Cahaya

Cahaya

A. Pengertian Cahaya

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750 nm. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat. Sehingga cahaya dapat merambat tanpa memerlukan medium.

Cahaya yang biasa kita lihat merupakan kelompok-kelompok sinar cahaya atau disebut berkas cahaya.

Berkas cahaya dapat digolongkan atas :

a) Berkas cahaya menyebar (divergen), yaitu berkas cahaya yang berasal dari satu titik kemudian menyebar ke segala arah.

b) Berkas cahaya sejajar, yaitu berkas cahaya yang arahnya sejajar satu sama lain.

c) Berkas cahaya mengumpul, yaitu berkas cahaya yang menuju ke satu titik tertentu.

B. Sifat-Sifat Cahaya

1. Cahaya dapat merambat lurus

Perlu kalian ketahui bahwa sinat lampu, sinar matahari, sinar bulan, dan sinar lilin merupakan sumber cahaya. Cahaya yang dihasilkan tersebut akan merambat lurus. Oleh karena sifatnya ini, maka banyak manusia yang memanfaatkannya untuk kehidupan sehari-hari misalnya adalah lampu senter dan lampu kendaraan bermotor.

2. Cahaya dapat dipantulkan.

Apabila suatu benda terkena cahaya, maka cahaya tersebut akan dipantulkan. Ada dua jenis pemantulan yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. Apabila cahaya mengenai permukan yang tidak rata atau kasar maka akan terjadi pemantulan baur yang sinar pantulnya tidak beraturan.

Sedangkan apabila cahaya mengenai benda yang permukaannya rata, licin, mengkilap dihasilkan pemantulan teratur, memiliki arah pantulan yang teratur. Contoh bahwa cahaya dapat dipantulkan adalah cermin.

3. Cahaya dapat menembus benda bening.

Berdasarkan dapat tidaknya ditembus oleh cahaya, benda-benda dapat dibedakan menjadi dua yaitu benda gelap dan benda bening.

Contohnya adalah kaca, bukan cermin.

4. Cahaya dapat dibiaskan.

Perlu diketahui bahwa apabila cahaya merambat melalui du zat yang berbeda kerapatannya, maka cahaya tersebut akan dibelokkan.eristiwa pembelokan cahaya setelah melewati media rambatan yang berbeda itulah yang disebut dengan pembiasan.

Contoh pensil dimasukkan ke dalam gelas.

5. Cahaya dapat diuraikan.

Dispersi merupakan penguraian cahaya putih menjadi berbagai macam cahaya berwarna. Cahaya matahari yang kita lihat berwana putih, padahal sebenarnya cahaya matahari terseusun atas banyak cahaya berwarna. Cahaya matahari diuraikan oleh titik-titik air di awan sehingga terbentuk pelangi.

Warna pelangi terbentuk dari warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. 

C. Pemantulan Cahaya

Jenis-jenis pemantulan cahaya

Berdasarkan keadaan permukaannya, pemantulan cahaya dibagi menjadi 2, yaitu pemantulan difus dan pemantulan teratur. 

a. Pemantulan difus atau pemantulan baur, yaitu pemantulan cahaya ke segala arah yang terjadi karena bekas sinar datang jatuh pada permukaan kasar atau tidak rata. Pemantulan ini akan memberi kesan menyilaukan mata.

b.  Pemantulan teratur, yaitu pemantulan yang terjadi karena berkas sinar datang jatuh pada permukaan halus atau rata. Pada pemantulan teratur, cahaya akan dipantulkan ke satu arah. Pemantulan ini akan menyejukkan mata.

D. CERMIN

Cermin adalah benda padat yang salah satu sisinya halus dan mengkilap yang dilapisi amalgam perak sehingga memantulkan seluruh cahaya yang datang. Cermin dibedakan menjadi 3, yaitu : cermin datar, cermin cekung , dan cermin cembung.

Pemantulan pada Cermin Datar

Berdasar pengamatan dengan menggunakan cakram optik, Snellius menyimpulkan hal-hal berikut.

a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

b. Sudut datang sama dengan sudut pantul. 

Pernyataan Snellius tersebut dikenal dengan hukum pemantulan cahaya (sinar).

Sifat bayangan pada Cermin Datar

Sifat bayangan cermin datar sebagai seperti gambar berikut.

Sifat bayangan cermin datar bersifat maya karena bayangan tersebut diperoleh dari hasil perpotongan perpanjangan sinarpantul. Bayangan yang terbentuk oleh cermin datar juga bersifat tegak dan sama besar karena bayangan yang dibentuk sama persis letak dan ukurannya dengan letak dan ukuran benda.

Pembentukkan bayangan pada cermin datar yang membentuk sudut tertentu akan berbeda seperti terlihat pada foto di bawah ini, bayangan yang terbentuk bisa banyak sekali tergantung sudut yang dibentuk semakin kecil sudutnya semakin banyak bayangnnya. 

Foto bayangan yang dibentuk oleh cermin yang membentuk sudut tertentu

Banyak bayangan yang terbentuk antara dua cermin dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

n= 360/α

n : banyaknya bayangan yang terbentuk

α : sudut yang diapit oleh kedua cermin

Pemantulan pada cermin cekung

Cermin cekung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke dalam. contohnya dalah ketika kita melihat cermin pada lengkungan dalam senter. 

Di bawah ini digambarkan cermin cekung akan mengumpulkan sinar pantul (konvergen).

Cermin cekung memiliki sifat-sifat sebagai berikut.

a. Cermin cekung akan memantulkan sinar-sinar sejajar menuju titik fokusnya.

b. Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya atau disebut konvergen.

Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung dapt di artikan sebagai berikut :

a. sinar datang yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus,

b. sinar datang yang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama, dan

c. sinar datang yang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui

jalan semula.

Pembagian ruang pada cermin cekung :

a. Ruang I : ruang antara cermin dengan F (F = titik fokus)

b. Ruang II : ruang antara F dengan C (C = pusat kelengkungan)

c. Ruang III : ruang diluar titik C

d. Ruang IV : ruang di belakang cermin 

Sifa-sifat bayangan yang dibentuk pada cermin cekung adalah sebagai berikut :

1. Benda berada Di Ruang I

Sifat bayangan :  maya, tegak, diperbesar

2. Benda berada Di Ruang II

Sifat bayangan : Nyata, terbalik, diperbesar

3. Benda berada Di Ruang III

Sifat bayangan : nyata, terbalik, diperkecil

4. Benda tepat berada di pusat kelengkungan

Sifat bayangan : nyata, terbalik, sama besar.

Pemantulan pada Cermin Cembung

Cermin cembung adalah cermin yang permukaan pantulnya melengkung ke luar.

Sifat Cermin Cembung

Cermin cembung memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

a. Berkas sinar yang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.

b. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya atau disebut divergen.

Sinar istimewa pada cermin cembung

Sinar-sinar istimewa pada cermin cembung dapat dituliskan sebagai berikut :

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal darititik fokus.
b. Sinar datang menuju titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
c. Sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan melalui sinar datang.

Bayangan pada Cermin Cembung 

bayangan yang terbentuk pada cermin cembung adalah sebagai berikut :

Sifat bayangan : Maya, Tegak, Diperkecil

Rumus atau Persamaan Cermin Cekung dan Cembung


Hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, jarak fokus cermin dan jari-jari kelengkungan cermin lengkung adalah sebagai berikut :



Keterangan :
f = jarak fokus (titik api) cermin (cm)
So = jarak benda dari cermin (cm)
Si = jarak bayangan dari cermin (cm)
R = jari-jari kelengkungan cermin (cm)
M = perbesaran bayangan (kali)
ho = tinggi benda (cm)
hi = tinggi bayangan (cm)

Sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cekung juga dapat ditentukan dengan cara berikut.

a. Jika s' bernilai (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik, namun jika s' bernilai (-) maka bayangan bersifat maya dan tegak.

b. Jika M > 1 maka bayangan diperbesar. Jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Jika M < 1 maka bayangan diperkecil.

Persamaan yang berlaku pada cermin cembung juga sama dengan persamaan pada cermin cekung. Perbedaan persamaan cermin cekung dan cermin cembung terletak pada nilai fokus kedua cermin. Fokus cermin cekung bernilai positif (+), sedangkan fokus cermin cembung bernilai negatif (-).

