BAHAN AJAR
TEKANAN
Standar
Kompetensi :
5.
Memahami peranan usaha, gaya, dan
energi dalam kehidupan sehari-hari.
Kompetensi Dasar
:
5.5.
Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair, dan gas
serta penerapannya
Indikator
Pembelajaran :
1.
Menemukan
hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya melalui
percobaan
2.
Mengaplikasikan
prinsip bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari
3.
Mendeskripsikan
hukum Pascal melalui percobaan sederhana serta penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari.
Tujuan
pembelajaran :
1.
Menjelaskan
pengertian tekanan.
2.
Menyelidiki
kaitan antara luas permukaan benda dengan tekanan.
3.
Menyelidiki
kaitan antara massa benda dengan tekanan.
4.
Menyebutkan
faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan.
5.
Menghitung
besarnya tekanan yang diberikan suatu benda.
6.
Menjelaskan
aplikasi konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari.
7.
Menjelaskan
tekanan dalam zat cair.
8.
Mengamati sifat
tekanan dalam zat cair.
9.
Menyebutkan
sifat-sifat tekanan dalam zat cair.
10.
Menentukan
tekanan zat cair.
11.
Mengamati posisi
permukaan zat cair dalam bejana berhubungan.
12.
Menjelaskan
pemanfaatan sifat permukaan zat cair yang selalu mendatar dalam kehidupan
sehari-hari.
13.
Mengamati tinggi
permukaan zat cair dalam pipa U.
14.
Menjelaskan
hubungan antara massa jenis dan tinggi zat cair dalam pipa U.
15.
Menyebutkan bunyi
hukum Pascal.
16.
Menjelaskan
prinsip mesin penghasil gaya hidrolik.
17.
Menyebutkan
peralatan yang menggunakan prinsip mesin penghasil gaya hidrolik.
TEKANAN
Pernakah kalian merasakan tekanan? Untuk
mencoba merasakannya, kalian coba tekankan belpoin pada telapak tanganmu secara
tegaka lurus, bedakah rasa tekanan dengan menggunakan bagian runcingnya dengan bagian
kepala belpoin?
Tekanan juga dapat kalian rasakan tanpa
sengaja, misalnya ketika naik bus. Pada saat naik bus kota yang
berdesak-desakan, kaki kita sering terinjak. Mana yang lebih sakit, terinjak
seseorang yang memakai sepatu berhak tinggi atau terinjak seseorang yang
memakai sandal? Kaki terinjak berarti menerima tekanan.
A.
Tekanan pada Benda Padat
Kita ketahui bahwa semakin besar berat massa benda, maka semakin
besar tekanannya. Semakin kecil luas permukaan suatu benda, semakin besar
tekanannya.
Besar gaya tekan benda pada kegiatan diatas, sama
dengan gaya berat benda tersebut :
F=
w = m.g keterangan:
w = gaya berat (N) m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi(m/s 2) |
F
|
A
|
Misalkan,
kita menjatuhkan sebuah balok pada tanah yang lembek, balok tersebut akan
meninggalkan bekas pada tanah. Bekas tersebut akan makin dalam jika balok
dijatuhkan dari tempat yang lebih tinggi.
Bekas tersebut menunjukkan bahwa tanah tertekan oleh balok yang jatuh.
Tekanan tersebut makin besar jika balok dijatuhkan dari tempat yang lebih
tinggi. Besarnya tekanan pada balok sebanding dengan gaya dan berbanding
terbalik dengan luas alas. Hal itu dirumuskan :
|
F = gaya tekan (N)
A = luas permukaan tempat gaya bekerja (m2)
Penurunan rumus :
·
atau Pascal (Pa)
·
Besarnya
tekanan sebanding dengan besarnya gaya dan berbanding terbalik dengan luas
bidang tekannya.
Ini berarti semakin besar gayanya semakin besar tekanannya, semakin luas bidang
tekannya, semakin kecil tekanannya.
Berdasarkan
uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa tekanan suatu benda merupakan hasil
bagi gaya tekan dengan luas permukaan tempat gaya tersebut bekerja.
Satuan
tekanan dalam Sistem Internasional adalah N/m2. Satu Pascal tekanan
adalah suatu gaya sebesar satu Newton per meter persegi.
