standar kompetensi : kompetensi dasar

STANDAR KOMPETENSI :
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi
dalam kehidupan sehari-hari
KOMPETENSI DASAR
Menyelidiki tekanan pada benda padat, cair, dan
gas serta penerapannya dalam kehidupan seharihari
Tujuan pembelajaran :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Menemukan hubungan antara gaya, tekanan, dan
luas daerah yang dikenai gaya.
Menerapkan konsep bejana berhubungan dalam
kehdupan sehari-hari.
Mendeskripsikan hukum Paskal dan hukum
Archimides melalui percobaan sederhana serta
penerapan dalam kehdupan sehari-hari.
Menunjukan beberapa produk tehnologi dalam
kehidupan sehari-hari sehubungan dengan konsep
benda terapung, melayang, dan tenggelam.
Menjelaskan hubungan antara ketinggian tempat
dengan tekanan udara.
Melakukan percobaan yang dapat menunjukan
tekanan atmosfir.
Mengapa telapak kaki gajah lebar ?
BILA KEDUA PAKU INI DI TEKAN PADA SEBUAH PAPAN
DENGAN GAYA YANG SAMA BESAR, MANAKAH YANG
TEKANAN LEBIH BESAR ?
A
B
Perhatikan gambar berikut :
Alat tersebut dapat mengangkat mobil yang berat, mengapa ?
Pengertian tekanan :
adalah gaya yang bekerja
pada benda untuk tiap
satu satuan luas
penampang. Dimana
gaya yang bekerja
adalah tegak lurus
TEKANAN PADA ZAT PADAT
Tekanan dapat dihitung dengan rumus :
F
P =
A
P = tekanan ( N/m2 atau Paskal = Pa )
F = gaya tekan ( N )
A = Luas permukaan tempat gaya bekerja ( m2 )
Contoh soal :
1.
Seekor gajah beratnya
4.000 N, berdiri dengan satu kaki
yang luas telapak kakinya 10 m2.
Berapa tekanan yang dilakukan
gajah terhadap tanah ?
Diket ; F = 4.000 N
A = 10 m2
Dit : P = …. ?
Jawab
F
4.000 N
P=
=
A
10 m2
P = 400 Pa
Jadi tekanan satu kaki gajah
Sebesar 400 Pa
TEKANAN PADA ZAT CAIR
Air memancar karena tekanan
Tekanan Hidrostatis yaitu tekanan yang dilakukan zat cair
yang diam di dalam suatu tempat pada kedalaman
tertentu.
Tekanan hidrostatis tergantung
1. Ketinggian zat cair
2. Massa jenis zat cair
3. Percepatan gravitasi
Tekanan pada zat cair dapat dihitung dengan rumus
P=ρxgxh
Dimana :
P = Tekanan hidrostais ( N/m2 atau Pa )
ρ = Massa jenis zat cair ( kg/m3 )
g = Percepatan gravitasi bumi ( m/s2 )
h = Kedalaman ( m )
A. Bejana berhubungan
Permukaan zat cair yang tidak bergerak dalam suatu
bejana atau bejana berhubungan selalu terletak dalam
bidang datar, disebut HUKUM BEJANA BERHUBUNGAN
HUKUM BEJANA
BERHUBUNGAN TIDAK
BERLAKU BILA :
1.
2.
3.
Bejana diisi dua atau lebih zat cair yang
berbeda
Tekanan udara pada bejana tidak sama
Pada bejana terdapat pipa kapiler
minyak
Berdasarkan gambar disamping
h1
P1
h2
P2
P1 = P 2
ρ1.g.h1 = ρ2.g.h2
ρ1.h1 = ρ2.h2
Dimana :
ρ1 = massa jenis zat pertama ( minyak )
ρ2 = massa jenis zat kedua ( air )
h1 = Ketinggian zat pertama
h2 = ketinggian zat kedua
P1= Tekanan pada zat pertama
P2 = Tekanan pada zat kedua
B. HUKUM PASCAL

Yaitu tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam
ruang tertutup diteruskan kesegala arah dan sama
besar
Prinsip hukum Pascal digunakan pada alat tehnik seperti :
1.
2.
3.
4.
5.
Dongkrak hidrolik
Mesin hidrolik pengangkat mobil
Pompa hidrolik ban sepeda
Mesin pengepres hidrolik
Rem piringan hidrolik
F1
A1
A2
F2
P1 = P2
F1
F2
---- = ----A1
A2
minyak
DIMANA ;
P1, P2 = Tekanan pada pipa 1 dan 2
F1 , F2 = Gaya yg bekerja pada pipa 1
dan pipa 2
A1 , A2 = Luas penampang pipa 1 dan
pipa 2
C. HUKUM ARCHIMIDES


Adalah sebuah benda yang dicelupkan
sebagian atau seluruhnya pada zat cair akan
mengalami gaya keatas yang sama besarnya
dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh
benda tersebut.
Gaya keatas oleh zat cair dikenal dengan
gaya Archimides,
Percobaan
Secara sederhana hukum archimides dapat ditulis :
Gaya archimides = berat zat cair yang dipindahkan
FA = Wc
FA = mc . g
Karena mc = ρc. Vc
Maka
FA = ρc. Vc. g
Dimana :
FA = gaya archimides ( N )
ρc = massa jenis zat cair ( kg/m3 )
Vc = Volume zat cair yang dipindahkan ( m3 )
g = Percepatan gravitasi bumi ( m/s2 )
Terapung, melayang, dan tengelam
Penerapan hukum archimides
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Hidrometer adalah alat untuk mengukur
massa jenis zat cair
Kapal laut
Kapal selam
Galangan kapal
Jembatan ponton
Balon udara
TEKANAN PADA GAS / UDARA
Bumi diselimuti oleh lapisan udara
yang disebut Atmosfer. Atmosfer terentang
Dari permukaan bumi sampai ketinggian
lebih kurang 800 km di atasnya.
Alat untuk mengukur untuk mengukur
tekanan udara disebut BAROMETER
PERCOBAAN TORRICELLI
76 cm
Air raksa
Tabung kaca sepanjang 1 m diisi air
raksa sampai penuh, kemudian ujung
yang terbuka ditutup dengan jari.
Selanjutnya ujung tersebut dibalik
dengan cepat dan dimasukan kedalam
bejana yang berisi air raksa.
Dalam percobaan tersubut diketahui
bahwa tinggi air raksa dalam tabung
76 cm dan ruang tabung bagian atas
merupakan ruang hampa.
Karena percobaan itu dilakukan diatas
permukaan air laut, dapat disimpulkan
bahwa tekanan air raksa setinggi
76 cmHg sama dengan 1 atmosfer ( atm )
TELAH DIKETAHUI TEKANAN PADA ZAT CAIR DAPAT
DIHITUNG DENGAN RUMUS :
P=ρxgxh
ρ air raksa = 13,6 g/cm3 = 13.600 kg/m3
g
= 9,8 N/kg ( m/s2 )
h air raksa = 76 cm = 0.76 m
P = 13.600 kg/m3 x 9,8 N/kg x 0,76 m
= 101,300 N/m2 ( dibulatkan ) = 101.000 pa
Dalam meteorologi, satuan tekanan yang sering digunakan adalah bar.
Satu bar didefinisikan sama dengan 100.000 pa
Hubungan tinggi tempat dan tekanan
udara
h = ( bar – p ) 100 m
Dimana :
h
= tinggi suatu tempat ( m )
P
= tekanan udara suatu tempat ( cmHg )
bar = sikap barometer = 76 cmHg
TEKANAN GAS DALAM RUANG TERTUTUP
Manometer adalah alat untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup
Jika tabung A dihubungkan keruang gas, gas
melakukan tekanan terhadap permukaan zat
cair dalam tabung A. Akibatnya permukaan zat cair
dalam tabung A turun dan permukaan zat cair
pada tabung B naik. Selisih ketinggian zat cair
( raksa ) itulah yang menunjukan besar tekanan
gas gas dalam ruang.
Tek. atmosfer
h
B
A
P gas = tekanan gas
P gas = bar + h
bar
= tekanan udara luar ( cmHg )
h
= selisih tinggi raksa ( cm )
Siswa donals
Selisih ketinggian raksa sulit sulit
diukur dengan teliti karena terlalu kecil.
Oleh karena itu raksa dapat diganti
dengan air
Dengan demikian tekanan gas untuk manometer
air menjadi :
h’
P gas = ( bar + ----- ) cmHg
13,6
h’ = selisih ketinggian air ( cm )
Hukum Boyle
Adalah hasil kali tekanan dan volume gas dalam
ruang tertutup menghasilkan bilangan yang tetap.
Secara matematis dapat ditulis :
P.V = C
atau
P1.V1 = P2.V2
Dimana :
P = tekanan gas ( Pa )
V = Volume gas ( m3 )
C = Bilangan konstanta
P1 = tekanan gas mula-mula
P2 = tekanan gas akhir
V1 = Volume gas mula-mula
V2 = Volume gas akhir
Penerapan Hukum Boyle seperti :
1.
2.
3.
Pompa tekan
Pompa hisap
Pompa hisap-tekan