Waktuku.com – Rumus tekanan biasa digunakan untuk mendefinisikan tekanan dalam fisika. Dalam ilmu fisika, Anda pasti pernah mendengar mengenai tekanan.
Pada pembahasan kali ini, Anda akan belajar tentang hukum yang berlaku pada tekanan. Selain itu, Anda juga akan belajar lewat pembahasan soal untuk meningkatkan pemahaman Anda mengenai tekanan menjadi lebih baik.
Definisi Tekanan Menurut Fisika
Pembahasan pertama yang akan Anda pelajari adalah definisi tekanan. Tekanan didefinisikan sebagai besar gaya yang mengenai suatu permukaan luas.
Pada dasarnya, sebuah benda yang diberi gaya pada titik tertentu maka akan terbentuk tekanan. Sama seperti ketika Anda menendang sebuah bola pada titik tertentu, maka bola tersebut menerima tekanan.
Dalam fisika, tekanan dituliskan dalam bentuk P atau pressure dengan satuan N/m2 atau dalam satuan internasional ditulis sebagai Pa (Pascal). Dalam beberapa kondisi, tekanan juga memiliki satuan atm atau atmosfer yang dikhususkan pada satuan tekanan udara.
baca juga: Rumus Rubik 3×3
Hukum yang Berlaku pada Rumus Tekanan
Pada fenomena tekanan, terdapat dua hukum yang berlaku yaitu Hukum Pascal dan Hukum Boyle. Kedua fenomena hukum ini memberikan pemahaman yang lebih tinggi mengenai fluida. Untuk lebih jelasnya, Anda bisa melihat penjelasan di bawah ini.
1. Hukum Boyle
Hukum Boyle menjelaskan mengenai hubungan tekanan dan volume dalam ruang tertutup.
Hukum Boyle menyatakan bahwa pada kondisi suhu tetap, tekanan dan volume sebuah fluida berbanding terbalik secara proporsional.
Hukum ini biasanya digunakan untuk memprediksi hasil perubahan suatu fluida baik dari segi volume dan tekanan.
baca juga: Contoh Hewan Porifera
2. Hukum Pascal
Hukum Pascal menjelaskan mengenai kenaikan tekanan pada suatu fluida harus diteruskan ke segala arah sehingga tekanan yang masuk sama dengan tekanan yang keluar. Hukum ini berlaku pada ruang tertutup dan umum digunakan dalam pengungkit hidrolik.
baca juga: Contoh Hewan Mamalia
Jenis-Jenis Tekanan
Setelah Anda belajar mengenai hukum yang berlaku di tekanan, selanjutnya Anda akan belajar mengenai jenis-jenis tekanan.
Jenis tekanan yang biasanya dipelajari adalah tekanan hidrostatis dan tekanan udara. Untuk penjelasan tekanan lebih lengkapnya bisa melihat penjelasan di bawah ini.
1. Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah jenis tekanan yang berhubungan dengan kedalaman suatu zat cair.
Tekanan hidrostatis berlaku pada keadaan zat cair yang dalam keadaan diam dan memiliki 3 variabel utama yang berperan, di antaranya:
1. Kedalaman objek di dalam zat cair
2. Massa jenis zat cair
3. Besaran gaya gravitasi bumi
Selain itu, tekanan hidrostatis juga memiliki sifat khas tersendiri. Sifat dari tekanan hidrostatis adalah:
1. Semakin dalam letak sebuah benda dari permukaan zat cair, maka tekanan yang diterima akan semakin besar.
2. Tekanan hidrostatis menyebar ke segala arah dan memiliki ukuran yang sama besar.
3. Tekanan hidrostatis tidak bergantung pada wadahnya.
4. Tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman, massa jenis suatu zat cair, dan percepatan gravitasi.
baca juga: Contoh Hewan Omnivora
2. Tekanan Udara
Tekanan udara adalah tekanan yang berfungsi untuk menggerakkan massa udara dalam satuan luas.
Biasanya untuk mengukur suatu tekanan udara digunakan barometer dengan satuan milibar atau mmHg.
Konsep tekanan udara berbanding terbalik dengan tekanan hidrostatis yaitu semakin tinggi suatu tempat, semakin rendah tekanan udaranya.
baca juga: Contoh Hewan Ovipar
Rumus Tekanan yang Biasa Digunakan
Terdapat beberapa rumus untuk tekanan yang harus Anda tahu baik tekanan hidrostatis, tekanan udara, tekanan umum, hingga hukum yang berlaku. Berikut ini beberapa rumus tekanan udara yang biasanya digunakan dalam fisika.
1. Rumus Tekanan Umum
Rumus yang pertama adalah rumus untuk tekanan umum. Seperti yang dijelaskan dalam definisi tekanan, bahwa tekanan terjadi jika ada gaya yang berlaku pada sebuah bidang.
Konsep ini dapat dituliskan ke dalam bentuk rumus seperti di bawah ini.
P = F / A
Keterangan:
– P adalah tekanan (Pa atau N/m2)
– F adalah gaya yang berlaku (N)
– A adalah luas bidang (A)
baca juga: Contoh Hewan Vertebrata
2. Rumus Tekanan Hidrostatis
Rumus kedua yang akan dipelajari adalah rumus untuk tekanan hidrostatis. Seperti penjelasan sebelumnya jika kedalaman, gaya gravitasi, dan massa jenis suatu zat cair akan berpengaruh terhadap nilai tekanan hidrostatis.
Sehingga rumus untuk tekanan hidrostatis seperti di bawah ini.
P = ρ x g x h
Keterangan:
– P adalah tekanan hidrostatis (Pa)
– ρ adalah rho atau massa jenis zat cair (kg/m3)
– g adalah percepatan gravitasi (m/s2)
– h adalah kedalaman suatu benda (m)
Jika terdapat udara luar atau tekanan udara dari luar penampang, maka rumus hidrostatis menjadi berubah dikarenakan adanya penambahan tekanan luar seperti di bawah ini:
P = (ρ x g x h) + Po
baca juga: Contoh Hewan Karnivora
3. Rumus Tekanan Udara
Rumus ketiga yang akan Anda pelajari adalah rumus untuk tekanan udara. Rumus ini digunakan untuk mendapatkan nilai tekanan udara di suatu ketinggian.
Pengukuran dengan Barometer
Pbar = 76 cmHg – h/100
Keterangan:
– Pbar adalah tekanan yang terbaca pada barometer (cmHg)
– H adalah ketinggian tempat (m)
Tekanan Gas pada Manometer Tertutup Air Raksa
Pgas = Pu + h
Keterangan:
– Pgas adalah tekanan gas dalam sebuah ruangan (cmHg)
– Pu adalah tekanan udara pada perhitungan manometer tertutup air raksa (cmHg)
– h adalah selisih ketinggian zat cair (cm)
Tekanan gas pada Manometer Tertutup Zat Cair – Air
Pgas = Pu + h/13,6
Keterangan:
– Pgas adalah tekanan yang berada dalam sebuah ruangan (cmHg)
– Pu adalah tekanan udara yang diukur dalam menggunakan manometer (cmHg)
– h adalah selisih ketinggian zat cair (cm)
baca juga: Contoh Hewan Ovovivipar
4. Rumus Tekanan Berdasarkan Hukum
Beberapa hukum juga berlaku dan berpengaruh terhadap pencarian nilai tekanan. Berikut ini rumus untuk hukum Boyle dan hukum Pascal.
Hukum Boyle
Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa tekanan dan volume pada suhu yang tetap akan berbanding terbalik secara proporsional. Sehingga bentuk rumusnya menjadi seperti di bawah ini.
P1 x V1 = P2 x V2
Keterangan:
– P1 adalah tekanan pada keadaan I (Pa)
– P2 adalah tekanan pada keadaan II (Pa)
– V1 adalah volume pada keadaan I (m3)
– V2 adalah volume pada keadaan II (m3)
Hukum Pascal
Seperti dijelaskan dalam konsep hukum Pascal bahwa tekanan yang masuk sama dengan tekanan yang keluar sehingga rumusnya dituliskan seperti di bawah ini.
Pmasuk = Pkeluar
F1 / A1 = F2 / A2
Keterangan:
– F1 adalah gaya tekan pada pengisap 1 (N)
– F2 adalah gaya tekan pada pengisap 2 (N)
– A1 adalah luas penampang pada pengisap 1 (m2)
– A2 adalah luas penampang pada pengisap 2 (m2)
baca juga: Contoh Hewan Invertebrata
5. Rumus Tekanan Osmotik suatu Larutan
Tekanan osmotik adalah tekanan yang terbentuk diakibatkan adanya larutan pada proses osmosis pelarut kedalam larutan lain melalui membran semipermeabel. Sehingga tekanan osmotik dapat dituliskan sebagai berikut.
π = M x R x T (Larutan Non Elektrolit)
π = M x R x T x i (Larutan Elektrolit)
Keterangan:
– π adalah tekanan osmotik (atm)
– M adalah molaritas larutan (M)
– R adalah ketetapan gas 0,082 L atm/K mol
– T adalah suhu larutan (K)
– i adalah faktor van’t Hoff
Penerapan tekanan pada media dan ruang yang berbeda akan menyebabkan penggunaan rumus untuk tekanan menjadi berbeda.
Memahami keadaan menjadi kunci penting untuk mencari nilai tekanan. Dengan mempelajari rumus-rumus di atas, Anda akan lebih memahami mengenai tekanan lebih baik.