Tekanan zat padat

                     Tekanan zat padat
1. Pemuaian zat padat dibagi 3, yaitu :
    a. pemuaian panjang
        ΔL = Lo.α.ΔT
        L = Lo.(1+α.ΔT)
       ket :  L = panjang akhir (m)
               Lo = panjang mula-mula (m)
               ΔL = pertambahan panjang (m)
               α = koefisien muai panjang (/oC)
              ΔT = kenaikan suhu (oC)
     b. pemuaian luas
         ΔA = Ao.β.ΔT
         A = Ao.(1+β.ΔT)
         ket : A = luas akhir (m2)
                Ao = luas mula-mula (m2)
                ΔA = pertambahan luas (m2)
                β = 2α =  koefisien muai luas (/oC)
                ΔT = kenaikan suhu (oC)
       c. pemuaian volume
           ΔV = Vo.γ.ΔT
           V = Vo.(1+γ.ΔT)
           ket : V = volume akhir (m3)
                  Vo = volume mula-mula (m3)
                  ΔV = pertambahan volume (m3)
                  γ = 3α = koefisien muai volume (/oC)
                  ΔT = kenaikan suhu (oC)
Perlu diingat bahwa : β = 2α
                                  γ = 3α

2. Pemuaian zat cair
    ΔV = Vo.b.ΔT
    V = Vo.(1+b.ΔT)
    ket : V = volume akhir (m3)
           Vo = volume mula-mula (m3)
           ΔV = pertambahan volume (m3)
           b = koefisien muai volume zat cair (/oC)
          ΔT = kenaikan suhu (oC)

3. pemuaian zat gas
    Hukum Boyle
    pV = k
    ket : p = sistem tekanan
           V = volume udara
           k = konstanta
Persamaan hukum Boyle adalah sebagai berikut :
p1V1 = p2V2

Sumber:https://brainly.co.id/tugas/2211559

Tekanan Zat Cair

                        Tekanan zat cair

1. Rumus Messa Jenis zat cair, ρ (rho)

ρ = M / V

Ket :
ρ : Massa Jenis (1000 kg/cm2) (ro)
M : Massa
V : Volum

2. Rumus Berat Jenis, γ (gamma)

Ket :
γ : Berat jenis
W : Berat
V : Volume
M : Massa
g : Gravitasi

3. Rumus Rapat Relatif (S)

Ket:
S = rapat relatif
ρ : Massa Jenis
γ : Berat jenis

4. Rumus Kemampatan zat cair (K)

Ket:
dp : Pertambahan tekanan
dV : Pengurangan volume
V : Volume awal

5. Rumus Kekentalan zat cair

ν = μ/ρ

Ket :
ν : Kekentalan dinamik
μ : Kekentalan kinematik
ρ = Rapat massa

6. Rumus Tegangan geser

Keterangan :
t = Tegangan geser
μ : Kekentalan kinematik
du / dy : Gradien kecepatan

7.  Rumus  Kapilaritas

h = 2σ cos θ / γr

Ke :
h : kenaikan kapilaritas
σ : Tegangan permukaan
γ : Berat jenis
r : jari-jari
θ : 0° untuk air dan 140° untuk air raksa

Tekanan Zat Gas

Tekanan Zat Gas 

Tekanan zat gas dalam bahasa sehari-hari disebut dengan tekanan udara. Bumi kita diselimuti oleh lapisan udara, seperti yang sudah kita ketahui udara memiliki berat. Berat udara dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karena udara memiliki berat maka udara juga mempunyai tekanan.

Percobaan Toricelli tentang Tekanan Zat  Gas

Tekanan gas atau udara tergantung ketinggian suatu tempat diukur dari permukaan air laut. Evangelista Toricelli melakukan percobaan untuk mengukur tekanan udara di atas permukaan laut. Menurut Toricelli Tekanan udara di atas permukaan laut sebesar 176 cmHg atau 1 atmosfir (atm), Setiap kenaikkan 100 m tekanan udara berkurang sebesar 1 mmHg. Dari percobaaan Toricell dapat disimpulkan semakin rendah suatu tempat, tekanan udara akan semakin besar. Sebaliknya, semakin tinggi suatu tempat, tekanan udara akan semakin rendah.

Hukum Tekanan Zat Gas
Selain Toricelli, Robert Boyle juga melakukan percobaan untuk menentukantekanan zat gas dalam ruang tertutup. Menurut Boyle “ jika suhu ruangan tetap maka hasil kali tekanan dan volume zat gas di dalam ruang tertutup selalu konstan “. Pernyataan tersebut dikenal dengan hukum Boyle yang dirumuskan :
P1 V1 = P2 V2 atau P V = konstan
Dimana :
P1= tekanan mula-mula
V1= volume mula-mula
P2= tekanan akhir
V2= volume akhir

Rumus Tekanan Zat Gas
Untuk menghitung tekanan zat gas pada ketinggian tertentu digunakan persamaan :
h= (76 cmHg- Pbar) x100 m
Pgas = (Pbar ± h) cmHg
Dimana :
Pgas = tekanan gas

Pbar = tekanan pada barometer

h = ketinggi8an tempat (m)

Tekanan zat gas dalam ruang terbuka digunakan barometer

sedangkan tekanan gas dalam ruang tertutup dapat diukur dengan manometer. Manometer dibedakan menjadi dua jenis yaitu manometer raksa dan manometer logam.

Alat Ukur Tekanan Zat Gas
Manometer raksa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :
1) Manometer Raksa Terbuka
Manometer raksa terbuka merupakan sebuah tabung U yang kedua ujungnya terbuka. Salah satu kaki manometer raksa terbuka dibiarkan terbuka agar dapat berhubungan dengan udara luar sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke suatu ruang yang akan diukur tekanan gasnya. Untuk menghitung tekanan gas menggunakan manometer terbuka digunakan persamaan :
Pgas = Pbar + h

2) Manometer Raksa Tertutup
Manometer raksa tertutup merupakan sebuah tabung U yang salah satu ujungnya tertutup.

manometer

Sedangkan Manometer Logam digunakan untuk mengukur tekanan udara yang sangat tinggi, baik pada zat padat, zat cair maupun zat gas.

Dalam kehidupan sehari hari kejadian yang berhubungan dengan tekanan zat gas adalah angin. Angin merupakan udara yang bergerak dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah. Ahli meteorologi memanfaatkan tekanan zat gas untuk meramalkan cuaca.

Tekanan Zat Cair

Tekanan Zat Cair 

Tekanan zat cair bergantung pada kedalaman zat cair yaitu makin dalam, tekanan zat cair makin besar. Hal ini menjadi alasan kenapa saat membuat tanggul atau bendungan tembok bagian bawah dibuat lebih tebal daripada bagian atasnya. Tekanan yang ditimbulkan zat cair juga ditentukan oleh massa jenis zat cair. Semakin besar massa jenis zat cair, makin besar tekanan di dalam zat cair tersebut. Sehingga tekanan yang ditimbulkan oleh air akan lebih besar dibandingkan tekanan yang yang ditimbulkan oleh minyak atau alkohol.

Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar.

Air memancar keluar dengan kekuatan sama, jauh pancaran sama, hal ini menunjukkan bahwa tekanan yang dialami air tersebut sama besar. Air yang memancar melalui lubang-lubang itu mendapat tekanan dari itu yang tertekan, tekanan itu diteruskan air ke segala arah dengan sama besar.

Hukum Pascal dapat dirumuskan secara matematik sebagai berikut.

P1 = Tekanan pada penampang 1 (Pascal)
P2 = Tekanan pada penampang 2 (Pascal)
F1 = Gaya yang terjadi pada penampang 1 (N)
F2 = Gaya yang terjadi pada penampang 2 (N)
A1 = Luas penampang 1 (m2)
A2 = Luas penampang 2 (m2)

Satuan gaya F1 maupun F2 harus sama, demikian juga satuan A1 dan A2. Untuk memudahkan ubahlah semua satuan ke dalam Sistem Internasional.

1. Tekanan Hidrostatis
            Tekanan Hidrostatis adalah kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan yang dihasilkan oleh zat cair.
1. Rumus Messa Jenis zat cair, ρ (rho)

ρ = M / V

Ket :
ρ : Massa Jenis (1000 kg/cm2) (ro)
M : Massa
V : Volum

2. Rumus Berat Jenis, γ (gamma)

Ket :
γ : Berat jenis
W : Berat
V : Volume
M : Massa
g : Gravitasi

3. Rumus Rapat Relatif (S)

Ket:
S = rapat relatif
ρ : Massa Jenis
γ : Berat jenis

4. Rumus Kemampatan zat cair (K)

Ket:
dp : Pertambahan tekanan
dV : Pengurangan volume
V : Volume awal

5. Rumus Kekentalan zat cair

ν = μ/ρ

Ket :
ν : Kekentalan dinamik
μ : Kekentalan kinematik
ρ = Rapat massa

6. Rumus Tegangan geser

Keterangan :
t = Tegangan geser
μ : Kekentalan kinematik
du / dy : Gradien kecepatan