Bila
zat padat seperti balok diberi gaya dari atas akan memberikan tekanan. Pada
tekanan zat padat berlaku :
a.
Bila balok yang
sama ditekan pada tanah yang lembek akan lebih besar tekanannya atau akan lebih
dalam tekanannya disbanding ditanah yang tidak lembek.
b.
Semakin besar
luas alas bidang tekannya, maka tekanannya makin kecil.
c.
Semakin kecil
luas alas bidang tekannya, maka tekanannya makin besar.
a)
Contoh soal
1.
Benda yang luas
alasnya 50 cm2 diberi gaya 10 N, maka berapa tekanannya?
Diketahui : A = 50 cm = 0,005
m2
F = 10 N
Ditanya : P = . . . ?
Jawab :
2.
Kubus kayu
panjang sisinya 80 cm diletakkan diatas lantai. Jika massa balok kayu tersebut
32 kg, berapakah tekanan yang dialami lantai?
Diketahui : m = 20 kg g = 10 m/s2
Panjang
sisi = 80 cm
Ditanya :
P = . . . ?
Jawab : A
= s x s
= 80
x 80
= 6.400 cm2 =
0,64 m2
w = m x g = 32 kg x 10 m/s2 = 320 N
3.
Gaya berat balok
dibawah ini 400 N. Berapa tekanan balok tersebut?
Diketahui : F = 400 N
A = p x
l = 1,5 m x 1,2 m = 1,8 m2
0,5 m
|
1,2 m
|
1,5 m
|
Ditanya : P = . . . ?
Jawab :
N/m2
Jadi, tekanan balok adalah 222,2 N/m2
b)
Penerapan konsep tekanan zat padat
a.
Kapak
Mata
kapak dibuat tajam untu memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukag kayu
dalam memotong atau membelah kayu.
b.
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.
c.
Sepatu salju
Orang-orang
yang hidup didaerah bersalju membuat salju yang luas alasnya besar sehingga
mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada salju
d.
Paku yang tajam
Paku
yang tajam akan lebih dalam menancapnya bila dibandingkan dengan paku tumpul,
karena paku tajam luas alasnya kecil berarti tekanannya besar, sedangkan pada
paku tumpulluas alasnya besar sehingga tekanannya kecil.
e.
Pisau tajam
Pisau
yang tajam lebih mudah mengupas atau
memotong benda dari pada pisau yang tumpul.
f.
Kaki itik
Kaki
itik dapat berjalan ditanah limpur dan tidak terpeleset, karena kaki itik luas
alasnya besar, sehingga tekanannya kecil dan akibatnya tekanan kecil dapat
memperlancar jalannya.
B.
Tekanan pada Zat Cair
Setiap benda dipermukaan bumi mendapat
pengaruh gravitasi bumi. Dengan kata lain, setiap benda di permukaan bumi mempunyai
berat. Demikian juga halnya pada zat cair. Itulah sebabnya, secara alami zat
cair selalu mengalir ketempat yang lebih rendah.
a)
Tekanan Hydrostatis
A
|
C
|
B
|
A
|
C
|
B
|
Dari gambar diatas diketahui bahwa lubang paling bawah memancarkan
air paling jauh. Hal itu menunjukkan bahwa tekanan air dipengaruhi oleh
kedalamannya. Jadi tekanan hidrostatik adalah tekanan pada zat cair yang
terjadi karena kedalamannya.
Tekanan hidrostatik (Ph) dapat dirumuskan :
Keterangan :
P = tekanan (N/m2)
massa jenis (Kg/m3) g = gravitasi Bumi (N/kg) h = ketinggian zat cair (m) |
Ph
=
x g x
h
Pada rumus diatas dapat disimpulkan bahwa tekanan dalam zat cair hanya bergantung
pada jenis dan kedalaman zat cair, tidak bergantung pada bentuk wadahnya
(asalkan wadahnya terbuka). Berdasarkan rumus di atas dapat diketahui bahwa
makin ke dalam dari permukaan air tekanan hidrostatis makin besar. Itulah
sebabnya, dinding bendungan air pada bagian bawah dibuat lebih tebal daripada
bagian atasnya.
