SKL 08

SKL UN 08

UN IPA SMP/MTS 2013

Kompetensi : Mendeskripsikan dasar-dasar mekanika (gerak, gaya, usaha, dan energi) serta penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari. Indikator UN IPA yang ke-8 adalah menentukan besaran fisis yang terkait dengan tekanan pada suatu zat.

Blog ini memuat SKL , Ringkasan Materi, dan

Prediksi Soal UN IPA SMP/MTs 2013

RINGKASAN MATERI 

TEKANAN PADA ZAT PADAT

Besarnya tekanan pada zat padat merupakan perbandingan antara gaya yang bekerja dengan luas bidang tekan. Semakin besar gaya yang bekerja maka semakin besar tekanan yang dihasilkan. Tetapi semakin besar luas bidang tekan maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan gaya tersebut. Jadi, besarnya tekanan pada zat padat berbanding lurus dengan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik terhadap luas bidang tekan. Satuan Tekanan dalam SI adalah adalah  N/m². Satuan ini juga disebut pascal (Pa) dimana 1 Pa=1N/m² . Secara matematis dapat dituliskan :

dimana :

P= Tekanan (N/m²)

F = Gaya ( N )
A= Luas bidang tekan (m²)

Contoh :

Sebuah kotak yang beratnya 300 N dan luas alasnya 2 m² diletakkan di atas lantai. Hitunglah tekanan yang diberikan kotak pada lantai!
Penyelasaian :
Diketahui :
F = 500 N
A = luas alas kotak = 1 m²
Ditanyakan :
P = .... ?
Jawab :
       F         300N

P= ^____ = ^_______ =150 N/m²

       A          2m²

TEKANAN PADA ZAT CAIR ( TEKANAN HIDROSTATIS )
Tekanan pada zat cair dipengaruhi oleh :

• kedalaman (h), bahwa semakin dalam posisi zat yang diam maka semakin besar tekanannya berarti tekanan hidrostatis sebanding dengan kedalaman (h).
• massa jenis zat cair (r), Semakin besar massa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanannya pada kedalaman tertentu.
• percepatan grafitasi (g), karena tekanan zat cair juga disebabkan oleh berat zat cair

Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Secara matematis dirumuskan :

P=r.g.h

dengan

p = tekanan (N/m2)

r= massa jenis zat cair (kg/m³)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

h = tinggi zat cair (m)

Hukum Pascal

Berdasarkan percobaan di samping, Blaise Pascal mengemukakan suatu hukum yang dikenal dengan Hukum Pascal, yaitu: Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Aplikasi hukum Pascal yaitu pada dongkrak hidrolik, rem hidrolik, mesin pengangkat mobil, pompa sepeda, mesin pengepres kapas.     

                                                      

Dongkrak Hidrolik

     

  Gbr. Skema Dongkrak Hidrolik
     
Rumus yang berlaku pada dongkrak hidrolik:

Keterangan:

F₁ = gaya pada penghisap pertama (N)

F₂ = gaya pada penghisap kedua (N)

A₁ = luas penampang pengisap pertama (m²)

A₂ = luas penampang pengisap kedua (m²)

Hukum Archimedes

Seorang ahli Fisika bernama Archimedes mempelajari tekanan dengan cara memasukkan dirinya pada bak mandi. Ternyata, ia memperoleh hasil  yakni beratnya menjadi lebih ringan ketika di dalam air. Gaya ini disebut gaya apung atau gaya ke atas (Fa). Ternyata gaya apung sama dengan berat benda di udara dikurangi dengan berat benda di dalam air.

                                                                        Fa= Wu–Wa 

dengan: Fa = gaya apung atau gaya ke atas (N)
               Wu = gaya berat benda di udara (N)
               Wa = gaya berat benda di dalam air (N)

Besarnya gaya apung ini bergantung pada banyaknya air yang didesak oleh benda tersebut. Semakin besar air yang didesak maka semakin besar pula gaya apungnya.Hasil penemuannya dikenal dengan Hukum Archimedes. Hukum Archimedes menyatakan bahwa apabila suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair baik sebagian atau seluruhnya, benda akan mendapatkan gaya apung yang besarnya sama dengan berat benda zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. 

Beberapa teknologi yang memanfaatkan prinsip Archimedes adalah kapal selam, kapal laut, balon udara, hidrometer, dan jembatan ponton. 

Secara matematis hukum Archimedes dituliskan :

Fa =  r.V.g

dengan :

Fa = gaya ke atas / gaya apung ( N )

r  = massa jenis zat cair ( kg/m³)

V   = volume zat cair (m³)

g    = percepatan grafitasi (m/s²)

   

TEKANAN UDARA
A. Pengaruh ketinggian permukaan tekanan udara. 

Tekanan udara di permukaan laut = 76 cmHg atau 1 atm. Setiap ketinggian bertambah 100 m tekanan udara berkurang 1 cmHg.

B. Tekanan udara dalam ruang tertutup

Alat untuk mengukur tekanan udara dalam ruang tertutup dinamakan manometer. Manometer ada dua macam, yaitu manometer raksa dan manometer logam Alat untuk mencatat perubahan tekanan udara secara terus menerus disebut barograf.

