Cara Menghitung Tekanan Pada Zat Padat

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

Pengertian Tekanan (Pressure)
Definisi tekanan yaitu besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda tiap satuan luas benda tersebut. Tekanan biasanya diberi simbol P (singkatan dari “pressure” dalam Bahasa Inggris). Tekanan mempunyai 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 sanggup 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 sanggup dihitung memakai rumus di atas.
P = 25 N / 2 m2 = 12,5 N/m2
Kaprikornus gaya yang bekerja pada benda tersebut yaitu 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
Kaprikornus gaya yang bekerja yaitu 30 N

Benda yang diletakkan di atas suatu permukaan mempunyai gaya berat, dalam hal ini, percepatannya yaitu 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 daerah 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
Kaprikornus gaya yang bekerja yaitu 15 N

Contoh Perhitungan Tekanan pada Benda Padat
Berikut beberapa teladan 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
Kaprikornus tekanan yang dialami benda tersebut yaitu 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
Kaprikornus tekanan yang diberikan benda tersebut yaitu 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
Kaprikornus tekanan yang diberikan benda tersebut yaitu 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 daerah 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
Kaprikornus tekanan yang diberikan benda tersebut yaitu 1.500 N/m2 atau 1.500 Pa

Contoh Soal 5
Soal: Diketahui sebuah balok kayu berbentuk kubus yang mempunyai panjang sisi 10 cm diletakkan di lantai. Jika tekanan yang diberikan benda pada lantai 1,2 kilopascal dan kecepatan gravitasi bumi di daerah 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
Kaprikornus massa balok kayu tersebut yaitu 1,2 kg.

Contoh Soal 6
Soal: Satu baskom air diletakkan di lantai dan menunjukkan tekanan sebesar 3 kPa pada lantai. Berapa luas permukaan bawah baskom kalau berat baskom 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
Kaprikornus luas permukaan bawah baskom tersebut yaitu 400 cm2

Sumber https://www.finansialku.com

Berlangganan Informasi Terbaru: