Secara sederhana, kita dapat mengartikan tekanan sebagai besarnya beban yang diterima benda persatuan luasnya.
Jika dalam luasan area 1 m2 bekerja gaya sebesar 1 N, maka besar tekanan yang dihasilkan adalah 1 N/m2. Artinya, tiap 1 m2 mengalami beban sebesar 1 N.
Besarnya tekanan yang dihasilkan oleh suatu gaya berbanding lurus dengan besar gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan luas daerah dimana gaya itu bekerja.
Itu artinya, ada dua besaran yang mempengaruhi nilai tekanan yang harus kita perhatikan. Besaran tersebut adalah gaya dan luas bidang sentuh.
#1 Rumus Dasar Tekanan
Secara matematis, besar tekanan yang dihasilkan zat padat sama dengan hasil bagi gaya dengan luas permukaan bidang sentuh.| P = F/A |
Keterangan :
P = besar tekanan yang dihasilkan (N/m2)
F = gaya yang bekerja (N)
A = luas permukaan bidang tekan (m2).
Dari rumus di atas, dapat Sobat Tafsi lihat bahwa tekanan sebanding dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang sentuh.
Semakin besar gaya yang bekerja, maka semakin besar tekanan yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin luas bidang sentuhnya, semakin kecil tekanannya.
Kalau dilihat, rumus tekanan ini memang sangat sederhana dan mudah diingat. Akan tetapi, tidak sedikit murid yang keliru memahami rumus ini.
Sebagian murid salah mengartikan luas bidang sentuh sebagai luas permukaan di mana benda diletakkan atau gaya bekerja.
Padahal, seringkali luas bidang sentuh tidak sama dengan luas permukaan bidang dimana gaya tersebut bekerja.
Misalnya, sebuah kubus yang panjang sisinya 0,2 m, diletakkan di atas meja yang luas permukaannya 2 m2.
Untuk menentukan besar tekanan yang dihasilkan benda tersebut, sebagian murid menggunakan luas permukaan meja sebagai luas bidang sentuh.
Padahal, yang dimaksud dengan luas bidang sentuh adalah luas alas kubus yang bersentuhan dengan permukaan meja.
Jadi, luas bidang sentuh untuk kasus ini sama dengan luas alas kubus yaitu 0,04 m2 bukan luas permukaan mejanya.
#2 Gaya Berat dan Luas Bidang Tekan
Jika sebuah benda bermassa m diletakkan di atas bidang datar, maka tekanan yang dihasilkan oleh benda tersebut akan sebanding dengan berat benda itu.Dengan demikian, rumus tekanan yang dibahas di atas dapat juga diubah menjadi:
|
Keterangan :
P = besar tekanan yang dihasilkan (N/m2)
W = gaya berat benda (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
A = luas alas benda (m2).
Seperti yang telah dijelaskan di atas, yang dimaksud dengan luas bidang sentuh adalah luas alas benda yang bersentuhan dengan permukaan meja atau lantai.
Nah, dengan menganggap bahwa seluruh bagian alas benda bersentuhan dengan permukaan bidang datar, maka luas bidang sentuh sama dengan luas alas benda.
Nah, pada gambar di atas dapat Sobat Tafsi lihat ada dua benda yang diletakkan di atas sebuah meja. Keduanya memiliki massa dan luas alas yang berbeda.
Berdasarkan rumus tekanan, maka tekanan yang dihasilkan oleh benda pertama adalah:
⇒ P1 = W1/A1
Sedangkan besar tekanan yang dihasilkan oleh benda kedua adalah:
⇒ P2 = W2/A2
Keterangan :
A1 = luas alas benda pertama (m2)
A2 = luas alas benda kedua (m2)
W1 = berat benda pertama (N)
W2 = berat benda kedua (N).
Dengan ilustrasi tersebut, semoga Sobat Tafsi dapat memahami cara menentukan tekanan yang dihasilkan oleh benda padat.
#3 Pengaruh Luas Alas terhadap Tekanan
Selanjutnya, mari kita lihat pengaruh luas alas terhadap tekanan yang dihasilkan oleh suatu benda.Dari rumus dasar tekanan, kita dapat mengetahui bahwa tekanan berbanding terbalik dengan luas alas benda.
Makin besar luas alasnya, maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan.
Lalu, apakah sebuah benda selalu menghasilkan tekanan yang sama untuk massa yang sama?
Jawabannya adalah tidak.
Sebuah benda (beratnya tetap) tidak selalu menghasilkan tekanan yang sama. Itu karena besar tekanan tergantung pada bagaimana benda itu diposisikan.
Sebagai contoh, mari kita ambil benda berbentuk balok.
Sebuah benda yang berbentuk balok memiliki 6 bidang atau sisi. Keenam sisi tersebut adalah sisi bawah, sisi atas, sisi kiri, sisi kanan, sisi depan, dan sisi belakang.
Dari gambar di atas dapat Sobat Tafsi lihat bahwa luas sisi bawah sama dengan luas sisi atas, luas sisi kiri sama dengan luas sisi kanan, dan luas sisi depan sama dengan luas sisi belakang.
Itu artinya, untuk benda berbentuk balok, ada 3 variasi posisi yang dapat kita lakukan, yaitu:
1). Sisi bawah atau sisi atas sebagai alasnya
2). Sisi kiri atau sisi kanan sebagai alasnya
3). Sisi depan atau sisi belakang sebagai alasnya.
Nah, untuk benda berbentuk balok yang panjang, lebar, dan tingginya berbeda, maka akan ada tiga kemungkinan luas alas, yaitu A1, A2, dan A3 seperti terlihat pada gambar di atas.
Karena ada tiga kemungkinan cara meletakkan benda, maka satu benda berbentuk balok dapat menghasilkan 3 nilai tekanan yang berbeda.
Jika yang menajdi alas adalah sisi bawah atau sisi atas, maka tekananya:
⇒ P = W/A1
Jika yang menjadi alas adalah sisi kiri atau sisi kanan, maka tekanannya:
⇒ P = W/A2
Jika yang menjadi alas adalah sisi depan atau sisi belakang, maka tekanannya:
⇒ P = W/A3
Nah, dari ketiga kemungkinan posisi tersebut, posisi manakah yang menghasilkan tekanan terbesar?
Karena tekanan berbanding terbalik dengan luas alas, maka posisi yang menghasilkan tekanan terbesar adalah posisi dengan luas alas terkecil.
Pada gambar, kebetulan luas alas yang paling kecil adalah luas kedua (A2).
Itu artinya, posisi yang menghasilkan tekanan terbesar adalah posisi benda dengan sisi kiri atau sisi kanan sebagai alas.
Demikian pembahasan singkat mengenai konsep tekanan pada zat padat yang dapat edutafsi bagikan. Semoga bermanfaat untuk kegiatan belajar.
Jika bahan belajar ini bermanfaat, bantu edutafsi ya membagikannya kepada teman-teman Kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.
Kalau Sobat Tafsi masih bingung atau belum paham dengan konsep tekanan di atas, share pertanyaan kalian di komentar, kami akan mencoba menjelaskan lagi.
Untuk bahan belajar fisika smp lainnya, Sobat dapat melihatnya di menu bahan belajar fisika atau melalui tombol kategori Fisika SMP di bawah ini.