Read More

Getaran, gelombang dan bunyi

Getaran, gelombang dan bunyi

A. Getaran

Getaran adalah gerak bolak-balik benda melalui titik kesetimbangannya.

 Perhatikan gambar di atas :

Bila gerakan dimulai dari A maka satu getaran menempuh lintasan A-B-C-B-A

Bila gerakan dimulai dari B maka satu getaran dapat diawali dengan gerakan ke kanan atau ke kiri (bebas) :

ke Kiri  lintasannya B-A-B-C-B dan ke kanan lintasannya B-C-B-A-B

Kalau C maka satu getarannya dengan mudah dapat ditentukan bukan ?

1. Amplitudo

Amplitudo didefinisikan sebagai simpangan getaran paling besar. dalam gambar di atas titik seimbangnya adalah B berarti amplitudo (simpangan maksimum)nya adalah BA dan BC. Dalam gelombang bunyi amplitudo mempengaruhi kuat lemahnya bunyi.

2. Periode dan Frekuensi

Periode ( T ) adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran

Frekuensi ( f ) adalah banyaknya getaran tiap satuan waktu (sekon). Frekuensi mempengaruhi tinggi rendah bunyi.

keterangan : n = banyaknya getaran/elombang

                         t = waktu (s)

bila kalian perhatikan antara rumus periode ( T ) dan frekuensi ( f ) saling berkebalikan....jadi hubungan antara periode dan frekuensi dapat ditulis :

B. Gelombang

Gelombang adalah geteran yang berjalan.

Berdasarkan kebutuhan medium (tempat) perambatannya dibedakan menjadi 2 yakni :

• Gelombang mekanik, adalah gelombang yang memerlukan medium untuk perambatannya. mediumnya dapat berupa udara, zat cair maupun zat padat. dan tidak dapat melalui ruang hampa.
• Gelombang Elektromagnetik, adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk perambatannya, berarti gelombang elektromagnetik dapat melalui ruang hampa. Contohnya gelombang cahaya.

C. Gelombang Mekanik

gelomnag mekanik dibagi menjadi dua macam yakni gelombang tranversal dan gelombang longitudinal.

Gelombang Tranversal

adalah gelombang mekanik yang arah perambatannya tegak lurus terhadap arah getarannya.

Perhatikan gambar di samping  :

gelombang merambat dari kiri kekanan sedangkan arah getarannya naik turun.

contoh gelombang tranversal :

gelombang tali, gelombang air  dll.

Hal2 yang perlu diperhatikan dalam gelombang tranversal ini :

• ABC, EFG, dan IJK = bukit gelombang
• CDE dan GHI = lembah gelombang
• B, F, dan J = titik puncak gelombang
• D dan H = titik dasar gelombang
• ABCDE, EFGHI = satu gelombang

Satu gelombang terdiri atas satu puncak gelombang dan satu lembah gelombang. Jadi, gelombang transversal pada Gambar di atas terdiri atas 3 puncak gelombang dan 2 lembah gelombang. Dengan kata lain terdiri atas 2,5 gelombang.

Gelombang Longitudinal  

adalah gelombang mekanik yang arah perambatannya sejajar terhadap arah getarannya.

Contohnya gelombang bunyi.

D. Cepat Rambat dan Panjang Gelombang

 v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)

 s = jarak yang ditempuh (m)

 t = waktu tempuh (s). 

berarti rumus kecepatan ada tiga macam dan penggunaanya tergantung dengan apa yang diketahui dalam soal. misal diketahui jarak tempuh (s) dan waktunya (t) maka menggunakan rumus v = s/t .

conoh soal :

diketahui sebuah gelombang seperti pada gambar  jika jarak tempuh = 10 m

a. berapa Amplitudonya?

b. berapa frekuensi dan periodenya ?

c. berapa panjang gelombangnya ?

d. berapa kecepatannya ?

a. Ampitudo (A) nya = 5 cm

b. frekuensi (f) = banyak gelombang/waktu = 2,5/1 = 2,5 Hz

    Periode (T) = waktu/banyak gelombang = 1/2,5 = 0,4 sekon

c. panjang gelombang = jarak tempuh/banyak gelombang = 10/2,5 =  4 m

d. karena yang dikethui dalam soal cukup banyak untuk mencari kecepatan dapat menggunakan 2 cara :

     cara I : kecepatan (v) = jaraktempuh (s) / waktu tempuh (t) = 10 / 1 = 10 m/s

    cara II : kecepatan(v) = panjang gelombang x frekuensi (f) = 4 x 2,5 = 10 m/s

E. Gelombang Bunyi

seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, bunyi merupakan bentuk dari gelombang tranversal (arah rambatan sejajar dengan arah getarannya). kuat lemah bunyi dipengaruhi Amplitudo dan tinggi rendah bunyi dipengaruhi oleh frekuensi

Nada adalah bunyi yang teratur

Desah adalah bunyi yang tidak teratur

Timbre adalah warna bunyi

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya benda lain yang berfrekuensi sama dengan sebuah benda yang bergetar. contoh pantulan bunyi dalam kotak udara gitar mempunyai frekuensi yang sama....maka terjadi resonansi dan bunyi gitar menjadi lebih nyaring dari bunyi aslinya (petikan senar saja).

contoh lain resonansi :

ketika sebuah bandul digoyang maka bandul lain yang tidak digoyang namun memiliki panjang yang sama akan secara alami ikut bergoyang...hal ini karena bandul yang mempunyai panjang tali yang sama juga mempunyai frekuensi yang sama juga....sehingga terjadi resonansi

Hukum Marsenne

Marsenne menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar dengan panjang senar, penampang senar, tegangan, dan jenis senar. Faktor-faktor yang memengaruhi frekuensi nada alamiah sebuah senar atau dawai menurut Marsenne adalah sebagai berikut :

1) Panjang senar, semakin panjang senar semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.

2) Luas penampang, semakin besar luas penampang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.

3) Tegangan senar, semakin besar tegangan senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

4) Massa jenis senar, semakin kecil massa jenis senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

Pengelompokan bunyi berdasarkan frekuensinya :

1. Bunyi Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya < 20 Hz. bunyi ini tidak dapat didengarkan oleh manusia namun dapat didengarkan oleh laba-laba, jangkrik dan lumba-lumba.

2. Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya diantara  20 Hz - 20.000 Hz. bunyi jenis inilah yang dapat didengarkan oleh manusia.

3. Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya  > 20.000 Hz. bunyi jenis ini juga tidak dapat di dengarkan manusia. hewan yang mampu mengarkan bunyi jenis ini adalan lumba2, jangkrik, anjing....dll

Pemantulan Bunyi

Jenis pemantulan bumi ada 2 yakni :

1. Gaung, adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersamaan dengan bunti aslinya. Hal ini menyebabkan bunyi asli terdengar kurang jelas.

Contoh

Bunyi asli           : mer - de - ka

Bunyi pantul     :          mer - de - ka

mperistiwa seperti ini dapat terjadi dalam sebuah gedung yang tidak ada peredam suaranya. untuk mengurangi atau menghilangkan gaung diperlukan bahan peredam suara seperti : gabus, kapas, wool, kardus dll.

2. Gema, adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai. hal ini terjadi karena dinding pantulnya mempunyai jarak yang jauh. misalnya pada suatu lembah atau gunung.

Contoh

Bunyi asli           : mer - de - ka

Bunyi pantul     :                             mer - de - ka

Perhitungan Jarak Sumber Bunyi dengan Bidang Pantul

karena lintasan bunyi pantul merupakan gerak bolak balik maka jarak sumber dengan bidang pantul sama dengan separuhnya

s = jarak tempuh gelombang bunyi (m)

v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)

t = waktu tempuh gelombang bunyi (t)

 Contoh :

Diketahui cepat rambat gelombang bunyi di udara adalah 340 m/s. Sebuah kapal memancarkan bunyi sonar ke dasar laut. Jika 4 sekon kemudian orang di dalam kapal dapat mendengarkan bunyi pantulannya. Hitung kedalaman laut tersebut...?

t   = 4 s
v  = 340 m/s
s  = (v x t) / 2 = (340 x 4) / 2 = 680 m

Read More

Sistem ekskresi

Sistem ekskresi

1. Proses pengeluaran zat dari tubuh meliputi:


a. Ekskresi: proses pengeluaran metabolisme.
b. Sekresi: proses pengeluaran zat oleh kelenjar yang masih digunakan oleh tubuh.
c. Defekasi: proses pengeluaran sisa-sisa pencernaan atau zat yang mengalami pencernaaan.
2. Alat-alat ekskresi pada manusia:


a. Ginjal



Ginjal terletak di dalam rongga perut bagian belakang. Ginjal berfungsi untuk menyaring zat –zat sis yang terkandung dalam darah. Zat- zat yang tidak berguna akan dikeluarkan bersam urine.Ginjal tersusun atas kulit ginjal (korteks), sumsum ginjal (medulla) dan rongga ginjal (pelvis). Pada kulit ginjal terdapat nefron yang terdiri atas glomerulus dan kapsula bowman. Bagian medulla tersusun dari tubulus kontortus , lengkung henle dan pembuluh kapiler dan pelvis merupakan rongga yang digunakan untuk menampung urine sementara. Selanjutnya urine diteruskan ke ureter kemudian disimpan dalam kandung kemih dan keluar dari tubuh lewat uretra.Dalam pembuatan urine ada 3 tahapan yaitu:

1) filtrasi
Proses ini terjadi di glomerulus. Cairan yang tersaring ditampung oleh simpai Bowman. Cairan tersebut tersusun oleh urea, glukosa, air, ion-ion anorganik seperti natrium kalium, kalsium, dan klor. Darah dan protein tetap tinggal di dalam kapiler darah karena tidak dapat menembus pori–pori glomerulus.Cairan yang tertampung di simpai Bowman disebut urine primer atau filtrate glomerulus.

2) Reabsorbsi
Proses ini terjadi di tubulus kontortus proksimal. Proses yang terjadi adalah penyerapan kembali zat-zat yang masih dapat diperlukan oleh tubuh. Zat yang diserap kembali adalah glukosa, air, asam amino dan ion-ion anorganik. Sedangkan urea hanya sedikit diserap kembali. Cairan yang dihasilkan dari proses reabsorbsi disebut urine sekunder atau filtrate tubulus.

3) Augmentasi
Proses ini terjadi di tubulus kontortus distal dan juga di saluran pengumpul. Pada bagian ini terjadi pengumpulan cairan dari proses sebelumnya. Di bagian ini juga masih terjadi penyerapan ion natrium, klor serta urea. Cairan yang dihasilkan sudah berupa urine sesungguhnya, yang kemudian disalurkan ke rongga ginjal. Urine yang sudah terbentuk dan terkumpul di rongga ginjal dibuang keluar tubuh melalui ureter kandung kemih dan uretra.

b. Hati





Hati berfungsi menghasilkan empedu yang mengandung zat sisa dari perombakan eritrosit dalam limpa dan menghasilkan ureum yang mengandung zat sisa dari metabolisme protein. Selain sebagai organ ekskresi hati juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan gula dalam bentuk glikogen, menetralkan racun, mengubah provitamin A menjadi vitamin A, membentuk protrombin dan mengatur kadar gula dalam darah.


c. Paru-paru






Paru –paru berfungsi mengeluarkan uap air dan karbon dioksida. Untuk membuktikan bahwa paru- paru mengeluarkan karbon dioksida menggunakan air kapur. Air kapur yang semula jernih setelah ditiup akan menjadi keruh karena bereaksi dengan karbon dioksida dan menghasilkan endapan kalsium karbonat. Sedangkan untuk membuktikan paru- paru mengeluarkan uap air, hembuskan napas di depan cermin, maka cermin akan menjadi kusam.

d. Kulit



Kulit terdiri atas lapisan kulit ari (epidermis), kulit jangat (dermis) dan jaringan bawah kulit (subkutan). Pada lapisan epidermis terdiri atas lapisan tanduk yang selalu mengelupas karena sel-selnya mati dan lapisan malpigi yang berfungsi menggantikan sel- sel yang rusak dan menentukan warna kulit seseorang karena adanya pigmen melanin. Pada lapisan dermis terdapat kelenjar keringat, kelenjar minyak, ujung- ujug saraf, pembuluh darah dan otot. Lapisan subkutan terdapat banyak jaringan adiposa/ lemak yang berfungsi sebagai penehan suhu tubuh dan cadangan makanan. Sebagai organ ekskresi, kulit berfungsi mengeluarkan keringat yang terdiri dari air dan garam-garam mineral. indra peraba dan perasa, pelindung tubuh terhadap luka dan kuman, tempat pembentukan vitamin D dari provitamin D dengan bantuan sinar ultraviolet cahaya matahari, penyimpan kelebihan lemak, pengatur suhu tubuh.