         
    Besar tekanan gas dapat dihitung dengan rumus:

Pgas = Pbar + h 

PREDIKSI SOAL UN 2013

1.  Perhatikan gambar sebuah balok berikut ini !

     

Jika gaya yang bekerja pada balok sebesar 1200 N, maka tekanan maksimum yang dikerjakan pada balok adalah....

A.       10 kPa  

B.       20 kPa

C.       30 kPa

D.       40 kPa

2.  Sebuah benda yang terbuat dari besi pejal beratnya 30 newton diletakkan di atas

     lantai   seperti   pada  posisi (I).  Kemudian benda tersebut kedudukannya diubah 

     menjadi seperti posisi (II).

     Dari   perubahan   kedudukan tersebut, maka tekanan yang diberikan oleh benda 

     terhadap lantai adalah ….

	Posisi I	Posisi II
A.	30 N/m²	50 N/m²
B.	30 N/m²	60 N/m²
C.	50 N/m²	100 N/m²
D.	60 N/m²	100 N/m²

3. Sebuah kotak kayu massanya 50 kg dan percepatan grafitasi di tempat tersebut 

     9,8 m/s².  Tekanan yang diberikan oleh dasar kotak adalah ….

     A. 105 N/m²

    B. 350 N/m²

    C. 670 N/m²

    D. 700 N/m²

4.  Perhatikan gambar posisi empat ekor ikan berada dalam bejana berikut! 
     

Jika percepatan grafitasi di tempat ini sebesar 10 m/s², maka tekanan hidrostatis paling besar dialami oleh....

A.  ikan M, karena paling jauh dari dasar bejana

B.  ikan K, karena berat badannya paling besar

C.  ikan N, karena paling jauh dari permukaan air

     D. ikan L, karena bentuk badannya paling kecil     

5.  Perhatikan gambar berikut !

     
Jika g=10m/s², maka besarnya tekanan hidrostatis pada mulut ikan adalah ....  

A.      1.000 N/m²

B.      1.500 N/m²

C.      8.500 N/m²

D.     10.000 N/m²

6. Perhatikan gambar berikut

     

Agar kedua pengisap seimbang, maka besar 

F₂ adalah ...

    A.   20  N                      C.   60 N

    B.   40 N                       D. 100 N

7.  Perhatikan tabel berikut !

Percobaan	Gaya tekan (N)	Luas bidang tekan (m²)
1 2 3 4	164 144 200 250	41 12 20 10

Dari data yang tampak pada tabel tersebut, tekanan terkecil dan terbesar berturut-turut dihasilkan oleh percobaan….

A.     ( 1 ) dan ( 3 )

B.     ( 1 ) dan ( 4 )

C.     ( 2 ) dan ( 3 )

D.     ( 2 ) dan ( 4 )

8. Perhatikan gambar berikut !

     

Bila pada peralatan hidrolik tampak seperti gambar dan luas penampang A₂ = 200 A₁, maka  perbandingan gaya F₁ : F₂ sama dengan ....

A.       1 : 400               C.        400 : 1

B.        1 : 200               D.       200 : 1

9. Udara dalam ruang tertutup mempunyasi volume 4 m dengan tekanan 6 atm. Bila tekanan udara diperkecil menjadi 1,5 atm, volume udara yang harus dipompakan ke ruang tersebut bila suhu tetap adalah ....

A. 16 m³

B. 10 m³

C. 7,5 m³

D. 5,5 m³

10.Tekanan udara di suatu tempat 61 cm Hg. Perkiraan ketinggian permukaan itu dari air laut adalah ....

A. 1.6 km

B. 1,5 km

C. 1,4 km

D. 1,3 km

11. Sebuah balok berukuran 10 cm × 5 cm ×  4 cm terletak di lantai. Tekanan yang
      dihasilkan besar, bila bagian yang  menyentuh lantai adalah ....
      A. 10 cm × 5 cm 
      B. 10 cm × 4 cm 
      C. 5 cm × 4 cm
      D. semua benar

12. Perhatikan gambar berikut!

                                      (1)               (2)             (3)             (4)
     Keempat balok di atas diletakkan di atas meja dan diberi gaya yang sama. 
     Tekanan yang paling besar diberikan oleh balok nomor ....
     A. 1 
     B. 2 
     C. 3
     D. 4


13. Perhatikan gambar manometer raksa terbuka di bawah ini!

      Besarnya tekanan gas adalah ....
      A. 69 cmHg 
      B. 72 cmHg 
      C. 78 cmHg
      D. 81 cmHg

14. Tinggi suatu daerah adalah 300 m dari  permukaan air laut. Tekanan atmosfer 
      di tempat tersebut adalah ....
      A. 73 cmHg
      B. 72 cmHg
      C. 80 cmHg
      D. 79 cmHg

15. Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 50 N. Setelah ditimbang di dalam
       air beratnya menjadi 30 N. Benda tersebut mendapat gaya angkat sebesar ….
       A. 50 N
       B. 30 N 
       C. 20 N
       D. 10 N

Selamat Mengerjakan

1. C           6. D             11. C

2. D           7. B             12. C

3. D           8. B             13. D

4. C           9. A             14. A

5. C          10. B            15. C