Ringkasan Materi Tentang Tekanan Zat IPA SMP

 Suatu hari, Givta sedang membantu Ibu memotong buah apel. Givta hanya bisa memotong setengah bagian. Sedangkan Ibu berhasil memotong apel hingga terbelah menjadi dua. Kenapa pisau bisa memotong apel?

Apel bisa terpotong karena adanya tekanan dari pisau. Ujung pisau dibuat runcing agar luas permukaannya kecil. Dengan begitu, tekanannya menjadi lebih besar. Jika tekanan besar, apel akan lebih mudah terpotong.

Kenapa hasilnya berbeda antara Cita dan Ibu, ya? Ibu memberikan gaya yang lebih besar daripada Cita, sehingga tekanan pisau Ibu menjadi lebih besar.

Kesimpulannya, tekanan pada zat padat berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan. Jika gaya besar, maka tekanan juga besar. Sebaliknya, jika luas permukaan besar, tekanan justru kecil.

Karena itu, tekanan dirumuskan P=F/A. 

Tekanan Zat Padat, Zat Cair, dan Zat Gas

Tekanan bukan hanya ada pada zat padat, zat cair juga memiliki tekanan yang disebut dengan tekanan hidrostatis.

Jika sedang menyelam, semakin dalam airnya, maka tekanannya akan semakin besar. Selain kedalaman air, tekanan hidrostatis juga sebanding dengan massa jenis zat cair.

Air laut memiliki massa jenis yang lebih besar daripada air tawar. Karena itu, di kedalaman yang sama, tekanan air di dalam laut akan lebih besar.

Tekanan hidrostatis dirumuskan dengan massa jenis dikali percepatan gravitasi dikali kedalaman air.  Suatu benda yang dicelupkan ke dalam air, akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Hukum Archimedes

Hal ini sesuai dengan Hukum Archimedes. Rumus gaya angkat atau Fa (dibaca ‘ef’ ‘a’) adalah massa jenis dikali percepatan gravitasi, dikali volume benda yang tercelup.

Fa = p.g.V

Ada 3 kondisi benda ketika berada di dalam air, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam.

• Benda akan mengapung, jika gaya angkat air lebih besar daripada berat benda.
• Benda akan melayang jika gaya angkat air sama dengan berat benda.
• Dan benda akan tenggelam jika gaya angkat air lebih kecil daripada berat benda.

Bagaimana kapal yang besar bisa mengapung di air? Kapal memiliki bagian lambung kapal yang berisi udara. Ukuran lambung kapal yang besar menyebabkan volume zat cair yang dipindahkan juga besar, sehingga gaya angkat air terhadap kapal menjadi besar.

Selain itu, karena lambung kapal berisi udara, berat kapal menjadi lebih ringan. Karena itu, kapal bisa mengapung. Bagaimana dengan kapal selam?

Kapal selam memiliki tangki pemberat yang dapat diisi dengan air atau dikosongkan. Saat kapal ingin masuk ke dalam air, tangki tersebut diisi dengan air sehingga kapal menjadi lebih berat. 

Sebaliknya, saat kapal ingin naik ke permukaan, tangki dikosongkan lagi sehingga kapal menjadi lebih ringan dan bisa mengapung kembali.

Hukum Pascal

Dalam wadah yang tertutup, tekanan zat cair akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Hal ini sesuai dengan hukum Pascal.

P1 = P2

F1/A1 = F2/A2

Berat mobil yang bisa mencapai 10.000 N tentu sangat berat untuk diangkat. Untuk memperkecil gaya yang dibutuhkan, maka digunakan mesin hidrolik seperti ini. Jika kita memberikan gaya dorong pada bidang 1, maka akan dihasilkan tekanan sebesar P pada zat cair.

Tekanan tersebut akan diteruskan sampai bidang 2 dengan besar yang sama. Karena luas bidang 2 lebih besar, maka gaya dorong ke atas yang dihasilkan untuk mengangkat mobil menjadi berkali-kali lipat.

Gas juga memiliki tekanan. Contohnya saat kamu meniup balon, gas yang kamu tiupkan akan menekan balon sehingga balon dapat mengembang. 

Di sekitar kita, juga banyak terdapat gas yang disebut dengan udara atau atmosfer. Pada wilayah yang tinggi seperti pegunungan, tekanan udaranya justru akan lebih kecil.

Hukum Boyle

Bagaimana dengan tekanan gas pada ruang yang tertutup? Menurut Hukum Boyle, tekanan gas pada ruang tertutup berbanding terbalik dengan volume, asalkan suhunya tetap.Hasil kali tekanan dan volume gas juga tetap atau konstan.

P1.V1 = P2.V2

Penerapan Hukum Boyle dapat kita lihat pada alat pompa. Saat kita mendorong pompa ke bawah, volume gas mengecil sehingga tekanannya menjadi lebih tinggi.

Karena tekanan tinggi, gas dalam pompa bisa masuk ke dalam ban. Sebaliknya, saat pompa ditarik ke atas, volume gas membesar sehingga tekanannya menjadi lebih rendah.

Wah, sekarang sudah makin paham ya, apa yang dimaksud dengan tekanan. Dengan mempelajari tekanan pada berbagai zat, kita dapat merancang alat yang mempermudah pekerjaan kita, misalnya pisau yang dibuat runcing, kapal yang bisa menyelam dan mengapung, atau alat pompa untuk ban.