Materi Lengkap Tekanan Zat Padat Contoh Soal dan Pembahasannya

Amongguru.com. Materi Lengkap Tekanan Zat Padat Contoh Soal dan Pembahasannya.

Pada saat musim penghujan tiba, jalanan banyak yang berlumpur akibat terguyur air hujan, sehingga kita akan kesulitan melintasi jalan tersebut. Agar dapat melewati jalan berlumpur dengan mudah, maka disarankan menggunakan sepatu boot.

Mengapa? Apabila dicermati, sepatu boot memiliki permukaan pijakan yang lebih luas, sehingga kita tidak mudah terjebak masuk ke lumpur saat berjalan.

Fenomena tersebut juga dapat diamati pada bebek dan ayam. Bebek dapat dengan mudah mencari makan di tempat yang berlumpur, misalnya sawah. Akan tetapi, ayam kesulitan untuk mencari makan di tempat tersebut.

Bebek memiliki selaput pada kakinya, sedangkan ayam tidak memiliki. Permukaan pijakan yang luas, menyebabkan tekanan yang dihasilkan oleh kaki terhadap lumpur semakin kecil, sehingga bebek tidak mudah masuk ke dalam lumpur.

Beberapa peristiwa tersebut sangat berhubungan dengan salah satu konsep Fisika, yaitu tekanan.

Tekanan Zat Padat

Secara umum, tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda tiap satuan luas bidang tekan.

Apabila kamu mendorong uang logam di atas sebuah plastisin, maka kamu telah memberikan gaya pada uang logam tersebut. Besarnya tekanan uang logam pada plastisin, tergantung seberapa besar gaya yang kamu berikan dan juga luas bidang tekan uang logam tersebut.

Berdasarkan percobaan ini, maka dapat disimpulkan bahwa ada dua faktor yang dapat mempengaruhi tekanan pada za padat, yaitu gaya dan luas permukaan bidang tekan.

Secara matematis, hubungan antara tekanan, gaya, dan luas bidang tekan dapat dituliskan sebagai berikut.

dengan:
p = tekanan (N/m2 )
F = gaya tekan (N)
A = luas bidang (m2)

Konsep tekanan sama dengan penyebaran gaya pada luas suatu permukaan benda. Apabila gaya yang diberikan pada suatu benda semakin besar, maka tekanan yang dihasilkan juga bertambah besar. Antara gaya dengan tekanan berbanding lurus.

Sebaliknya, semakin luas permukaan suatu benda, maka tekanan yang dihasilkan semakin kecil Antara luas permukaan bidang tekan dengan tekanan memiliki perbandingan terbalik.

Contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

1. Kapak

Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan dalam membelah kayu. Memotong kayu dengan mata kapak yang tajam akan sedikit mengeluarkan tenaga dibandingkan kapak yang tumpul dengan gaya yang sama. Kapak yang baik adalah yang memiki luas permukaan kapak yang kecil.

2. Sepatu salju

Orang-orang yang tinggal di daerah bersalju secara tidak langsung telah memanfaatkan konsep tekanan. Mereka sudah memiliki pemikiran untuk membuat sepatu salju yang luas alasnya besar sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada salju dengan tujuan memudahkan mereka berjalan di atas salju.

3. Sirip ikan

Sirip ikan yang lebar akan memungkinkan ikan bergerak dalam air dengan bebas dan linca. Hal ini disebabkan karena ikan memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip tersebut memberikan tekanan yang besar ke air ketika digerakkan, sehingga ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya.

Materi Lengkap Tekanan Zat Padat Contoh Soal dan Pembahasannya

Contoh Soal Tekanan Zat Padat dan Pembahasan

Soal nomor 1

Berikut ini yang bukan  penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari adalah ….

A.  penggunaan pisau runcing untuk memudahkan memotong

B.  itik dapat berjalan dengan mudah di lumpur karena memiliki selaput

C.  pembuatan permukaan meja dengan bahan kayu yang kuat

D.  penggunaan tali yang besar pada ember agar mudah di angkat

Pembahasan :

Yang bukan merupakan contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan adalah pembuatan permukaan meja dengan bahan kayu yang kuat (C).

Pisatu runcing akan memberikan tekanan lebih besar dibandingkan pisau tumpul, sehingga memudahkan untuk memotong.

Selaput diantara jari-jari itik akan mengurangi tekanan yang dihasilkan di lumpur, karena luas bidang kaki itik lebih besar. Dengan demikian itik dapat berjalan dengan lancar di lumpur.

Ember yang diberi tali kecil memiliki  tekanan lebih besar daripada ember dengan tali besar. Sehingga, sebaiknya gunakan tali yang lebih besar pada ember untuk menimba air.

Soal nomor 2

Di bawah ini adalah besaran yang dapat mempengaruhi besar kecilnya tekanan adalah ….

A.   gaya tekan dan luas bidang tekan

B.  gaya tekan dan luas permukaan benda yang ditekan

C.  massa benda dan luas permukaan benda

D.  berat benda dan keruncingan benda

Pembahasan :

Besaran yang mempengaruhi nilai tekanan adalah gaya tekan dan luas bidang tekan (A). Luas bidang tekan berbeda dengan luas permukaan benda yang ditekan. Luas bidang tekan tergantung pada luas alas benda yang menekan benda di bawahnya.

Soal nomor 3

Satuan tekanan dalam sistem Satuan Internasional (SI) adalah ….

A.  Kg/m.s

B.  N/m

C.  gr/cm.s

D.  dyne/cm

Pembahasan :

Macam-macam satuan yang umum digunakan untuk tekanan adalah :

  • SI = N/matau Pa
  • MKS = kg/m.s2
  • CGS = gr/cm.s
  • Satuan lain = dyne/cm

Soal nomor 4

Sebuah peti kayu berbentuk balok berukuran panjang  m, lebar 1 m, dan tebal 50 cm memiliki berat sebesar 400 N. Jika peti tersebut berada di atas lantai dengan posisi tegak, maka tekanan yang dihasilkannya adalah ….

A.  200 N/m2

B.  400 N/m2

C.  600 N/m2

D.  800 N/m2

Pembahasan :

Dik : p = 2 m, l = 1 m, t = 50 cm = 0,5 m, w = 400 N

Dit : P = ….?

Jawab :

Jika peti dalam posisi tegak, maka yang menjadi alasnya adalah bidang samping, sehingga luas bidang tekannya (A) adalah :

A = l x t

A = 1 x 0,5

A = 0,5 m2

Besarnya tekanan yang diberikan adalah :

P = F/A

P = w/A

P = 400/0,5

P = 800 N/m2 (D) 

Soal nomor 5

Budi mendorong gerobak dengan kedua tangganya dan membutuhkan gaya sebesar 90 Newton. Apabila luas sebuah telapak tangan adalah 150 cm2, maka tekanan yang diberikan Budi pada gerobak adalah sebesar ….

A.  3.000 N/m2

B.  6.000 N/m2

C.  8.000 N/m2

D.  10.000 N/m2

Pembahasan :

Dik : F = 90 N, A = 2 X 150 cm2 = 300 cm2 = 0,03 cm2 

Dit : P = …. ?

Jawab :

Tekanan yang diberikan adalah :

P = F/A

P = 90/0,03

P = 3000 N/m2 (A)

Baca juga :

Demikian ulasan mengenai Materi Lengkap Tekanan Zat Padat Contoh Soal dan Pembahasannya. Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan