• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Tekanan 02
 

Tekanan 02

on

  • 20,040 views

 

Statistics

Views

Total Views
20,040
Views on SlideShare
20,038
Embed Views
2

Actions

Likes
0
Downloads
149
Comments
2

1 Embed 2

http://agusmulanto.blog.com 2

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel

12 of 2 previous next

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Tekanan 02 Tekanan 02 Document Transcript

    • Bab 11 Sumber: www.repaircraftTekanan Hasil yang harus kamu capai: memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari. Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu: menyelidiki tekanan pada benda padat, cair, dan gas serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Dua orang yang kekuatan ototnya sama memasang A. Pengertian Tekananpaku pada sebuah kayu, yang satu menggunakan paku yang B. Tekanan pada Zat Padatujungnya runcing dan yang lain menggunakan paku yangujungnya tumpul. Ternyata, paku yang ujungnya runcing C. Tekanan pada Zat Cairakan menancap lebih dalam daripada paku yang ujungnya D. Tekanan Udaratumpul. Mengapa paku yang ujungnya tumpul tidak dapatmenancap lebih dalam daripada paku yang ujungnyaruncing? Apakah peristiwa tersebut memiliki hubungandengan konsep tekanan? Jika kamu perhatikan, balon udara dan kapal selammemiliki ukuran yang relatif sangat besar. Namun demikian,balon udara mampu terbang dan melayang ke angkasa,sedangkan kapal selam dapat dikendalikan supaya mamputenggelam, melayang, bahkan mengapung di permukaan laut.Mengapa hal itu bisa terjadi? Prinsip apakah yang berlakupada balon udara dan kapal selam? Pelajarilah bab ini dengansaksama karena kamu akan menemukan jawabannya. 207
    • Diagram Alur Untuk mempermudahmu dalam mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut. Tekanan terjadi pada Benda padat Benda cair Gas/udara yang contoh tetap dipengaruhi diukur oleh dengan Pijakan telapak Tekanan Ketinggian Barometer kaki hidrostatis hukum dan prinsip contoh Bejana Hukum Hukum Barometer Torricelli, berhubungan Archimedes Pascal barometer Fortin, dan barometer logam contoh contoh Pompa hidrolik Kapal selam208 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • Tes Materi Awal Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksakembali jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan jawabantersebut?1. Apakah tekanan itu? kecil bisa tenggelam di dalam air?2. Kita sering melihat kapal laut yang sangat besar 3. Mengapa sebuah sumur air tidak pernah surut? dapat terapung di atas air, tetapi mengapa batuA. Pengertian Tekanan Berhati-hatilah jika kamu memegang benda tajam, sepertipisau atau jarum. Mengapa demikian? Benda-benda tersebutselain sangat dibutuhkan untuk memudahkan melakukanusaha, juga dapat menyebabkan tubuh kamu terluka. Adapunpisau tumpul ataupun jarum tanpa ujung runcing sukar untukdapat digunakan melakukan kerja. Mengapa demikian? Apabila kamu perhatikan kaki-kaki unggas, sepertiayam, itik, ataupun burung yang lainnya, ternyata memilikibentuk yang berbeda-beda. Mengapa demikian? Tuhantelah menciptakan kaki binatang tersebut sedemikian rupasesuai dengan fungsinya. Ada yang berfungsi untuk berjalan,mencengkeram, dan berenang. Jika ayam dan itik berjalandi jalan yang berlumpur, ternyata kedua bekas kaki unggastersebut memiliki kedalaman yang berbeda. Bekas kakiapakah yang lebih dalam? Beberapa peristiwa tersebut sangat berhubungan dengansalah satu konsep Fisika, yaitu tekanan. Jadi, apakah tekananitu? Untuk dapat mengetahui konsep tersebut ayo kamu lakukandahulu kegiatan Ayo Coba 11.1 berikut. Ayo Coba 11.1 a Tujuan Memahami konsep tekanan Alat dan bahan Dua buah plastisin (lilin mainan) dan dua buah koin uang logam Rp500 (koin) Cara kerja b 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Letakan kedua koin tersebut pada masing-masing plastisin Gambar 11.1 dengan posisi seperti pada Gambar 11.1 (a). (a) kedua koin diletakkan 3. Tekanlah kedua uang logam tersebut dengan gaya yang sama. dengan posisi berbeda dan (b) kedua koin diletakkan dengan posisi sama. Tekanan 209
