Cara Menghitung Tekanan Pada Zat Padat

Rumus Menghitung Tekanan pada Zat Padat
Berdasarkan defnisi di atas maka tekanan dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

Tekanan = Gaya / Luas

Jika tekanan (pressure) diberi simbol P, Gaya (force) diberi simbol F, dan luas (area) diberi simbol A, maka rumus tekanan pada zat padat adalah:
Misalkan sebuah benda diberi gaya sebesar 25 newton pada area seluas 2 m2 maka tekanan yang dialami benda tersebut dapat dihitung menggunakan rumus di atas.
P = 25 N / 2 m2 = 12,5 N/m2
Jadi gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah 12,5 N/m2

Rumus Menghitung Gaya yang Bekerja pada Sebuah Benda
Gaya yang berkerja pada suatu benda didefinisikan sebagai massa dikalikan percepatan. Jika massa (mass) benda diberi simbol m, dan percepatan (acceleration) diberi simbol a, maka rumus gaya adalah:

F = m.a

Misalkan sebuah benda dengan massa 4 kg dengan percepatan 7,5 m/s2, maka gaya yang bekerja adalah:
F = 4 kg x 7,5 m/s2 = 30 kg.m/s2 = 30 N
Jadi gaya yang bekerja adalah 30 N

Benda yang diletakkan di atas suatu permukaan memiliki gaya berat, dalam hal ini, percepatannya adalah percepatan gravitasi bumi yang diberi simbol g. Sehingga gaya berat sering ditulis sebagai:

F = m.g

Misalkan sebuah benda 1,5 kg diletakkan di atas lantai dan percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2 maka gaya yang diberikan oleh benda tersebut pada lantai adalah:
F = 1,5 kg x 10 m/s2 = 15 kg.m/s2 = 15 N
Jadi gaya yang bekerja adalah 15 N

Contoh Perhitungan Tekanan pada Benda Padat
Berikut beberapa contoh perhitungan tekanan pada benda padat dalam bentuk soal dan penyelesaian.

Contoh Soal 1
Soal: Berapa tekanan yang dialami benda yang dikenakan gaya 120 N pada bidang seluas 1,5 m2 ?
Jawab:
Gaya, F = 120 N
Luas, A = 1,5 m2
P = F/A
P = 120/1,5 = 80 N/m2
Jadi tekanan yang dialami benda tersebut adalah 80 N/m2 atau 80 Pa

Contoh Soal 2
Soal: Gaya sebesar 4,4 N bekerja pada permukaan suatu benda seluas 1.000 cm2. Hitunglah tekanan yang diberikan pada benda tersebut.
Jawab:
Gaya, F = 4,4 N
Luas, A = 1.000 cm2 = 1.000/10.000 m2 = 0,1 m2
P = F/A
P = 4,4/0,1 = 44 N/m2
Jadi tekanan yang diberikan benda tersebut adalah 44 N/m2 atau 44 Pa

Contoh Soal 3
Soal: Hitunglah tekanan dari sebuah benda 2,5 kg dengan percepatan 8 m/s2 yang bekerja pada permukaan seluas 0,2 m2 !
Jawab:
Massa, m = 2,5 kg
Percepatan, a = 8 m/s2
Luas, A = 0,2 m2
Langkah 1: hitung gaya (F)
F = m.a
F = 2,5 x 8 = 20 N
Langkah 2: hitung tekanan (P) 
P = F/A
P = 20/0,2 = 100 N/m2
Jadi tekanan yang diberikan benda tersebut adalah 100 N/m2 atau 100 Pa

Contoh Soal 4
Soal: Sepotong balok kayu berbentuk kubus yang panjang sisinya 20 cm diletakkan di lantai. Jika massa balok kayu 6 kg dan kecepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, hitunglah tekanan yang dialami lantai tersebut !
Jawab:
Massa, m = 6 kg
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Luas permukan kubus, A = 20 cm x 20 cm = 400 cm2 = 0,04 m2
Langkah 1: hitung gaya (F)
F = m.g
F = 6 x10 = 60 N
Langkah 2: hitung tekanan (P) 
P = F/A
P = 60/0,04 = 1.500 N/m2
Jadi tekanan yang diberikan benda tersebut adalah 1.500 N/m2 atau 1.500 Pa

Contoh Soal 5
Soal: Diketahui sebuah balok kayu berbentuk kubus yang memiliki panjang sisi 10 cm diletakkan di lantai. Jika tekanan yang diberikan benda pada lantai 1,2 kilopascal dan kecepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, berapa massa balok kayu tersebut ?
Jawab:
Luas permukan kubus, A = 10 cm x 10 cm = 100 cm2= 0,01 m2
Tekanan, P =1,2 kPa = 1.200 pascal = 1.200 N/m2
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Langkah 1: hitung gaya (F)
P = F/A
1.200 = F/0,01
F = 1.200 x 0,01 = 12 N
Langkah 2: hitung luas (A)
F = m.g
12 = m x 10
m = 12/10 = 1,2 kg
Jadi massa balok kayu tersebut adalah 1,2 kg.

Contoh Soal 6
Soal: Satu ember air diletakkan di lantai dan memberikan tekanan sebesar 3 kPa pada lantai. Berapa luas permukaan bawah ember jika berat ember beserta air 12 kg dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 ?
Jawab:
Tekanan, P = 3 kPa = 3.000 pascal = 3.000 N/m2
Massa, m = 12 kg
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Langkah 1: hitung gaya (F)
F = m.g
F = 12 x10 = 120 N
Langkah 2: hitung luas (A)
P = F/A
3.000 = 120/A
A = 120/3.000 = 0,04 m2 = 0,04 x 10.000 cm2 = 400 cm2
Jadi luas permukaan bawah ember tersebut adalah 400 cm2

http://ukurandansatuan.com/cara-menghitung-tekanan-pada-zat-padat.html/

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.s2 

B.  N/m2 

C.  gr/cm.s2 

D.  dyne/cm2 

Pembahasan :

Macam-macam satuan yang umum digunakan untuk tekanan adalah :

• SI = N/m2  atau Pa
• MKS = kg/m.s2
• CGS = gr/cm.s2 
• Satuan lain = dyne/cm2 

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)

https://www.amongguru.com/materi-lengkap-tekanan-zat-padat-contoh-soal-dan-pembahasannya/

Share: