Showing Page:
1/7
Modul 1
Tekanan
A. Tekanan pada Zat Padat
Tekanan pada zat padat didefinisikan sebagai besarnya gaya yang bekerja persatuan luas. Secara matematis
dirumuskan sebagai berikut.
dengan:
= temakan (N/m
2
)
= gaya (N)
= luas (m
2
)
B. Tekanann pada Zat Cair
Tekanan pada suatu titik di dalam zat cair dipengaruhi oleh tinggi kolom zat cair di atas titik tersebut.
Tekanan pada zat cair dirumuskan sebagai berikut.

dengan:
= tekanan hidrostatis (N/m
2
atau Pascal)
= massa jensi zat cair (kg/m
3
)
= percepatan gravitasi (di bumi 9,8 m/s
2
atau 10 m/s
2
)
= tinggi zat cair di atas titik yang diukur (m)
C. Hukum Pascal
Hukum Pascal berbunyi sebagai berikut.
Apabila tekanan diberikan pada satu bagian zat cair maka tekanan tersebut akan diteruskan oleh zat cair ke
segala arah dengan sama besar.
Penerapan hukum Pascal banyak digunakan pada bidang automotif, misalnya pompa hidrolik atau dongkrak
hidrolik. Perhatikan gambar berikut.
A
B
h
A
h
B
A
B
C
A
B
C
P = 4 satuan
A
B
C
5 satuan
6 satuan
7 satuan
Showing Page:
2/7
Perumusan matematis untuk hubungan gambar seperti di atas adalahs ebagai berikut.
Keuntungan mekanik untuk sistem gidrolik seperti di atas adalah:

dengan:
dan
adalah luas permukaan piston 1 dan 2 (m
2
)
dan
adalah kenaikan permukaan piston 1 dan piston 2 (m)
D. Hukum Archimedes
Hukum Archimedes berbunyi:
“Jika sebuah benda dicelupkan kedalam zat cair maka benda tersebut akan mendapat gaya apung (gaya ke
atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkan”.
Besarnya gaya ke atas (gaya apung) dirumuskan sebagai berikut.



dengan:
= gaya Archimedes (N)

= massa jenis zat cair (kg/m
3
)
= volume benda yang tercelup (m
3
)
= percepatan gravitasi (m/s
2
)
Hubungan antara berat jenis dan massa jenis.

dengan:
= berat jenis (N/m
3
)
= massa jenis (kg/m
3
)
= percepatan gravitasi (m/s
2
)
Sebagai akibat dari gaya apung zat cair maka berat benda didalam zat cair akan lebih ringan. Berat inilah
yang disebut sebagai berat semu.


F
1
F
2
A
1
A
2
h
1
h
2
Showing Page:
3/7
dengan:

= berat semu atau berat benda didalam zat cair (N)

= berat benda sebenarnya atau berat benda di udara (N)
= gaya Archimedes (N)
Berkaitan dengan Hukum Archimedes maka ada 3 kondisi benda di dalam zat cair, yaitu terapung,
melayang, dan tenggelam.
Benda akan tenggelam di dalam zat cair apabila massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis
zat cair (
benda
>
zat cair
).
Benda akan melayang di dalam zat cair apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair
(
benda
=
zat cair
).
Benda akan terapung di dalam zat cair apabila massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis
zat cair (
benda
<
zat cair
).
E. Bejana Berhubungan
Hukum bejana berhubungan berunyi:
“apabila bejana-bejana yang saling berhubungan (bejana berhubungan) diisi oleh zat cair yang sama maka
permukaan zat cair tersebut akan terletak pada suatu bidang datar”.
Tekanan di suatu titik pada bejana berhubungan.
Pada gambar di atas, tekanan di titik c yang disebabkan oleh fluida A dan fluida adalah sama besar.




F. Tekanan Udara
Tekanan udara didefinisikan sebagai gaya persatuan luas yang bekerja pada suatu bidang oleh gaya berat
kolom udara yang berada di atasnya.
Tekanan udara sebesar 1 atmosfer (1 atm) setara dengan tinggi kolom raksa sebesar 0,76 m (76 cm).
1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg
Beberapa satuan tekanan
A
B
h
A
h
B
c
Fluida A
Fluida B
Showing Page:
4/7
sentimeter raksa cmHg
atmosfer atm
kilopascal kPa
milibar mb
76 cmHg = 1 atm = 101,325 kPa = 1.013,25 mb
1. Hubungan Antara Tekanan Udara dan Ketinggian
Setiap kenaikan 100 m dari permukaan bumi akan diikuti dengan penurunan tekanan sebesar 1 cmHg atau
setiap kenaikan 10 m dari permukaan bumi akan diikuti penurunan tekanan sebesar 1 mmHg. Namun,
keteraturan ini hanya berlaku sampai beberapa kilometer dari pemukaan bumi.
2. Manometer Terbuka

dengan:
= tekanan dalam ruang
= tekanan udara luar
= massa jenis zat cair yang digunakan
= perbedaan tinggi kolom zat cair
apabila zat cair yang digunakan adalah raksa dan
dinyatakan dalam cmHg maka perumusan di atas dapat
dituliskan sebagai berikut.
󰇛
󰇜 cmHg
3. Manometer Tertutup
G. Hukum Boyle
Perumusan untuk Hukum Boyle pada suhu tetap (konstan).
 


dengan:
= tekanan pada keadaan 1
P
o
(tekanan udara luar)
h
(P) tekanan dalam
ruang
h
(P) tekanan dalam
ruang
Showing Page:
5/7
= tekanan pada keadaan 2
= volume pada keadaan 1
= volume pada keadaan 2
Contoh Soal:
1. Gaya sebesar 100 N bekerja pada sebuah bidang yang luasnya 2 m
2
. Berapakah tekanan yang
dirasakan oleh bidang tersebut?
2. Sebuah tangki yang tingginya 1 m diisi penuh oleh air.
a. Berapakah tekanan di tengah-tengah tangki?
b. Berapakah tekanan di dasar tangki?
3. Pompa hidrolik menggunakan dua buah silinder, yaitu silinder masukan (input) dan silinder
keluaran (output) yang masing-masing memiliki diameter 8 cm dan 16 cm.
a. Apabila gaya 10 N diterapkan pada silinder input, berapakah gaya angkat pada silinder output?
b. Apabila piston pada silinder inoput turun sejauh 10 cm, berapakah kenaikan piston pada
silinder output?
A
1
A
2
F
1
F
2
Showing Page:
6/7
4. Suatu benda ditimbang di dalam air beratnya 30 N dan ketika ditimbang di darat beratnya 40 N.
Tentukanlah:
a. gaya Archimedes yang dialami benda.
b. massa jenis benda.
5. Bejana berhubungan diisi air dan raksa, seperti pada gambar.
Apabila tinggi kolom raksa 5 cm, tentukanlah tinggi kolom air (massa jensi raksa 13,6 g/cm
3
dan
massa jenis air 1 g/cm
3
)
6. Manometer terbuka digunakan untuk mengukur tekanan udara dari sebuah balon. Apabila
manometer tersebut menggunakan raksa, hitunglah tekanan udara dalam balon jika:
a. tekanan udara luar saat itu 76 cmHg;
b. tekanan udara luar saat itu 0,8 atm.
air
raksa
P
o
(tekanan udara luar)
5 cm
balon
Showing Page:
7/7