7.  Rumus  Kapilaritas

h = 2σ cos θ / γr

Ke :
h : kenaikan kapilaritas
σ : Tegangan permukaan
γ : Berat jenis
r : jari-jari
θ : 0° untuk air dan 140° untuk air raksa



2. Hukum Archimedis

Hukum Archimedes – Masih membahas tentang dunia Fisika, kali ini kita coba mengulas tentang Hukum Archimedes dari mulai bunyi hukum archimedes, penerapan hukum dalam kehidupan sehari-hari, rumus beserta contoh soal hukum archimedes. Sebelum kita membahas lebih dalam tentang hukum ini, lebih baik kita ketahui terlebih dahulu orang dibalik hukum ini.

Sejarah Hukum ArchimedesPenemu hukum ini sesuai dengan nama hukumnya yaitu Archimedes, seorang dengan kebangsaan Yunani. Pada satu waktu Archimedes dituntut Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota yang dipakai sang raja emasnya dicampur perak atau tidak. Archimedes mempedulikan masalah ini dengan benar-benar.

Sehingga dia merasa sangat lelah dan menceburkan diri ke dalam bak mandi yang biasanya penuh dengan air. Lalu kemudian dia memperhatikan ada air yang tumpah keluar dari bak mandi ke lantai kemudian saat itu juga dia menemukan jawabannya.

Archimedes bangkit dan berdiri, berlari sepanjang jalan ke rumah dengan tanpa sehelai benangpun alias telanjang bulat. Saat tiba dirumah dia berteriak ke istrinya “Eureka Eureka!” yang berarti “Sudah kutemukan! sudah kutemukan!”. Nah dari itulah dia membuat hukum Archimedes. Dengan itu pula Archimedes membuktikan bahwa mahkota Raja Hieron II dicampur perak, tukang yang membuat mahkota dihukum mati.

Rumus Hukum Archimedes

Rumus dari hukum archimedes ini yaitu FA = ρc.Vb.g

Keterangan:

• FA = gaya apung
• (N) ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• Vb = volume benda yang tercelup (m3)
• g = gravitasi (m/s2).

lupkan ke dalam zat cair atau fluida, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

1. Benda Terapung

Benda akan mengapung apabila massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρb < ρc). Saat benda terapung maka hanya sebagian volume benda yang tercelup ke dalam zat cair, sedangkan sebagian lagi dalam keadaan mengapung. Volume total benda sejumlah dari volume benda yang tercelup ditambah dengan volume benda yang mengapung.

Vb = V’ + V”FA = ρc.V”.g

Dengan :

• V’ = volume benda yang terapung (m3)
• V” = volume benda yang tercelup (m3)
• Vb = volume benda keseluruhan (m3)
• FA = gaya apung
• (N) ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• g = gravitasi (m/s2)

Jika sistem dalam keadaan setimbang, maka berlaku :

> FA = W
> ρc.V”.g = ρb.Vb.g ρc.V” = ρb.Vb

Dengan :
ρb = massa jenis benda (kg/m3).

2. Benda Melayang

Benda akan melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (ρb = ρc). Benda melayang akan berada di antara permukaan zat car dan dasar bejana.

Karena massa jenis benda dan zat cair sama, maka berlaku :

FA = ρc.Vb.g = ρb.Vb.g

Dengan :

• FA = gaya apung
• (N) ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• ρb = massa jenis benda (kg/m3)
• Vb = volume benda (m3)
• g = gravitasi (m/s2)

3. Benda Tenggelam

Saat massa jenis benda lebih besar daripada masas jenis zat cair (ρb > ρc), maka benda akan tenggelam dan berada di dasar bejana. Berlaku:

FA = Wu − Wc

Dengan :

• FA = gaya apung (N)
• Wu = berat benda di udara/ berat sebenarnya (N)
• WC = berat benda dalam zat cair
• (N) g = gravitasi (m/s2) Wu > Wc

Karena berata benda merupakan hasil kali massa dengan gravitasi, maka diperoleh :

ρc.Vb = mu − mc

Dengan :

• ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• mu = massa benda di udara (kg)
• mc = massa seolah-olah benda dalam zat cair (kg)
• Vb = volume benda (m3)

Contoh Soal Hukum Archimedes1. Hitunglah gaya apung yang dialami oleh benda bervolume 400 cm3 yang dimasukkan ke dalam air dan berada dalam posisi melayang.
Pembahasan :

Dik : Vb = 4 x 10-4 m3 ; ρc = 103 kg/m3.
FA = ρc.Vb.g
⇒ FA = 103.(4 x 10-4) (10)
⇒ FA = 4 N.

Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini beberapa penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang Yuksinau.iddapatkan:

1. Kapal selam

Tahukah Anda kenapa kapal selam bisa menyelam serta bisa mengapung? itu karena terdapat tangki dimana jika kapal selam berada di darat tangki itu akan terisi udara sehingga bisa mengapung. Dan jika kapal selam dimasukan ke dalam air maka tangki akan terisi air sehingga kapal bisa menyelam.

2. Hidrometer

Penerapan hukum archimedes juga diterapkan untuk mengukur massa jenis zat cair dengan hidrometer. Hidrometer berbentuk tabung yang ruang udara dan pemberat sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika.

3. Jembatan poton

Jembatan poton merupakan jembatan yang berasal dari kumpulan drum kosong yang mengapung di atas air da diatur sehingga bisa menyerupai sebuah jembatan. Atau biasa juga disebut dengan jembatan apung.

Agar dapat mengapung, drum yang dijadikan sebagai jembatan poton harus dalam keadaan kosong dan tertutup rapat agar udara di dalam drum tidak bisa keluar dan air tidak bisa masuk ke dalam drum

4. Balon Udara

Penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari bukan hanya berlaku untuk benda jenis cair tetapi juga benda jenis gas. Agar bisa melayang di udara balon udara harus diisi dengan gas yang mempunyai masa jenis lebih kecil daripada udara atmosfer.

Balon udara bisa melayang karena mendapatkan gaya ke atas, misalkan balon udara diisi dengan udara yang dipanaskan, karena udara yang dipanaskan mempunyai tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa.

Tekanan Zat Padat

Tekanan Zat Padat 

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda tiap satuan luas bidang tekan.

Besar tekanan dapat ditulis dalam bentuk rumus berikut.

P=F/A

Keterangan:

P = tekanan (N/m2)

F = gaya tekan (N)

A = luas bidang tekan (m2)

Dalam SI satuan tekanan adalah pascal (Pa) atau N/m2.

Semakin besar gaya tekan, semakin besar tekanannya. Semakin luas bidang tekan, semakin kecil tekannya.

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa:

1. Makin besar gaya tekan yang diberikan, makin kecil tekanan yang dihasiilkan
2. Makin kecil luas permukaan bidang tekan, makin besar tekanan yang dihasilkan.

Contoh menghitung besarnya tekanan, luas bidang tekan dan gaya yang bekerja pada benda:

Indah kalalo memiliki massa 50 kg pergi ke pasar dengan menggunakan sepatu hak lancip, jika tekanan yang indah berikan pada lantai 1500 N/m2, hitunglah berapa luas permukaan sepatu indah….!! (g = 10 m/s2 )

Jawab:

Pada penjelasan di awal, diberikan beberapa contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini diberikan contoh lain penerapan konsep tekanan.

1. Kapak

Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukang kayu dalam memotong atau membelah kayu. Orang yang memotong kayu dengan kapak yang tajam akan lebih sedikit mengeluarkan tenaganya daripada jika ia menggunakan kapak yang tumpul dengan gaya yang sama. Jadi, kapak yang baik adalah kapak yang mempunyai luas permukaan bidang yang kecil. Dalam bahasa sehari-hari luas permukaan kapak yang kecil disebut tajam.

2. Sirip Ikan

Sirip ikan yang lebar memungkinkan ikan bergerak dalam air karena memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip ini memberikan tekanan yang besar ke air ketika sirip tersebut digerakkan. Akibatnya, ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya.

3. Sepatu Salju

Orang-orang yang hidup di daerah bersalju secara langsung atau tidak telah memanfaatkan konsep tekanan. Mereka membuat sepatu salju yang luas alasnya besar sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada salju. Hal ini mempermudah mereka berjalan di atas salju.

sumber: https://sumadewiblog.wordpress.com/tekanan/tekanan-zat-padat/