    • 4. Pindahkan kedua uang logam tersebut dari plastisin, lalu amati kedalaman bekas uang logam itu. 5. Ulangi kegiatan di atas, tetapi posisi kedua uang logam sama dalam keadaan berdiri, seperti pada Gambar 11.1 (b). 6. Tekanlah kedua uang logam tersebut dengan gaya yang berbeda. 7. Amati kembali kedalamam bekas kedua uang logam tersebut. Pertanyaan 1. Ketika kamu menekan kedua uang logam pada posisi yang berbeda dengan gaya yang sama, uang logam pada posisi manakah yang bekasnya lebih dalam? Mengapa demikian? 2. Ketika kamu menekan kedua uang logam yang posisinya sama, tetapi dengan gaya yang berbeda, yang manakah bekas uang logam yang lebih dalam? Mengapa demikian? 3. Uang logam manakah yang mendapatkan tekanan yang lebih besar? 4. Faktor-faktor apakah yang memengaruhi besarnya tekanan? B. Tekanan pada Zat Padat Ketika kamu mendorong uang logam di atas plastisin, berarti kamu telah memberikan gaya pada uang logam. Informasi IPA Besarnya tekanan uang logam pada plastisin bergantung pada besarnya dorongan (gaya) yang kamu berikan dan luas bidang tekannya. Semakin besar gaya tekan yang kamu berikan, semakin besar pula tekanan yang terjadi. Namun, semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yang terjadi. Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan gaya tekan dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan. Secara matematis, besaran tekanan dapat Burung ini berjalan dari dituliskan dalam persamaan sebagai berikut. satu daun tumbuhan air ke F daun tumbuhan air yang p= (11–1) lain. Jari-jari panjang burung A itu dimekarkan sehingga dengan: p = tekanan (N/m2) berat badannya menyebar, mengurangi tekanannya F = gaya tekan (N) pada daun yang diinjak. A = luas bidang (m2) Hal ini membuat burung Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah tidak tenggelam atau tidak N/m2. Satuan ini juga disebut pascal (Pa). terperosok. 1 Pa = 1 N/m2 Sumber: Jendela Iptek: Gaya dan Gerak,1997 Setelah mengetahui bahwa besar tekanan dipengaruhi oleh gaya dan luas bidang, sekarang kamu dapat menjelaskan mengapa bekas kaki ayam lebih dalam daripada bekas kaki itik jika keduanya berjalan di atas lumpur. Untuk memudahkan usaha (kerja), kamu harus membuat pengiris210 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • bawang (pisau) atau jarum lebih runcing. Oleh sebab itu,dengan memperkecil luas bidang tekan merupakan upayauntuk memperbesar tekanan. Alat-alat berikut sengajadibuat dengan memperkecil luas bidang tekanannya untukmendapatkan tekanan yang jauh lebih besar. a b Gambar 11.2 Alat-alat yang dibuat dengan memperkecil luas bidang tekan, seperti c d (a) pisau (b) paku, (c) kapak, dan (d) jarum. Contoh Soal 11.1Sebuah balok memiliki panjang 10 cm, lebar 8 cm, dan tinggi 4 cm,serta berat 20 N. Jika balok diletakkan pada posisi yang berbeda(seperti gambar), tentukan: Pembahasan UNa. luas bidang tekan untuk masing-masing posisi;b. besarnya tekanan yang dikerjakan benda tersebut pada Perhatikan gambar. Bentuk alasnya. benda yang memberikan tekanan terbesar pada suatu bidang adalah .... (UN 2004) a. b. a b c c.Penyelesaian: d.Sebelumnya, kamu harus mengubah satuan yang bukan SI menjadi Jawaban (b)satuan SI. Fp = 10 cm = 0,1 m Sesuai persamaan p = , Al = 8 cm = 0,08 m diketahui bahwa bidangt = 4 cm = 0,04 m dengan luas penampangF = 20 N paling kecil memiliki tekanan terbesar. Tekanan 211
