Kalau kamu mengingat kembali pelajaran Fisika yang sudah kamu dapat di sekolah, salah satu materi yang dipelajari adalah tentang tekanan. Ingatkah kamu apa saja faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan dalam Fisika?
Konsep tekanan yang sudah kamu pelajari di sekolah sebenarnya sangat lekat dengan kehidupan sehari-hari. Banyak contoh pekerjaan yang mengandalkan konsep ini dalam pelaksanaannya. Maka dari itu, memahami faktor yang berpengaruh terhadap besarnya tekanan dalam Fisika cukup penting untuk kamu lakukan. Simak ulasannya di sini!
Daftar ISI
Apa Itu Tekanan?
Pengertian tekanan di dalam Fisika adalah suatu kondisi atau keadaan saat benda memperoleh sebuah gaya. Namun, gaya tersebut terfokus pada suatu titik atau area dari benda tersebut.
Sederhananya, tekanan adalah gaya yang bekerja pada satuan luas permukaan dari benda tertentu. Agar kamu lebih mudah membayangkannya, coba kita pakai contoh yang simpel untuk menggambarkannya.
Misalnya, kamu sedang berjalan di atas lumpur. Saat kakimu menapak di lumpur itu, kakimu pasti menekan lumpur itu dan di lumpur itu akan membentuk jejak sepatu saat kamu mengangkat kakimu. Nah, jejak sepatu yang kamu tinggalkan itu adalah tekanan yang diterima oleh lumpur tersebut.
Jenis-Jenis Tekanan
Kamu mungkin lebih mudah membayangkan jika tekanan berasal dari benda padat. Namun kenyataannya, tekanan juga bisa berasal dari zat cair ataupun zat gas.
Jika kita membahas tekanan dari zat cair atau gas, sebenarnya faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan dalam Fisika masih mirip-mirip. Namun, perlu adanya beberapa pendekatan, agar kamu dapat memahami prinsip tekanan zat cair dan zat gas secara utuh. Maka dari itu, yuk kita pelajari lebih mendalam jenis-jenis tekanan!
1. Tekanan Zat Padat
Contoh yang sudah kita bahas sebelumnya adalah bagian dari tekanan zat padat. Semua benda atau zat padat punya panjang dan lebar yang bisa kamu ukur. Lalu, kamu juga sudah paham bahwa selain gaya tekan, luas permukaan tekan juga punya pengaruh terhadap besarnya tekanan.
Coba kita pakai contoh kaki yang sedang menapak di atas lumpur lagi. Dari kasus tersebut, bisa kita pahami besarnya tekanan dipengaruhi oleh gaya dan luas permukaan. Sehingga, besarnya tekanan pada suatu luas permukaan benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
P = F/A
Keterangan:
P = tekanan (pascal)
F = gaya (newton/N)
A = luas permukaan (m2)
Misalnya, kamu memberikan gaya sebesar 20 N pada benda yang mempunyai luas alas 100 cm2. Berapakah tekanannya?
A= 100 cm2= 100 x 10-⁴ m²= 0,01 m2
F= 20
P = F/A= 20 N/0,01 m2= 2.000 N/m2 atau 2.000 pascal
2. Tekanan Zat Cair
Tekanan zat cair juga bisa kamu sebut sebagai tekanan hidrostatis. Pernah dengar istilah ini? Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang berasal dari gaya yang muncul dari zat cair terhadap luas bidang tekan.
Nah, faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan dalam Fisika pada zat cair ini adalah kedalaman, percepatan gravitasi, dan massa jenisnya. Semakin besar kedalaman air, percepatan gravitasi, dan massa jenisnya, semakin tinggi juga tekanannya. Jika kita gambarkan dengan rumus, maka rumusnya akan seperti ini:
P = ⍴.g.h
Keterangan:
Ph = tekanan hidrostatis (N/m3) atau (Pascal/Pa)
⍴ (rho) = massa jenis zat (kg/m3), air punya nilai massa jenis sebesar 1 kg/m3
g = percepatan gravitasi (m/s2), percepatan gravitasi di bumi adalah 9,8m/s2
h = kedalaman air
Contoh soalnya bisa kamu lihat di gambar berikut ini:
Inilah alasan mengapa manusia sangat sulit untuk menjamah dan meneliti samudra yang dalamnya bisa mencapai ribuan meter. Karena diperlukan kendaraan khusus yang bisa menahan tekanan yang sangat besar di bawah permukaan air.
Oleh sebab hal inilah, mengapa kamu tidak bisa menyelam ke dalam air terlalu dalam dan harus menggunakan alat selam khusus. Karena, jika kamu menyelam tanpa alat bantu selam, kamu akan merasakan beberapa efek, seperti sesak dan merusak gendang telinga.