Sejumlah air yang berada dalam bejana
mempunyai berat tertentu. Selain itu, air pada bagian atas berusaha untuk
mengalir ketempat yang lebih rendah. Akibatnya, dasar dan dinding bejana
mendapat tekanan air. Tekanan itu akan makin besar jika air yang ada dalam
bejana itu makin banyak. Hal itu menunjukkan bahwa di dalam air (Zat Cair)
terdapat tekanan. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat
cairan tersebut mengeluarkan tekanan.
Tekanan zat cair dipengaruhi oleh kedalaman,
semakin dalam airnya tekanan zat cair makin besar. Untuk mengetahui besarnya
tekanan hidrostatik dapat dikeahui dengan alat Harlt. Berdasarkan alat Harlt,
bahwa tekanan hidrostatik dipengaruhi oleh faktor :
ü Massa jenis zat cair
ü Gravitasi
ü Kedalaman zat cair
b)
Hukum Utama Hidrostatis :
1.
Zat cair mempunyai tekanan yang besarnya tergantung pada kedalamn
dan berat jenis zat cair itu
2.
Semakin dalam,tekanan zat cair semakin besar.
3.
Pada kedalaman yanga sama, tekanan zat cair itu sama besar dan
bekerja kesemua arah.
c)
Penerapan hukum utama hidrostatis
Pada konstruksi bendungan, yaitu semakin ke
bawah, bendungan dibuat semakin tebal/kuat karena semakin dalam air, maka
tekanannya semakin besar, maka pada bendungan dibuat dengan lebih tebal di
dasarnya dari pada di bagian atasnya, agar bendunngan atau dam itu dapat
menahan atau ada kekuatan untuk menahan tekanan air.
Contoh soal
1.
Sebuah kolam
berisi air dengan massa jenis 1.000 Kg/m3. Jika gravitasi bumi 10
N/kg. Berapakah besar tekanan air , jika ketinggian airnya 1,5 m dari permukaan
air?
Diketahui :
1.000 kg/m3
g
= 10 N/kg
h = kedalaman zat cair (m)
Ditanya :
Pl = . . . ?
Jawab : Ph =
= 1.000 kg/m3 x 9,8 N/kg x
1,5 m
=
14.700 N/m2
Jadi, tekanan air adalah 14.700 N/m2.
2.
Suatu kolam
renang dengan kedalaman 2 m diisi penuh air (
1.000 kg/m3). Jika percepatan grvitasi
ditempat itu 10 m/s2, tentukan besar tekanan hidrostatissuatu titik
yang terletak 40 cm dari dasar kolam.
Penyelesaian
Diketahui :
1.000 kg/m3
G
= 10 m/s2
h = 2 m – 40 m = 1,6 m
Ditanya : P = . . . ?
Jawab : P =
= 1.000 kg/m3 x 10 m/s2 x 1,6 m
= 16. 000 N/m2
Jadi,
tekanan hidrostatisnya adalah 16.000 N/m2.
d)
Hukum –Hukum Dasar yang berkaitan dengan
Tekana pada Zat Cair
Hukum –Hukum Dasar yang berkaitan dengan
Tekana pada Zat Cair antara lain :
v Bejana
berhubungan
Jika
kita menuangkan air dalam bejana yang posisinya mendatar, posisi air didalamnya
datar. Jika bejana tersebut kita miringkan, bentuk permukaan air didalamnya
tetap datar dengan ketinggian yang sama. Demikian pula yang terjadi pada bejana
berhubungan yang bentuknya tidak teratur (sembarang).
Namun
apabila bejana berhubungan diisi dengan zat cair tidak sejenis, maka bentuk permukaan
zat cair tetap datar, ketinggiannya tidak sama.
Prinsip bejana berhubungan tidak berlaku
apabila :
1.
Diisi dua atau
lebih jenis zat cair
2.
tekanan pada
bejana tidaka sama, misalnya karena ditutup pada saat pengisisan
3.
terdapat pipa
kapiler
4.
bejana
ditiup/digoyang-goyang.
air
|
Sifat
permukaan zat cair yang selalu mendatar dimanfaatkan dalam kehidupan
sehari-hari.
1.
Waterpass
digunakan ketika memasang ubin untuk mengetahui permukaan lantai mendatar atau
tidak.