    • a. Luas bidang tekan masing-masing posisi Posisi (a) Posisi (b) Posisi (c) A1 = pl A2 = pt A3 = lt = (0,1 m) (0,8 m) = (0,1 m) (0,04 m) = (0,08 m) (0,04 cm) = 0,008 m2 = 0,004 m2 = 0,0032 m2 b. Tekanan masing-masing posisi F P= A Posisi (a) Posisi (b) Posisi (c) 20 N 20 N 20 N p1 = p2 = p3 = 0 , 008 m2 0 , 004 m2 0 , 0032 m2 20 N 20 N = = = 20 N Ê 8 ˆ 2 Ê 4 ˆ 2 Ê 32 ˆ 2 Á 1.000 ˜ m Ë ¯ Á 1.000 ˜ m Ë ¯ Á 10.000 ˜ m Ë ¯ (20 N)(1.000) (20 N)(1.000) (20 N)(10.000) = = = 8m2 4 m2 32 m2 = 2.500 N/m2 = 5.000 N/m2 = 6.250 N/m2 Apabila kamu bandingkan besarnya tekanan dari ketiga posisi tersebut, semakin kecil luas bidang tekannya, semakin besar tekanannya. Soal Penguasaan Materi 11.1 Kerjakanlah di buku latihanmu. 1. Mengapa tali tas sekolahmu dibuat dari a) tekanan maksimum yang diakibatkan bahan yang lebar atau tidak dibuat dari balok tersebut dan tali yang alasnya kecil? b) tekanan minimum yang diakibatkan 2. Sebuah balok memiliki panjang 40 cm, lebar balok tersebut. 20 cm, dan tinggi 5 cm, serta berat 40 N. Hitunglah: C. Tekanan pada Zat Cair Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan. Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kamu menyelam maka kamu akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin besar. Untuk mempelajari faktor-faktor apakah yang memengaruhi besar tekanan itu, kerjakanlah kegiatan Ayo Coba 11.2 berikut.212 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • Ayo Coba 11.2 Tujuan Menyelidiki tekanan di dalam zat cair Alat dan bahan Selang plastik, corong, balon karet, papan triplek, lem, air berwarna, dan bejana kaca (aquarium) atau ember berisi air Cara kerja 1. Lekukkan selang plastik pada papan triplek sehingga membentuk huruf U, lalu kuatkan dengan lem. Masukkan corong pada ujung selang plastik yang lain, kemudian sambungkan dengan selang plastik yang berbentuk U. Tutup permukaan corong dengan balon plastik sehingga tertutup oleh membran seperti pada gambar. 2. Masukkan air berwarna pada pipa U kira-kira setengahnya. 3. Untuk menguji tekanan pada zat cair, kamu memerlukan sebuah bejana kaca (aquarium). Jika tidak ada, kamu dapat menggunakan ember. 4. Sebelum melakukan percobaan, tekanlah membran karet pada corong. Apa yang terjadi pada permukaan air di dalam pipa U? 5. Masukkan secara perlahan ujung pipa yang bercorong ke dalam bejana berisi air. Amati permukaan air dalam pipa U. Gambar 11.3 Catat bagaimana perbedaan permukaan air pada pipa U jika secara perlahan dimasukkan semakin dalam. Bagaimana cara menyelidiki 6. Diamkan gerakanmu pada kedalaman tertentu. Lalu, arahkan tekanan di dalam zat cair? corong ke sisi kiri, kanan, atas, atau bawah pada kedalaman yang sama, sambil mengamati permukaan air dalam pipa U. Catat bagaimana perbedaan permukaan air dalam pipa U. Pertanyaan 1. Ketika kamu memasukkan corong semakin ke dalam. Apakah yang terjadi pada permukaan air dalam pipa U? Menunjukkan apakah itu? 2. Ketika kamu mengarahkan corong ke beberapa arah pada kedalaman yang sama, bagaimanakah perbedaan permukaan air pada pipa U? Menunjukkan apakah itu? 3. Berilah kesimpulan tentang besarnya tekanan yang terjadi pada zat cair dari hasil percobaan tersebut. Dari hasil percobaan pada kegiatan Ayo Coba 11.2,kamu dapat menyimpulkan bahwa semakin dalam posisi zatyang diam maka semakin besar tekanannya berarti tekananhidrostatis sebanding dengan kedalaman (h). p h Bagaimanakah tekanan hidrostatis pada kedalamantertentu untuk jenis zat cair berbeda? Apakah sama? Untukmengetahuinya, kamu harus melakukan kegiatan yang sama. Tekanan 213