3. Kelainan dan penyakit yang menyerang sistem ekskresi:

a. Nefritis
Nefritis adalah peradangan pada nefron terutama glomerulus menyebabkan protein meninggalkan darah dan menuju ke urine. Penyebabnya adalah infeksi bakteri Streptococcus.
b. Albuminuria
Penyakit ini ditandai adanya albumin atau protein dalam urine.
c. Hematuria
Hematuria merupakan kelainan pada ginjal yang ditandai adanya sel- sl darah merah dalam urine.
d. Diabetes mellitus
Yaitu suatu keadaan yang ditandai adanya glukosa di dalam air kencing. Keadaan ini disebabkan adanya gangguan pengeluaran hormone insulin.
e. Diabeter insipidus
Penyakit ini ditandai dengan pengeluaran urine yang berlebihan ( 20 – 30 kali normal), disebabkan karena kekurangan hormone antideuritik (ADH).
f. Batu ginjal
Batu ginjal disebabkan karena adanya endapan dari garam kalsium dalam ginjal. Ditandai sukarnya buang air kecil dan timbul rasa nyeri dan sakit.
g. Gagal ginjal
Yaitu keadaan salah satu atau kedua ginjal tidak dapat berfungsi lagi. Untuk dapat menggantikan fungsi ginjal tersebut dapat dilakukan pencangkokan ginjal, dan cuci darah (hemodialisis).
h. Pleuritis
Pleuritis adalah suatu penyakit yang ditandai adanya peradangan pada selapus paru- paru ( pleura) yang disebabkan oleh infeksi bakteria
i. Albino
Kelainan pada kulit yang disebabkan kekurangan pigmen.
j. Serosis hati
Sirosis merupakan puncak dari penyakit hati yang kronisnyang menyebabkan hati tidak berfungsi. Salah satu faktor yang menyebabkan penyakit ini adalah banyak mengkonsumsi minuman beralkohol.

Read More

Tekanan zat

Tekanan zat

Definisi Tekanan
Tekanan merupakan suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Tekanan dapat dinotasikan sebagai simbolp (pressure). Satuan tekanan yang lain adalah pascal (Pa) dan bar.

Tekanan pada Zat Padat

tekanan pada suatu zat padat dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan luas penampang. Secara matematis, tekanan dapat dinyatakan sebagai berikut ini.

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

Contoh soal
Sebuah truk mempunyaii delapan roda berisi 2,5 ton muatan dan akan melintasi jembatan. luas permukaan bidang sentuh roda dengan permukaan jalan seluruhnya adalah 400 cm². Berapakah tekanan yang dialami setiap ban?
Penyelesaian:
Diketahui:    m  = 2,5 ton = 2500 kg
A   = 400 cm² = 4 x 10″² m²
g   = 10 m/s² Ditanyakan: p =….?
p = f/a =m.g/A
= 2500×10 0,04
= 625.000 N/m²

Tekanan seluruh ban adalah 625.000 N/m² atau 625.000 Pa. Dengan demikian, tekanan untuk setiap ban adalah: I/8 x p = 1/8 x 625000 = 78.125 Pa.

Tekanan pada Zat Cair

Tekanan pada zat cair sering disebut juga dengan tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis ini tergantung pada suatu tingkatan kedalaman dan berat jenis pada zat cair. Tekanan pada zat cair mengarah ke segala arah. Rumus tekanan hidrostatis sebagai berikut.