3. Tekanan Zat Gas
Pernahkah kamu bertanya mengapa bumi memiliki beberapa jenis gas, termasuk oksigen yang kita hirup setiap saat? Hal ini bisa kamu jawab menggunakan prinsip tekanan.
Bumi sanggup menahan sejumlah jenis gas agar tidak kabur ke luar angkasa, karena memiliki gaya gravitasi. Gaya gravitasi inilah yang menyebabkan molekul udara punya berat dan menekan udara ke bawah, sehingga tidak lepas ke luar angkasa.
Berat molekul ini juga menimbulkan gaya di permukaan bumi. Nah, inilah yang sering kita sebut sebagai tekanan atmosfer atau tekanan udara.
Konsepnya, tekanan atmosfer adalah besarnya berat udara yang ada di atas permukaan bumi tergantung pada level atmosfernya. Mudahnya, semakin tinggi suatu tempat, semakin tinggi level atmosfernya.
Kita bisa merumuskannya dengan rumus seperti ini:
Ph = Pu – h/100
Ph = tekanan udara di ketinggian h (cmHg)
Pu = tekanan udara di permukaan air laut (cmHg) = 76 cmHg / 1 atm (atmosfer)
h = ketinggian tempatContoh soal dan pembahasannya bisa kamu perhatikan di gambar ini:
Nah, level atmosfer ini berbanding terbalik dengan tekanan. Semakin tinggi level atmosfernya (sekaligus semakin tinggi tempatnya), maka tekanan udaranya akan semakin rendah. Inilah alasan mengapa tekanan udara di permukaan rendah seperti pesisir lebih tinggi daripada di gunung.
Faktor yang Mempengaruhi Besarnya Tekanan dalam Fisika
Kalau kamu melihat rumus tekanan secara saksama, kamu bisa menyadari kalau secara umum, konsep tekanan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu gaya dari benda yang menekan dan luas permukaan yang terkena gaya atau luas permukaan tekan. Nah, sekarang kita akan bahas kedua hal itu lebih rinci lagi di sini.
1. Gaya
Gaya adalah salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan dalam Fisika yang suatu benda terima. Secara rinci, gaya yang dimaksud di sini adalah gaya tekan. Konsepnya adalah semakin besar gaya tekan yang mengenai suatu permukaan benda, maka tekanan yang benda tersebut terima juga semakin besar.
Coba kita menggunakan contoh yang berhubungan dengan pekerjaan sehari-hari. Misalnya kamu sedang memaku dinding. Agar paku menancap dengan kuat di dinding, kamu harus memalu paku tersebut dengan gaya yang kuat, bukan?
Bayangkan saja jika kamu memalu paku tersebut dengan pelan. Justru yang akan terjadi, yaitu paku tidak akan menancap dengan kuat atau bahkan akan mudah lepas kembali.
Gaya dapat dipengaruhi oleh banyak hal, seperti massa, percepatan gravitasi, jarak dengan permukaan laut (kedalaman ataupun ketinggian), dan/atau massa jenis.
2. Luas Permukaan
Selain gaya tekan, luas permukaan tekan juga merupakan faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan dalam Fisika. Prinsipnya adalah semakin besar luas permukaannya, makin kecil tekanan yang suatu benda terima.
Salah satu contoh yang bisa kamu lihat di dunia nyata terkait hal ini adalah prinsip kerja pisau. Tahukah kamu mengapa pisau yang tajam lebih mampu memotong benda daripada pisau yang tumpul?
Hal tersebut tidak lepas dari prinsip luas permukaan di tekanan. Pisau yang tajam punya luas permukaan yang lebih kecil, sehingga dapat memberikan tekanan yang lebih besar pada benda yang dipotongnya.
Sebaliknya, pisau yang tumpul justru punya permukaan yang lebih luas. Sehingga, tidak mengherankan kalau kamu kesulitan memotong sesuatu dengan pisau yang tumpul, bukan?
Sudah Paham dengan Materi Tekanan?
Setelah kita membahas apa saja faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan dalam Fisika, diharapkan kamu punya pemahaman yang lebih mantap terkait konsep tekanan di kehidupan sehari-hari.
Karena, jika kamu memahami teori ini, tentunya akan mempermudah kamu dalam melakukan pekerjaan. Sebab, kamu bisa mengetahui berapa gaya dan luas permukaan yang tepat terhadap benda untuk memberikan tekanan yang maksimal. Bila ingin mempermudah dalam perhitungannya, kamu dapat menggunakan alat pengukur tekanan.
