TEKANAN BAGIAN 2

TEKANAN BAGIAN 2

HUKUM PASCAL DAN HUKUM ARCHIMEDES

IPA KELAS 8 SEMESTER 2

MAS JAUHARI MASJITHOH, S.TP

SMP MUHAMMADIYAH 1 PURWOKERTO

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes ditemukan oleh ilmuan Yunani yang bernama Archimedes. Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada didalam zat cair beratnya akan berkurang. Sehingga benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan dibandingankan ketika diangkat di darat.

Bunyi Hukum Archimedes

hukum yang menyatakan bahwa setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung)

Hukum Archimedes

Bedasarkan gambar terlihat bahwa ketika benda berada diudara diukur massanya terukur 5 kg. Namun ketika dicelupkan ke dalam air terukur massa benda 3 kg dan massa air yang tumpah 2 kg. Jadi, pada saat benda tercelup di air, massa benda akan menjadi lebih ringan akibat gaya apung yang diterima benda. Itulah mengapa pada saat kita berenang, badan kita terasa lebih ringan didalam air dibanding di luar air.

Rumus Hukum Archimedes

Jenis benda di dalam air

1. Benda Tenggelam

Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda. Contohnya besi atau baja akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air. Dengan kata lain Benda bisa tenggelam jika gaya angkat air lebih kecil dari gaya berat benda tersebut.

Jenis benda di dalam air

Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Contohnya telur yang dimasukkan ke dalam air yang ditambahkan sedikit garam akan melayang karena massa jenis keduanya sama.

Sedangkan benda melayang terjadi jika gaya angkat air dan gaya berat benda sama.

Jenis benda di dalam air

Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda. Contohnya sterofoam atau plastik akan terapung jika dimasukkan ke dalam air.

Untuk benda yang bisa mengapung terjadi saat gaya angkat air lebih besar dibandingkan dengan gaya berat benda. 

Penerapan Hukum Archimedes

1. Kapal Selam .

kapal selam bisa melayang di dalam laut. Kapal selam dilengkapi dengan tangki yang bisa diisi udara atau air. Saat kapal selam akan muncul ke permukaan, tangki akan diisi dengan udara. Hal ini menyebabkan kapal tersebut bisa terangkat naik. Saat akan menyelam, udara akan diganti dengan air. 

Penerapan Hukum Archimedes

2. Balon udara

Mungkin kalian heran kenapa Hukum Archimedes bisa diterapkan pada balon udara. 

Udara dan atmosfer termasuk jenis fluida. Balon udara kemudian diisi gas yang memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara sekitar.

Karenanya balon udara bisa terangkat dan mengapung di udara. 

Penerapan Hukum Archimedes

3. Kapal Laut

Kapal laut biasanya terbuat dari baja atau besi, tetapi dapat mengapung di atas laut. Mengapa demikian? Hal ini karena gaya angkat kapal sebanding dengan berat kapal. Kapal laut memiliki bentuk berongga sehingga volume air yang dipindahkan lenih besar dan gaya angkat ke atas lebih besar juga.

Hukum Pascal

Hukum Pascal menyatakan bahwa Tekanan eksternal yang diberikan zat cair dalam sistem tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar, dan tekanan pada setiap titik pada fluida akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.

Formulasi hukum Pascal pada sistem tertutup

Pada gambar mekanisme hidrolik di atas, cairan tidak dapat ditambahkan ataupun keluar dari sistem tertutup, sehingga volume cairan yang terdorong di sebelah kiri akan mendorong piston (silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Piston di sebelah kiri bergerak ke bawah sejauh h1 dan piston sebelah kanan bergerak ke atas sejauh h2

​

.

Penerapan Hukum Pascal

Pada pengungkit hidrolik, sedikit gaya masuk yang diberikan digunakan untuk menghasilkan gaya keluar yang lebih besar dengan cara membuat luasan piston bagian luar lebih besar daripada luasan piston bagian dalam. Dengan cara ini, keuntungan mekanis yang didapatkan akan berlipat ganda tergantung rasio perbedaan luasan piston.

Dongkrak hidrolik

Sebagai contoh, jika luasan piston luar 20 kali lebih besar daripada piston bagian dalam, maka gaya yang keluar dikalikan dengan faktor 20; sehingga jika gaya yang diberikan setara dengan 100 kg, maka dapat mengangkat mobil hingga seberat 2000 kg atau 2 ton.

Ketika pengemudi menginjak pedal rem, tekanan pada silinder utama akan meningkat. Kenaikan tekanan ini akan diteruskan keseluruh bagian fluida di sepanjang sistem hidrolik sehingga silinder rem akan mendorong kanvas rem terhadap cakramyang menempel pada roda mobil. Akibat gesekan antara kanvas rem dengan cakram akan menyebabkan laju mobil berkurang. Rem hidrolik seperti ini biasa disebut rem cakram

1. TEKANAN AKAR

Proses penyerapan air menyebabkan akar menekan air hingga air masuk ke dalam pembuluh kayu (xilem), dalam pembuluh ini air diangkut menuju ke batang daun yang letaknya lebih tinggi. Saat air masuk ke dalam sel, akan terjadi tekanan pada dinding sel, sehingga sel akan merenggang. Hal ini menyebabkan timbulnya tekanan hidrostatis untuk melawan aliran air tersebut.

2. DAYA KAPILARITAS BATANG

Air dapat di angkut dari akar ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang. Pada saat air masuk ke dalam pembuluh xylem, air akan mengalami gaya adhesi yang lemah antara molekul air dan molekul pembuluh xylem, sedangkan gaya kohesi antara molekul air dengan molekul air lainnya sangat kuat, hal inilah yang menyebabkan air bergerak dapat naik di sepanjang pembuluh xylem.

Tekanan Udara

sebuah tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Pada prinsipnya, tekanan udara sama saja seperti tekanan pada zat cair. Tekanan udara di puncak gunung akan berbeda dengan sebuah tekanan udara di pantai. Hal ini disebabkan di puncak gunung jumlah partikel udaranya semakin kecil yang mengakibatkan pada gaya gravitasi partikel nya juga kecil, sehingga tekanan pada udaranya pun akan semakin kecil.

Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer. Toricelli pada tahun 1643 menciptakan barometer air raksa. Karena barometer air raksa tidak mudah dibawa ke mana-mana, dapat menggunakan barometer aneroid sebagai penggantinya.

Tekanan udara akan berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat sehingga semakin tinggi tempat dari permukaan laut semakin rendah tekanan udarannya. Kondisi ini karena makin tinggi tempat akan makin berkurang udara yang menekannya.

Ketinggian suatu tempat dari permukaan laut juga dapat diukur dengan menggunakan barometer. Kenaikan 10 m suatu tempat akan menurunkan permukaan air raksa dalam tabung sebesar 1 mm. Dalam satuan milibar (mb), setiap kenaikan 8 m pada lapisan atmosfer bawah, tekanan udara turun 1 mb, sedangkan pada atmosfer atas dengan kenaikan > 8 m tekanan udara akan turun 1 mb.

Rumus Tekanan Udarah = (760 – x) . 10

Keterangan:

h : ketinggian suatu tempat (m)

x : tekanan tempat tersebut (mmHg)

Contoh Soal Tekanan Udara

Seorang pendaki mendaki suatu gunung hingga puncaknya. Bila sikap barometer raksa di puncak tersebut yaitu 55 cmHg, berapakah ketinggian gunung yang didaki ??

Pembahasan

Diketahui:

Tekanan udara = 55 cmHg

Ditanya:

Tinggi gunung itu terhadap permukaan laut = …?

Jawab:

Turunnya tekanan udara = 76 – 55 = 21 cmHg

Tinggi gunung = 21 x 100

= 2.100 m

Jadi, tinggi gunung tersebut adalah 2.100 m di atas permukaan laut.

Multiple Choice

Perhatikan pernyataan berikut!

1) Penyerapan air oleh akar pada tanaman

2) Penyerapan air pada kentang yang sudah dikupas

3) Penyerapan air dari akar ke daun

4) Penyerapan air pada wortel

Dari pernyataan yang merupakan contoh dari penerapan tekanan pada makhluk hidup adalah ….

• 1), 2) dan 3)

• 2), 3) dan 4)

• 1), 2) dan 4)

• 2) dan 4)

Multiple Choice

Berikut ini pengaruh tekanan udara terhadap manusia adalah ….

• Seorang penyelam mudah bernapas ketika berada di kedalaman laut yang dalam

• Telinga yang mendengung, saat pesawat terbang tinggal landas

• Sukarnya pendaki bernapas di tempat yang tinggi

• Sukarnya seorang anak minum dengan sedotan

Multiple Choice

Tinggi suatu tempat adalah 300 meter dari permukaan air laut. Tekanan atmosfer di tempat tersebut adalah ….

• 72 cmHg

• 73 cmHg

• 79 cmHg

• 80 cmHg

Multiple Choice

Sebuah balok dimasukkan ke dalam cairan A, B. C dan D seperti gambar berikut: . Kesimpulan yang tepat dari fenomena tersebut adalah....

• massa jenis cairan D lebih besar dari cairan C

• massa jenis cairan A lebih kecil dari cairan C

• massa jenis cairan B lebih besar dari cairan D

• massa jenis balok berubah-ubah tergantung cairan tempat balok berada

Multiple Choice

Sebuah benda W berada di atas pompa hidrolik dengan massa 96 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s², jika luas penampang A₁ = 40 cm2, maka luas penampang A₂ adalah ....

• 12 cm²

• 200 cm²

• 10 cm²

• 5 cm²

Multiple Choice

Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 50 N. setelah ditimbang di dalam air, beratnya menjadi 30 N. Benda tersebut mendapatkan gaya angkat sebesar ….

• 50 N

• 30 N

• 20 N

• 10 N

Multiple Choice

Perhatikan pernyataan berikut!

1) Penyerapan air oleh akar pada tanaman

2) Penyerapan air pada kentang yang sudah dikupas

3) Penyerapan air dari akar ke daun

4) Penyerapan air pada wortel

Dari pernyataan yang merupakan contoh dari penerapan tekanan pada makhluk hidup adalah ….

• 1), 2) dan 3)

• 2), 3) dan 4)

• 1), 2) dan 4)

• 2) dan 4)

Multiple Choice

Berikut ini pengaruh tekanan udara terhadap manusia adalah ….

• Seorang penyelam mudah bernapas ketika berada di kedalaman laut yang dalam

• Telinga yang mendengung, saat pesawat terbang tinggal landas

• Sukarnya pendaki bernapas di tempat yang tinggi

• Sukarnya seorang anak minum dengan sedotan

Multiple Choice

Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Pascal adalah ….

• kapal selam

• balon udara

• galangan kapal

• Alat pengangkat mobil

Multiple Choice

Perhatikan beberapa alat di bawah ini!

1) Kapal selam

2) Mesin pengangkat mobil

3) Rem hidrolik

4) Balon udara

Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Archimedes ditunjukkan oleh nomor ….

• 1) dan 2)

• 2) dan 4)

• 2) dan 3)

• 1) dan 4)

Multiple Choice

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah benda memiliki berat 50 N,

ketika ditimbang di dalam air beratnya hanya 45 N, maka gaya ke atas yang menekan benda sebesar…N.

• 5

• 25

• 45

• 50

Multiple Choice

Perhatikan gambar berikut ini!

Mesin pengangkat mobil hidrolik pada gambar di atas memiliki pengisap masing-masing dengan luas A1 = 15 cm2 dan A2 = 600 cm2. Apabila pada pengisap kecil diberi gaya F1 sebesar 500 N, maka berat beban yang dapat diangkat adalah ….

• 500 N

• 15.0000 N

• 20.000 N

• 25.000 N

Multiple Choice

tempat berlangsungnya fotosintesis pada daun terjadi dijaringan

• palisade

• epidermis

• korteks

• stele

Multiple Choice

Jaringan pengangkut yang berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis pada tumbuhan adalah….

• xilem

• floem

• palisade

• spns

Multiple Choice

kapal laut yang terbuat dari besi dan baja dapat terapung di atas permukaan air laut karena...

• massa jenis kapal lebih kecil daripada massa jenis air laut

• gaya gravitasi bumi tidak ada

• massa jenis besi lebih kecil daripada massa jenis air laut

• berat jenis besi lebih besar dari pada berat jenis air laut

Multiple Choice

lihat gmbar disamping ! sebuah bejana berbentuk U berisi minyak oli.beban A beratnya 200 N dan beban B beratnya 500 N.bila luas penghisap di A adalah 5 cm²,berapakah luas penghisap di B.

• 25 cm²

• 11,5 cm²

• 12,5 cm²

• 32 cm²

Multiple Choice

Sepotong kayu terapung dengan 1/25 bagian tercelup didalam air.jika massa jenis air 1000 kg/m³,maka massa jenis kayu adalah... .

• 10 kg/m³

• 20 kg/m³

• 30 kg/m³

• 40 kg/m³

Multiple Choice

perhatikan gambar disamping

empat buah bola yang massa jenisnya sama dimasukkan kedalam zat cair yang berbeda. zat cair yang massa jenisnya paling kecil ...

• 1

• 2

• 3

• 4

Multiple Choice

suatu benda digantung pada suatu neraca pegas.ketika benda dicelupkan seluruhnya kedalam wadah yang penuh berisi zat cair diamati bahwa 3N zat cair tumpah.skala menunjukkan bahwa berat benda dalam zat cair adalah 7 N.berat benda diudara adalah...

• 4 N

• 5 N

• 7 N

• 10 N

Multiple Choice

suatu benda digantung pada suatu neraca pegas.ketika benda dicelupkan seluruhnya kedalam wadah yang penuh berisi zat cair diamati bahwa 3N zat cair tumpah.skala menunjukkan bahwa berat benda dalam zat cair adalah 7 N.berat benda diudara adalah...

• 4 N

• 5 N

• 7 N

• 10 N