2.
Pancuran teko
tidak boleh rendah dari pada tutpnya. Hal ini untuk menghindari tumpahnya air
melalui pancuran teko.
3.
Menara penampung
air dibuat tinggi agar dapat mengalir ke pipa-pipa yang lebih rendah.
Pada
bagian sebelumnya sudah diketahui bahwa hukum bejana berhubungan tidak berlaku
jika bejana diisi dua zat cair yang berbeda. Pada gambar dibawah, sebuah bejana
berbentuk U, diisi dengan zat cair yang berlainan, yakni air dan sedikit
minyak, maka ketinggian permukaan zat akan berbeda. Namun, tekanan zat cair
pada kedalaman yang sama adlah sama besar.
minyak
|
P2
|
P1
|
h2
|
air
|
h1
|
Bidang batas
|
keterangan :
P1 = tekanan di titik 1 (minyak)
P2 = tekanan dititik 2 (air)
massa jenis zat cair 1 (minyak)
massa jenis zat cair 2 (air)
P2 = tekanan dititik 2 (air)
massa jenis zat cair 1 (minyak)
massa jenis zat cair 2 (air)
v Hukum
Archimedes
Ahli
Fisika yang bernama Archimedes mempelajari hal ini dengan cara memasukkan
dirinya pada bak mandi. Ternyata, ia memperoleh hasil yang sama dengan hasil
percobaanmu, yakni beratnya menjadi lebih ringan ketika di dalam air. Gaya ini
disebut gaya apung atau gaya ke atas (FA). Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa apabila
suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, baik sebagian atau seluruhnya, benda
akan mendapat gaya apung (gaya ke atas) yang besarnya sama dengan berat zat
cair yang didesaknya (dipindahkan) oleh benda tersebut. Secara matematis
ditulis sebagai berikut.
a.
Mengapung, Melayang, dan
Tenggelam
1.
Benda terapung jika massa jenis benda lebih
kecil dari massa jenis zat cair
2.
Benda melayang jika massa jenis benda
sama besar dengan massa jenis zat cair.
3.
Benda tenggelam jika massa jenis benda
lebih besar dari massa jenis zat cair.
b.
Pengaruh Massa Jenis
terhadap Gaya Apung
Faktor lain yang memengaruhi
keadaan-keadaan tersebut yaitu massa jenis benda. Pada keadaan terapung, selain
karena pengaruh gaya apung Fa yang sama dengan berat benda, pengaruh
massa jenis pun memungkinkan suatu benda terapung. Massa jenis benda yang lebih
kecil daripada massa jenis cairan, memungkinkan benda tersebut mengapung di
permukaan cairan.
Pada keadaan melayang,
gaya apung Fa sama dengan w benda. Ini sama dengan gaya apung
yang terjadi pada keadaan terapung. Tetapi, pada keadaan melayang, massa jenis
suatu benda adalah sama dengan massa jenis zat cair. Pada keadaan tenggelam,
gaya apung Fa lebih kecil daripada w. Jika diamati dari massa
jenis benda, massa jenis benda yang tenggelam lebih besar daripada massa jenis
zat cair. Agar lebih jelas, perhatikan
c.
Konsep Benda Terapung,
Melayang, dan Tenggelam dalam Teknologi
Berikut konsep terapung, melayang dan
tenggelam dalam teknologi yang ada dalam kehidupan sehari-hari.
1) Kapal
Laut
Di awal pembahasan Hukum Archimedes
telah sedikit disinggung mengapa kapal laut dapat mengapung di air. Badan kapal
laut mempunyai rongga udara. Karena rongga udara ini, volume air laut yang
dipindahkan oleh kapal tersebut cukup besar sehingga sesuai prinsip Archimedes,
kapal laut mendapatkan gaya apung yang cukup besar untuk menahan bobot kapal
sehingga kapal dapat mengapung di permukaan air. Kapal sangat penting untuk
transportasi.
2)
Kapal Selam
Jika kapal laut hanya dapat mengapung
di permukaan air, maka kapal selam, selain dapat mengapung, dapat juga melayang
dan tenggelam di dalam air laut. Karena kemampuannya tersebut, kapal selam
sangat cocok digunakan dalam bidang militer dan penelitian. Bentuk badan kapal
selam dirancang agar dapat mengapung, melayang, dan tenggelam dalam air.
ketika kapal selam sedang mengapung,
melayang, dan tenggelam! Badan kapal selam mempunyai rongga udara yang
berfungsi sebagai tempat masuk dan keluarnya air atau udara. Rongga ini
terletak di lambung kapal. Rongga tersebut dilengkapi dengan katup pada bagian
atas dan bawahnya. Ketika mengapung, rongga terisi dengan udara sehingga volume
air yang dipindahkan sama dengan berat kapal. Sesuai dengan prinsip Archimedes,
kapal selam akan mengapung. Ketika rongga katup atas dan katup bawah pada
rongga kapal selam dibuka, maka udara dalam rongga keluar atau air masuk
mengisi rongga tersebut. Akibatnya, kapal mulai tenggelam.
Katup akan ditutup jika kapal selam
telah mencapai kedalaman yang diinginkan. Dalam keadaan ini, kapal selam dalam
keadaan melayang. Jika katup udara pada rongga dibuka kembali maka volume air
dalam rongga akan bertambah sehingga kapal selam akan tenggelam. Jika kapal
selam akan muncul ke permukaan dari keadaan tenggelam, air dalam rongga dipompa
keluar sehingga rongga hanya terisi udara. Dengan demikian, kapal selam akan
mengalami gaya apung yang dapat menyamai berat kapal selam. Akibatnya, kapal
selama akan naik ke permukaan dan mengapung.
3)
Jembatan Ponton
Peristiwa mengapung suatu benda karena
memiliki rongga udara dimanfaatkan untuk membuat jembatan yang terbuat dari
drum-drum berongga yang dijajarkan melintang aliran sungai. Volume air yang
dipindahkan menghasilkan gaya apung yang mampu menahan berat drum itu sendiri
dan benda-benda yang melintas di atasnya. Setiap drum penyusun jembatan ini
harus tertutup agar air tidak dapat masuk ke dalamnya.
4)
Hidrometer
Hidrometer adalah sebuah alat yang
digunakan untuk mengukur massa jenis suatu zat cair. Cara penggunaan alat ini
adalah sebagai berikut. Hidrometer dimasukkan ke dalam zat cair yang akan
ditentukan massa jenisnya. Karena alat ini mempunyai rongga udara maka alat ini
akan mengapung. Telah disinggung sebelumnya, peristiwa tenggelam dipengaruhi
oleh massa jenis zat cair. Jika massa jenis zat cair tempat hidrometer
diletakkan besar, ketinggian tabung hidrometer yang muncul semakin besar dan
sebaliknya. Hidrometer sering digunakan untuk keperluan penelitian di bidang
kimia.
v Hukum Pascal
Jika
sebuah kantong plastikyang berisi air dilubangi dengan jarum di beberapa
tempat, air akan memancar keluar. Pancaran tersebut akan makin kuat jika bagian
atas plastik ditekan (diperas). Hal itu menunjukkan bahwa tekanan tersebut
diteruskan kesegala arah dalam air. Pernyataan tersebut terbukti dengan
pancaran air yang makin luar.
Sebuah bejana berhubungan mempunyai
luas penampang masing-masing A1 dan A2. Bejana
tersebut berisi zat cair dan ditutup oleh pengisap. Jika kita memberikan
gaya F1 pada pengisap 1 maka akan mengahsilkan tekanan. Tekanan
yang dihasilkan akan diteruskan kesegala arah oleh zat cair yang berbeda
pada tabung atau bejana tertutup tersebut. Bila tekanan itu dikerjakan pada
penampang 2, maka kan menghasilkan gaya sebesar F2.
|
F1
|
F2
|
A1
|
Berdasarkan Hukum Pascal, tekanan
diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Hal itu berarti tekanan di
penampang 1 sama dengan tekanan di penampang 2 sehingga diperoleh :
Keterangan :
F1 = gaya pada penampang A1 (N) F2 = gaya pada penampang A2 (N) A1 = luas penampang 1 (m2) A2 = luas penampang 2 (m2) |
Alat-alat
yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari yang bekerja berdasarkan hukum
pascal adalah :
a.