P_h = p.g.h

dengan:
p_h = tekanan hidrostatis zat cair (N/m²)
p = massa jenis (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = kedalaman dari permukaan (m)

Contoh Soal
Seorang anak menyelam di kedalaman 100 m di bawah permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s² maka berapakah tekanan hidrostatis yang dialami anak tersebut? Penyelesaian:
Diketahui:      h    = 100 m
p    = 1000 k g/m³
g    = 9,8 m/s²
Ditanyakan:          p_h -….?
Jawab:   p_h = p . g . h
= 1000 . 9,8 . 100
= 9,8 x 10⁵ N/m²

Tekanan pada Zat Gas

Gas-gas yang ada di dalam ruangan yang tertutup akan mengeluarkan udar dan  menekan ke segala arah dengan sama besar. Tekanan gas pada ruang tertutup bisa diukur dengan menggunakan 2 alat yang berbeda yang masing-masing namanya seperti  manometer terbuka dan manometer tertutup. Tekanan gas dalam ruang terbuka dapat diukur dengan menggunakan barometer.
Manomemeter terbuka ini terdiri dari tabung pipa kapiler yang bentuknya seperti huruf U yang terhubung dengan tabung gas. Besar tekanan udara yang terbaca pada suatu sisi pipa yang terbuka sama dengan tekanan gas dalam suatu tabung. Perhatikan diagram manometer terbuka berikut ini.

Hukum Pascal

Hukum Pascal adalah hukum yang menerangkan tentang suatu sifat tekanan pada zat cair. Hukum Pascal menyatakan bahwa:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”
dengan:
F₁ = gaya pada penampang A₁(N)
F₂ = gaya pada penampang A₂(N)
A₁= luas penampang 1 (m²)
A₂ = luas penampang 2 (m²)
Peralatan yang menggunakan prinsip hukum Pascal, antara lain seperti rem hidrolik, pompa hidrolik, dan dongkrak hidrolik.

Contoh Soal
Sebuah beban akan diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Massa beban 64 ton diletakkan di atas penampang A seluas 0,5 m². Berapakah gaya yang harus diberikan
pada penampang B (luasnya 11/88  kali penampang A) agar beban dapat terangkat?
Penyelesaian:
Diketahui: A₁= 0,5 m²A₂= 1/8 A₁
g   = 10 m/s²
Fi = w = m . g = 64000 kg x 10 = 640.000 N Ditanyakan: F₂ = ….?
Jawab: f₁/f₂ = f₂/A₂
640000/A₁ = F₂/1/8 A₁
F₂ = 1/8 x 640000 = 80.000 N

Hukum Bejana Berhubungan

Dalam suatu Hukum bejana berhubungan menyatakan bahwa:
“apabila bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, maka pada keadaan kesetimbangan permukaan zat cair dalam bejana berada dalam satu bidang datar.” Hukum ini tidak berlaku pada suatu bejana yang berisi kan cairan tak sejenis dan pipa kapiler. Secara matematis, hukum bejana berhubungan dirumuskan sebagai berikut.

P, = P₂

P_1. g.h₁=p_2.g.h₂

dengan:
p₁ = tekanan zat cair 1 (Nnr²)               p₂ = massa jenis zat cair 2 (kgnr³)
p₂ = tekanan zat cair 2 (Nnr²)                        h₁= tinggi permukaan zat cair 1 (m)
P₁ = massa jenis zat cair 1 (kgnr³)              h₂ = tinggi permukaan zat cair 2 (m)

Contoh Soal
Ke dalam kaki 1 pipa U dimasukkan cairan setinggi 32 cm dan ke dalam kaki 2 dimasukkan raksa dengan massa jenis 13,6 gr/cm³. Ketinggian bidang batas adalah 1,4 cm. Berapakah massa jenis cairan tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
32 cm
h₂ = 1,4 cm p₂ = 13,6 gr/cm³ Ditanyakan: p₁ = ….? Jawab:      p_t . g . h₁ = p₂g.h₂
p₁.10. 32      = 13,6 . 10 .1,4 p_l
= 0,595 gr/cm³

Hukum Archimedes

Hukum Archimedes hanya berlaku pada zat yang dinamakan fluida. Zat yang termasuk dalam fluida adalah zat cair dan gas. “Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya itu sebanding dengan berat zat cair yang dipindahkan.”
Dalam hukum Archimedes  ternyata bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari kita antara lain sebagai berikut.
1.          Hidrometer, yaitu alat untuk mengukur massa jenis relatif zat cair terhadap air.
2.          Jembatan ponton, yakni jembatan yang menggunakan drum-drum kosong berisi udara.
3.          Kapal laut dan kapal seiam.
4.          Galangan kapal, yakni alat untuk mengangkat kapal laut ke permukaan air.
5.          Balon udara.

Read More