletakkan di atas suatu permukaan memiliki gaya berat, dalam hal ini, percepatannya adalah percepatan gravitasi bumi yang diberi simbol g. Sehingga gaya berat sering ditulis sebagai:

F = m.g

Misalkan sebuah benda 1,5 kg diletakkan di atas lantai dan percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2 maka gaya yang diberikan oleh benda tersebut pada lantai adalah:
F = 1,5 kg x 10 m/s2 = 15 kg.m/s2 = 15 N
Jadi gaya yang bekerja adalah 15 N

Contoh Perhitungan Tekanan pada Benda Padat
Berikut beberapa contoh perhitungan tekanan pada benda padat dalam bentuk soal dan penyelesaian.

Contoh Soal 1
Soal: Berapa tekanan yang dialami benda yang dikenakan gaya 120 N pada bidang seluas 1,5 m2 ?
Jawab:
Gaya, F = 120 N
Luas, A = 1,5 m2
P = F/A
P = 120/1,5 = 80 N/m2
Jadi tekanan yang dialami benda tersebut adalah 80 N/m2 atau 80 Pa

Contoh Soal 2
Soal: Gaya sebesar 4,4 N bekerja pada permukaan suatu benda seluas 1.000 cm2. Hitunglah tekanan yang diberikan pada benda tersebut.
Jawab:
Gaya, F = 4,4 N
Luas, A = 1.000 cm2 = 1.000/10.000 m2 = 0,1 m2
P = F/A
P = 4,4/0,1 = 44 N/m2
Jadi tekanan yang diberikan benda tersebut adalah 44 N/m2 atau 44 Pa

Contoh Soal 3
Soal: Hitunglah tekanan dari sebuah benda 2,5 kg dengan percepatan 8 m/s2 yang bekerja pada permukaan seluas 0,2 m2 !
Jawab:
Massa, m = 2,5 kg
Percepatan, a = 8 m/s2
Luas, A = 0,2 m2
Langkah 1: hitung gaya (F)
F = m.a
F = 2,5 x 8 = 20 N
Langkah 2: hitung tekanan (P) 
P = F/A
P = 20/0,2 = 100 N/m2
Jadi tekanan yang diberikan benda tersebut adalah 100 N/m2 atau 100 Pa

Contoh Soal 4
Soal: Sepotong balok kayu berbentuk kubus yang panjang sisinya 20 cm diletakkan di lantai. Jika massa balok kayu 6 kg dan kecepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, hitunglah tekanan yang dialami lantai tersebut !
Jawab:
Massa, m = 6 kg
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Luas permukan kubus, A = 20 cm x 20 cm = 400 cm2 = 0,04 m2
Langkah 1: hitung gaya (F)
F = m.g
F = 6 x10 = 60 N
Langkah 2: hitung tekanan (P) 
P = F/A
P = 60/0,04 = 1.500 N/m2
Jadi tekanan yang diberikan benda tersebut adalah 1.500 N/m2 atau 1.500 Pa

Contoh Soal 5
Soal: Diketahui sebuah balok kayu berbentuk kubus yang memiliki panjang sisi 10 cm diletakkan di lantai. Jika tekanan yang diberikan benda pada lantai 1,2 kilopascal dan kecepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, berapa massa balok kayu tersebut ?
Jawab:
Luas permukan kubus, A = 10 cm x 10 cm = 100 cm2= 0,01 m2
Tekanan, P =1,2 kPa = 1.200 pascal = 1.200 N/m2
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Langkah 1: hitung gaya (F)
P = F/A
1.200 = F/0,01
F = 1.200 x 0,01 = 12 N
Langkah 2: hitung luas (A)
F = m.g
12 = m x 10
m = 12/10 = 1,2 kg
Jadi massa balok kayu tersebut adalah 1,2 kg.

Contoh Soal 6
Soal: Satu ember air diletakkan di lantai dan memberikan tekanan sebesar 3 kPa pada lantai. Berapa luas permukaan bawah ember jika berat ember beserta air 12 kg dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 ?
Jawab:
Tekanan, P = 3 kPa = 3.000 pascal = 3.000 N/m2
Massa, m = 12 kg
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Langkah 1: hitung gaya (F)
F = m.g
F = 12 x10 = 120 N
Langkah 2: hitung luas (A)
P = F/A
3.000 = 120/A
A = 120/3.000 = 0,04 m2 = 0,04 x 10.000 cm2 = 400 cm2
Jadi luas permukaan bawah ember tersebut adalah 400 cm2

ekanan Zat Padat

08.19

Apa yang ada dibenakmu saat mendengar kata tekanan ? sebelum belajar tekanan masih ingatkah ada berapa jenis zat ? yupz, dalam fisika zat dibedakan menjadi zat paat, zat cair dan zat gas. Begitupun dengan tekanan. Dalam fisika kita akan belajar tekanan pada zat padat, tekanan pada zat cair dan tekanan pada zat gas. Dalam pembahasan kali ini hanya akan diuraikan tentang tekanan pada zat padat.

Rumus tekanan zat padat
Dalam fisika tekanan diartikan sebagai banyaknya gaya yang bekerja pada setiap bidang luas. Tekanan dirumuskan :
P = F/A
Dimana :
P = tekanan (Pa / atau N/m2)
F = gaya (N)
A = luas permukaan (m2)

Dari persamaan di atas terlihat bahwa tekanan sebanding dengan gaya yang diberikan dan berbanding terbalik dengan luas permukaan. Semakin besar gaya yang bekerja maka tekanan juga akan semakin besar tetapi semakin besar luas permukaan maka tekanan akan semakin kecil.

Jika ada ayam dan itik berjalan bersama di atas lumpur, dengan menganggap gaya ayam dan itik besarnya sama. Jika kita amati maka
bekas kaki

ayam lebih dalam daripada bekas kaki itik ? hal ini karena luas permukaan kaki ayam lebih kecil daripada luas permukaan kaki itik sehingga tekanan kaki ayam lebih bear dari tekanan kaki itik. Begitupun dengan bekas kaki yang menggunakan sepatu hak tinggi akan lebih dalam jika dibandingkan dengan sepatuyang alasnya datar, jika keduanya berjalan di atas lumpur dengan gaya yang sama.

Aplikasi tekanan dalam kehidupan sehari-hari :
1. Jarum dan paku di buat runcing pada bagian ujungnya
2. Mata kapak maupun mata pisau dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga mudah digunakan saat membelah atau memotong. Orang yang memotong daging menggunakan ujung pisau yang tumpul akan lebih banyak mengeluarakan tenaga jika dibandingkan memotong dengan menggunakan ujung pisau yang tajam dengan gaya yang sama.
3. Sirip ikan yang lebar memudahkan ikan bergerak dalam air. Sirip yang lebar mengakibatkan tekanan yang diberikan air tehadap sirip ikan besar sebagai reaksinya ikan mendapat gaya dorong air.
4. Alas sepatu salju dibuat lebar pada bagian alasnya. Hal ini bertujuan untuk memperkecil tekanan ketika berjalan di atas salju.

Contoh soal tekanan zat padat :
1. Chacha memakai sepatu hak lancip, jika massa chacha 30 kg dan tekanan yang diberikan chacha pada lantai 1500 N/m2. Hitung luas permukaan sepatu chacha !
Diketahui :
m : 30 kg
F = mg = 30(10) = 300 N
P = 1500 N/m2
Ditanya :
A . . . ?
Jawab :
P = F/A
1500 = 300/A
A = 1/5 m2

SUMBER : https://sumadewiblog.wordpress.com/tekanan/tekanan-zat-padat/

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

http://www.informasi-pendidikan.com/2014/12/tekanan-zat-padat.html

http://ukurandansatuan.com/cara-menghitung-tekanan-pada-zat-padat.html/