Dongkrak Hidrolik
Dongkrak
hidrolik digunakan untuk mengangkat beban berat dengan gaya kecil. Dongkrak hidrolik merupakan salah satu
aplikasi sederhana dari Hukum Pascal. Berikut ini prinsip kerja dongkrak
hidrolik. Saat pengisap kecil diberi gaya tekan, gaya tersebut akan diteruskan
oleh fluida (minyak) yang terdapat di dalam pompa. Akibatnya, minyak dalam
dongkrak akan menghasilkan gaya angkat pada pengisap besar dan dapat mengangkat
beban di atasnya.
Biasanya
digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat misalnya mengangkat(menahan)
mobil saat penggantian ban.
b.
Alat pengangkat mobil
Alat
pengangkat mobil banyak kita jumpai pada bengkel-bengkel mobil yang besar.
Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil Mesin
hidrolik pengangkat mobil ini memiliki prinsip yang sama dengan dongkrak
hidrolik. Perbedaannya terletak pada perbandingan luas penampang pengisap yang
digunakan. Pada mesin pengangkat mobil, perbandingan antara luas penampang
kedua pengisap sangat besar sehingga gaya angkat yang dihasilkan pada pipa
berpenampang besar dan dapat digunakan untuk mengangkat mobil.
c.
Rem Hidrolik
Rem Hidrolik Rem hidrolik digunakan pada
mobil. Ketika Anda menekan pedal rem, gaya yang Anda berikan pada pedal akan
diteruskan ke silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem
tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam
sehingga timbul gesekan antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek
ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.
e) Contoh Soal
:
1.
Sebuah bejana
berhubungan diisi air. Luas penampang 1 (A1) = 20 cm2 dan
luas penampang 2 (A2) = 200 cm2. Jika penampang 1 ditekan
gaya 10 N, berapakah gaya tekan pada penampang 2?
Penyelesaian
Diketahui :
A1 = 20 cm2 F1
= 10 N
A2
= 200 cm2
Ditanya :
F2 = . . . ?
Jawab :
2.
Mesin hidrolik
pengangkat mobil memiliki pengisap masing-masing dengan luas penampang A1
= 5 cm2 dan A2 = 2.000 cm2. Berat mobil yang
akan diangkat 25.000 N. Berapa besar gaya F1 yang harus diberikan
pada pengisap kecil?
Diketahui :
A1 = 5 cm2 F2
= 25.000 N
A2
= 2.000 cm2
Ditanya :
F1 = . . . ?
Jawab :
Jadi
besar gaya F1 adalah 62,5 N
C.
Tekanan Udara
Tekanan
udara sering juga disebut tekanan atmosfer. Ada kemiripan antara tekanan udara
dan tekanan air yang telah kamu pelajari. Tekanan air disebabkan oleh gaya
tarik bumi atau gaya gravitasi terhadap air yang mempunyai massa. Jika benda
diletakkan di kedalaman air yang semakin dalam, jumlah air yang berada di
atasnya akan semakin banyak dan gaya gravitasinya pun akan semakin besar,
sehingga tekanan akan semakin besar. Pada prinsipnya, tekanan udara sama
seperti tekanan pada zat cair. Tekanan udara di puncak gunung akan berbeda
dengan tekanan udara di pantai. Hal ini dikarenakan di puncak gunung jumlah
partikel udaranya semakin kecil yang mengakibatkan gaya gravitasi partikel juga
kecil, sehingga tekanan udaranya pun akan semakin kecil.
a)
Pengaruh Ketinggian terhadap Tekanan Udara
Pada penjelasan sebelumnya telah disinggung bahwa tekanan udara
mirip dengan tekanan zat cair. Tekanan zat cair akan bertambah jika
kedalamannya bertambah dan sebaliknya. Di udara pun demikian. Semakin dekat ke
permukaan bumi tekanan udara semakin tinggi dan semakin jauh dari permukaan bumi
tekanan udara semakin kecil. Tekanan udara di permukaan laut = 76 cmHg atau 1
atm. Setiap ketinggian bertambah 100 m tekanan udara berkurang 1 cmHg. Hal ini
dapat kamu rasakan jika kamu pergi ke tempat tinggi.
