.webp)
Rumus tekanan adalah salah satu hal yang dipelajari dalam pelajaran fisika. Alasan mengapa tekanan ini dipelajari dalam pelajaran fisik adalah karena kita bisa menemukan berbagai fenomena tekanan dalam kehidupan sehari-hari.
Contoh paling sederhananya adalah ketika kita dalam posisi berdiri. Saat itu, telapak kaki kita sebenarnya sedang memberikan tekanan pada permukaan tanah.
Nah, di dalam artikel ini, kita akan belajar tentang rumus tekanan beserta satuan, jenis, dan contoh soalnya. Untuk bisa menguasai rumus tekanan, mari simak pembahasannya di bawah ini!
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Apa itu Tekanan?
Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja dalam setiap satuan luas permukaan atau bidang tekan. Tekanan dapat timbul karena adanya gaya tekan yang bekerja pada benda per satuan luas permukaan dengan arah yang tegak lurus dengan permukaan tersebut.
Dilansir dari laporan akhir berjudul Rancang Bangun Alat Ukur Differential Pressure Menggunakan Sensor MPX5500DP oleh Nur Aly Shobach, satuan dari tekanan identik dengan satuan tegangan (stress).
Suatu tekanan sangat bergantung pada besarnya gaya yang diberikan. Tekanan yang dihasilkan akan semakin besar ketiga gaya yang diberikan pu semakin besar, maka tekanan berbanding lurus dengan gaya.
Rumus Tekanan
Tekanan adalah suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Secara matematis, tekanan dapat dihitung dan dinyatakan ke dalam sebuah rumus.
Dikutip dari buku Kumpulan Rumus Biologi Fisika SMP oleh Maria Elisabeth, rumus tekanan dinyatakan sebagai berikut:
p = F/A
Keterangan:
- p = tekanan (N/m2 atau Pa)
- F = Gaya tekan (N)
- A = Luas permukaan (m²)
Rumus tekanan jika diketahui massa bendanya:
p = m.g/A
Keterangan:
- m = Massa benda (kg)
- g = percepatan gravitasi (m/s²)
- A = Luas permukaan (m²)
Satuan dan Simbol Tekanan
Setiap rumus dalam fisika memiliki satuan dan simbolnya masing-masing, termasuk juga dengan rumus tekanan. Satuan dalam fisika berfungsi dalam memudahkan proses pengukuran.
Satuan internasional untuk tekanan adalah Newton per meter kuadrat atau N/m². Sementara itu, besaran tekanan memiliki simbol huruf p yang berarti pressure.
Selain Newton per meter kuadrat atau N/m², tekanan juga memiliki satuan ukur yang lainnya. Satuan ukur tekanan adalah Pascal (Pa), yang diambil dari seorang ilmuwan fisika dari Prancis, yaitu Blaise Pascal.
Rumus Tekanan Berdasarkan Jenis-jenisnya
Tekanan terbagi menjadi tiga jenis yang mengacu pada jenis zat, yaitu padat, cair, dan gas. Dikutip dari Buku Pintar Pelajaran: Ringkasan Materi Dan Kumpulan Rumus Lengkap, berikut adalah rumus tekanan berdasarkan jenisnya.
1. Tekanan Zat Padat
Tekanan terhadap zat padat adalah gaya yang bekerja pada satuan luas bidang tekan padat. Semakin luas alat dari bidang tekannya, maka akan semakin kecil tekanan yang diberikan.
Berikut adalah rumus tekanan zat padat:
p = F/A
Keterangan:
- p = tekanan (N/m2 atau Pa)
- F = Gaya tekan (N)
- A = Luas permukaan (m²)
2. Tekanan Zat Cair
Rumus tekanan pada zat cair dipengaruhi oleh kedalaman dari suatu benda. Tekanan akan dipengaruhi oleh daya pancar yang keluar dari tabung berlubang yang diisi oleh zat cair.
Jika benda semakin dalam,maka tekanan zat cair akan semakin besar. Tekanan terhadap zat cair yang diam sendiri disebut dengan tekanan hidrostatis.
Berikut adalah rumus tekanan zat cair:
Ph = ρ.g.h atau Ph = S.h
Keterangan:
- ph = tekanan hidrostatis (N/m² atau Pa)
- ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
- g= percepatan gravitasi (m/s²)
- h= kedalaman zat cair (m)
- S = berat jenis zat cair (N/m³)
3. Tekanan Zat Gas
Tekanan pada zat gas akan dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Karena hal ini, tekanan udara di setiap tempat bisa berbeda-beda.
Berikut ini rumus hubungan antara tekanan udara dan ketinggian tempat:
- Tekanan Udara = 76 cmHg - (Ketinggian/100 meter)
- Tekanan Udara = 760 mmHg - (Ketinggian/10 meter)
Sementara itu, gas yang ada di dalam ruangan tertutup akan menggunakan Hukum Boyle. Adapun Hukum Boyle dinyatakan sebagai berikut:
- Gas konstan: p . V atau p1. V1 = p2 . V2
- Gas campuran: Pcampuran = (p1. V1) - (p2 . V2)/(V1 + V2)
Satuan tekanan gas dinyatakan dengan atmosfer (atm), yaitu
1 atm = 10⁵ Pa atau 1 atm = 76 cmHg.
Keterangan:
- P1 = tekanan awal (atm)
- V1 = volume awal (m³)
- P2 = tekanan akhir (atm)
- V2 = volume akhir (m³)
Contoh Soal
Supaya kamu lebih menguasai rumus tekanan, sebaiknya kamu juga belajar dari berbagai contoh soal. Dilansir dari buku Bahas Tuntas 1001 Soal Fisika SMP Kelas VII, VIII, IX oleh Alif Alfatah, berikut adalah beberapa contoh soal rumus tekanan.
1. Sebuah kubus kayu yang sisinya 20 cm terletak di atas lantai. Jika berat kubus 18 N, besar tekanan kubus terhadap lantai adalah...
Diketahui:
s = 20 cm
F (gaya berat) = 18 N
Ditanyakan: P?
Jawab:
A (luas alas kubus) = s² = 400 cm² = 0,04 m²
Tekanan kubus dapat dihitung sebagai berikut:
p = F/A
p = 18 N/0,04 m²
p = 450 N/m²
2. Sebuah bak diisi penuh oleh air. Jika massa jenis air 1 g/cm³ dan percepatan gravitasinya 10 m/s², kedalaman permukaan air ke titik A adalah 80 cm, tekanan hidrostatis di titik A adalah...
Diketahui:
ρ = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 80 cm = 0.8 m
Ditanya: P?
Jawab:
P = ρ.g.h
P = 1000 kg/m³. 10 m/s² . 0.8 m
P = 8.000 Pa
3. Alat pengangkat hidrolik, masing-masing dengan luas A1 = 10 cm² dan A2 = 2500 cm². Berat mobil yang akan diangkat 25.000 N, besar gaya F yang harus diberikan pada pengisap kecil adalah ...
Diketahui:
w = F2 = 25.000 N
A1 = 10 cm²
A2 = 2500 cm²
Ditanyakan: F1 (gaya pada pengisap kecil)?
Jawab:
Jika menggunakan formulasi Hukum Pascal, untuk mempermudah perhitungan, satuan pada luas pengisap tidak perlu diubah ke m², karena hasilnya akan sama.
Hukum pascal = F1/A1 = F2/A2
F1 = A1.F2/A2
F1 = 10 cm² . 25.000 N/2.00 cm²
F1 = 100 N
4. Ketinggian suatu kota 500 meter di atas permukaan laut. Berapakah tekanan udara di kota tersebut?
Jawab:
Tekanan udara = 76 cmHg - Ketinggian/100m
Tekanan udara = 76 cmHg - 500/100
Tekanan udara = 76 cmHg - 5
Tekanan udara = 71 mmHg
Nah, itulah dia pembahasan mengenai rumus tekanan pada benda padat, cair, dan gas. Semoga pembahasan kali ini bisa membantumu untuk lebih memahami soal tentang tekanan.
(khq/fds)