Misalkan seorang pendaki akan semakin sulit mendaki gunung yang
sangat tinggi. Selain udara yang dingin, di ketinggian tekanannya pun sangat
rendah. Pada tempat yang tekanannya rendah partikel udaranya pun rendah
sehingga pendaki gunung tidak dapat bernapas tanpa bantuan tabung oksigen.
b)
Pengukur tekanan
udara
Alat
untuk mengukur tekanan udara disebut
Barometer. Barometer banyak jenisnya, salah satunya yaitu Barometer Torricelli.
Barometer Torricelli tentu tidak praktis karena kamu harus membawa alat yang
tingginya 1 meter dengan raksa yang sangat berbahaya apabila uapnya terisap
olehmu. Hal ini disebabkan massa jenis uap raksa sangat berat sehingga apabila
terisap ke paru-paru sulit untuk keluar lagi. Oleh sebab itu, para ahli berusaha
membuat alat pengukur tekanan udara yang praktis, di antaranya adalah sebagai
berikut.
1.
Barometer
Fortin
Barometer raksa disebut barometer
Fortin karena yang pertama membuatnya adalah seorang ahli Fisika berkebangsaan
Prancis Nicolas Fortin walaupun yang kali pertama menemukannya Torricelli.
Barometer ini dapat mengukur dengan teliti karena dilengkapi dengan skala
nonius atau skala vernier seperti halnya dalam jangka sorong. Ketelitian alat
ukur ini mencapai 0,01 cmHg. Barometer ini cukup panjang seperti halnya
barometer Torricelli sehingga sulit untuk dibawa-bawa.
2.
Barometer
Logam
Barometer logam disebut barometer
aneroid. Barometer ini banyak digunakan di Badan Meteorologi dan Geofisika
untuk memperkirakan cuaca dengan mengukur tekanan udaranya Barometer logam biasa juga disebut barometer
kering. Barometer logam lebih praktis untuk dibawa-bawa dan skalanya mudah
dibaca karena berbentuk lingkaran. Bagian utama dari barometer ini adalah
sebuah kotak logam kecil berisi udara dengan tekanan yang sangat rendah.
Permukaan kotak dibuat bergelombang agar lebih mudah melentur di bagian
tengahnya. Jika tekanan bertambah, bagian atas dan bawah kotak mengempis
sehingga menekan kotak logam yang berisi udara. Akibatnya, tekanannya naik dan
akan menggerakkan tuas yang menarik rantai kiri sehingga jarum penunjuk
barometer akan menyimpang ke kanan dengan menunjukkan angka tertentu.
c)
Konsep
Tekanan Udara dalam Kehidupan Sehari-hari
Seperti pada tekanan zat padat dan zat cair, berikut diberikan beberapa
contoh kejadian yang berkaitan
dengan tekanan udara.
a. Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari suatu tempat yang bertekanan
tinggi ke tempat yang tekanannya lebih rendah. Jika suatu daerah mempunyai
tekanan udara yang sangat rendah, udara di sekelilingnya akan mengitari daerah tersebut
sehingga membentuk pusaran angin. Kekuatan angin ini bisa sangat besar dan
menerbangkan benda-benda yang dilaluinya. Bentuk angin seperti ini disebut
angin siklon. Angin ini bersifat merusak jika tempat terjadinya pusaran dekat
dengan tempat tinggal penduduk.
b. Perkiraan Cuaca
Para ahli meteorologi mencatat perubahan tekanan udara di suatu
tempat, kemudian data hasil pengamatan tersebut dianalisis dan diinterpretasi.
Misalkan, jika pada suatu tempat tekanan udara rendah, udara dari tempat yang bertekanan
lebih tinggi akan bergerak ke daerah tersebut. Angin tersebut membawa uap air.
Karena tekanan udaranya rendah, uap air tersebut akan jatuh ke Bumi dalam
bentuk hujan. Begitu pun sebaliknya, di suatu daerah cuacanya akan cerah jika
tekanan di daerah tersebut tinggi yang berarti udara dari tempat tersebut akan
bergerak ke daerah lain yang tekanan udaranya lebih rendah. Alat untuk mencatat
perubahan tekanan udara secara terus menerus disebut barograf.
Thanks infonya sangat bermanfaat
BalasHapus