    • Tugas 11.1 Informasi IPA Sediakan dua buah zat cair yang berbeda, seperti air dan minyak tanah. Gunakan pesawat Hartl untuk mengujinya dengan cara memasukkan corong ke dalam kedua zat cair tersebut pada kedalaman yang sama. Amati perbedaan air pada pipa U ketika dimasukkan kedalam air dan minyak. Berilah kesimpulan dari hasil kerja ilmiahmu, apakah tekanan hidrostatis di kedua zat cair sama untuk kedalaman yang sama? Dari hasil Tugas 11.1 yang telah kamu lakukan, ternyata Tekanan di dalam jenis zat cair memengaruhi tekanan hidrostatis. Kamu sudah zat cair bergantung pada mengetahui bahwa yang membedakan suatu jenis zat tertentu kedalamannya, semakin adalah massa jenis ( ). Semakin besar massa jenis suatu zat cair, dalam maka semakin besar tekanannya. Helm penyelam semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu. dari abad ke -19 ini dibuat Dengan kata lain, tekanan suatu zat cair sebanding dari bahan yang tebal dan dengan besarnya massa jenis kuat agar penyelam dapat p tahan terhadap tekanan yang besar.Tekanan juga Tekanan hidrostatis disebabkan oleh berat zat cair, sehingga: bergantung pada kepekaan w zat cairnya. Misalnya, raksa p= (11–2) A menekan lebih kuat daripada Karena w = mg dan m = v = hA maka, g air karena lebih pekat daripada air. r ghA h p= Sumber: www.mcdoa.org.uk; A Jendela Iptek: Gaya dan Gerak,1997 p = gh g (11–3) dengan p = tekanan (N/m2) = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = tinggi zat cair (m) Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tekanan ber- banding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Pada dunia teknik bendungan, para arsitek membuat suatu bendungan dengan memperhitungkan tekanan hidrostatis. Hal ini ditunjukkan dengan semakin menebalnya dinding bendungan ke arah dasar permukaan air, seperti terlihat pada Gambar 11.4. mengapa demikian? Gambar 11.4 Semakin ke bawah, dinding bendungan semakin tebal. Sumber: Kamus Visual, 2004214 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • Soal Penguasaan Materi 11.2 Kerjakanlah di buku latihanmu.1. Sebuah bejana diberi tiga buah lubang Kebanyakan dari mereka telinganya kurang pada ketinggian yang berbeda, lalu ketiga peka terhadap suara lemah bahkan apabila lubang tersebut ditutup oleh sumbat. mereka menyelam terlalu dalam, gendang Bejana tersebut diisi air sampai penuh. telinga mereka bisa pecah. Mengapa hal a. Menurut hipotesismu, apakah yang itu bisa terjadi? Jelaskan sesuai dengan akan terjadi apabila ketiga sumbat teori yang kamu dapatkan. pada lubang tersebut kamu cabut? 3. Pada saat menyelam Risa merasakan adanya b. Menurut perkiraanmu, apakah kece- tekanan hidrostatis pada tubuhnya. Dia patan keluarnya air dari ketiga lubang mencoba memperkirakan besarnya tekanan tersebut sama? tersebut dengan mengukur kedalamannya. c. Berilah penjelasan dari hasil hipotesismu Jika diketahui kedalaman penyelaman sesuai teori yang telah kamu dapatkan. Risa 2 m, massa jenis air 1.000 kg/m3, serta Disarankan kamu mencobanya di konstanta gravitasi di tempat tersebut rumah masing-masing. 10 N/kg, berapakah tekanan hidrostatis hasil2. Para penyelam tradisional sehari-harinya hitungan Risa? mencari mutiara atau rumput laut.1. Hukum Pascal Kamu sudah mengetahui bahwa pada zat cair yang diammemiliki tekanan hidrostatis yang dipengaruhi oleh massa jeniszat cair, konstanta gravitasi, dan kedalaman zat cair. Namun,bagaimanakah jika suatu zat cair dalam ruang tertutup kamuberikan tekanan, dan ke arah manakah tekanan itu diteruskan?Pertanyaan tersebut terjadi pada diri seorang ilmuwan bernamaPascal. Untuk dapat menjawabnya, marilah lakukan kegiatanAyo Coba 11.3 berikut ini. Ayo Coba 11.3 Tujuan Mengidentifikasi Hukum Pascal Alat dan bahan Bambu atau alat Pascal dan air Cara kerja 1. Buatlah alat Pascal sederhana dengan menggunakan seruas bambu yang ujungnya tertutup ruas dan di sekeliling ruas bambu diberi lubang sempit pada ketinggian yang sama (apabila ada, gunakan alat Pascal). Perhatikan Gambar 11.5. 2. Isilah alat Pascal penuh dengan air . Gambar 11.5 3. Berilah tekanan ke dalam zat cair dalam tabung Pascal, lalu Alat Pascal sederhana amati keluarnya air dari tabung Pascal. Tekanan 215
    • Pertanyaan 1. Ketika pengisap kamu dorong, berarti kamu telah memberi tekanan pada zat cair dalam ruang Pascal. Ke manakah tekanan tersebut diteruskan? Jelaskan jawabanmu. 2. Apakah air yang keluar dari lubang tabung Pascal itu merata? Jelaskan mengapa hal itu bisa terjadi. 3. Berilah kesimpulan dari hasil pengamatanmu. Jika hasil pengamatanmu benar, kesimpulan yang kamu dapatkan akan sama dengan kesimpulan yang didapat oleh Pascal yang dikenal dengan Hukum Pascal. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair di ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata. Penemuan Pascal menunjukkan bahwa Tuhan telah menetapkan hukum alam tidak lain untuk kesejahteraan umat manusia. Gejala alam ini sering digunakan dalam teknologi untuk mengangkat mobil di bengkel atau pompa hidrolik untuk memompa suatu bahan tertentu. Tetapi, bagaimanakah Hukum Pascal tersebut digunakan? Marilah lakukan kegiatan Ayo Coba 11.4 berikut ini. Ayo Coba 11.4 Tujuan Membuat alat sederhana aplikasi Hukum Pascal Alat dan bahan Selang plastik sekitar 1 meter, dua siring (alat suntik) yang diameternya berbeda, air berwarna atau oli, dan beban Cara kerja 1. Buatlah alat sederhana aplikasi Pascal dengan merangkaikan selang plastik pada dua alat suntik tersebut, seperti Gambar 11.6. Gambar 11.6 Rancanglah alat tersebut sebaik mungkin. 2. Isilah selang plastik penuh dengan air berwarna atau oli. Skema alat sederhana aplikasi Pascal. 3. Tekanlah pengisap alat suntik kecil, lalu amati yang terjadi pada pengisap alat suntik besar. 4. Letakkan beban pada pengisap alat suntik besar, lalu tekanlah pengisap alat suntik kecil. Apakah yang akan terjadi? 5. Lakukan kegiatan tersebut beberapa kali dengan cara menambah beban pada pengisap yang besar. 6. Ulangi kegiatan tersebut dengan cara menempatkan beban di pengisap kecil dan menekan di pengisap besar. Bandingkan gaya yang kamu berikan. Pertanyaan 1. Bagaimanakah gaya yang kamu berikan ketika beban diletakkan di pengisap besar dan ketika beban diletakkan dipengisap kecil? 2. Apakah yang dapat kamu simpulkan dari kegiatan tersebut?216 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • Marilah kita telusuri mengapa gaya yang lebih kecildapat mengangkat gaya berat beban yang lebih besar?Menurut Hukum Pascal, tekanan zat cair dalam ruangtertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata.Lihatlah Gambar 11.7. F2 A2 F1 A1 Gambar 11.7 Ketika pengisap kecil kamu dorong maka pengisap Penjelasan dari alat aplikasitersebut diberikan gaya sebesar F1 terhadap luas bidang pascal sederhana.A1, akibatnya timbul tekanan sebesar p1. Menurut Pascal,tekanan ini akan diteruskan ke segala arah dengan sama ratasehingga tekanan akan diteruskan ke pengisap besar dengansama besar. Dengan demikian, pada pengisap yang besar punterjadi tekanan yang besarnya sama dengan p1. Tekanan inimenimbulkan gaya pada luas bidang tekan pengisap kedua(A2) sebesar F2 sehingga kamu dapat menuliskan persamaansebagai berikut. p1 = p2 F1 F2 (11–6) = A1 A2 Jadi, gaya yang ditimbulkan pada pengisap besaradalah: A F2 F1 2 (11–7) A1 Dari Persamaan (11–7), dapat disimpulkan bahwa untukmendapatkan efek gaya yang besar dari gaya yang kecil, makaluas penampangnya harus diperbesar. Inilah prinsip kerjasederhana dari alat teknik pengangkat mobil yang disebutpompa hidrolik. Tekanan 217
    • Contoh Soal 11.2 Sebuah alat pengangkat mobil menggunakan luas penampang pengisap kecil 10 cm2 dan pengisap besar 50 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan agar dapat mengangkat sebuah mobil 20.000 N? Penyelesaian: Diketahui: A1 = 10 cm2 A2 = 50 cm2 F2 = 20.000 N Ditanyakan: F1 F1 F2 Jawab: A1 A2 A2 F1 F1 A1 (10 cm2 ) F1 (20.000 N) (50 cm2 ) F1 = 4.000 N Jadi, kamu dapat menyimpulkan bahwa dengan gaya 4.000 N kamu dapat mengangkat sebuah mobil 20.000 N dengan konstruksi alat seperti itu. Hukum Pascal pun banyak digunakan pada alat-alat teknologi yang lain, seperti rem hidrolik pada kendaraan bermotor dan alat berat untuk mengeruk tanah atau pasir. Gambar 11.8 memperlihatkan alat-alat teknik yang menggunakan prinsip pascal. Gambar 11.8 (a) rem hidrolik, (b) alat keruk (bekko), dan (c) pompa hidrolik. a b c Sumber: Kamus Visual, 2004 dan www.spepac.com Soal Penguasaan Materi 11.3 Kerjakanlah di buku latihanmu. 1. Hukum Pascal menunjukkan bahwa 2. Sebuah piston dongkrak hidrolik dapat perbandingan antara gaya dan luas mengangkat benda seberat 1 ton dengan penampang pada ruang tertutup selalu diameter piston 0,1 m. Jika luas penam- tetap. Berilah penjelasan tentang Hukum pang piston pengisap 0,01 m2, hitunglah Pascal jika luas penampangnya dinyatakan gaya minimal yang harus diberikan agar dengan diameter piston. dapat mengangkat benda seberat itu.218 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • 2. Bejana Berhubungan Pernahkah kamu berpikir mengapa air sumur tidakpernah kering walaupun setiap saat kamu pompa airnya.Apabila kamu perhatikan dasar kolam, laut, atau danau tidakrata. Ada bagian yang dalam, ada yang dangkal, dan adapula yang curam seperti palung laut. Namun, bagaimanakahpermukaan airnya? Tuhan menciptakan permukaan airselalu rata. Sumber: Oxford Ensiklopedia Pelajar, 1995 Agar dapat mengetahui dan memahami bahwa permu- Gambar 11.9kaan air selalu rata, lakukan kegiatan Ayo Coba 11.5 berikut. Danau Kawah di Oregon, Amerika Serikat, yang bergaris Ayo Coba 11.5 tengah 9 km. Tujuan Mengamati bentuk permukaan air Alat dan bahan Gelas, bejana berhubungan, dan air Cara kerja 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Isilah gelas dengan air, kira-kira seperempatnya. 3. Letakkan gelas di atas meja, lalu amati permukaan airnya. a 4. Miringkan gelas berisi air tersebut dengan cara mengganjal salah satu sisinya, lalu amati kembali permukaan airnya. 5. Catat semua hasil pengamatanmu. 6. Isilah bejana berhubungan dengan air kira-kira tiga per- empatnya. 7. Amati permukaan air pada setiap tabung bejana berhubungan. 8. Catat hasil pengamatanmu. Pertanyaan 1. Bagaimanakah permukaan air dalam gelas ketika gelas b diletakkan mendatar? 2. Bagaimanakah permukaan air dalam gelas ketika gelas Sumber: Kamus Visual, 2004 diletakkan miring? Gambar 11.10 3. Berilah kesimpulan dari jawaban tersebut. Skema percobaan untuk 4. Bagaimanakah permukaan air dalam bejana berhubungan? mengamati permukaan air 5. Berilah kesimpulan dari jawaban tersebut. dalam (a) gelas dan (b) bejana berhubungan. Dari hasil percobaan sederhana pada kegiatan Ayo Coba11.5, kamu mengetahui bahwa permukaan air selalu rata.Dalam hal ini, tidak dipengaruhi oleh bentuk permukaandasarnya atau bentuk tabungnya, dengan syarat tempat airtersebut berhubungan. Gejala ini disebut sebagai prinsipbejana berhubungan. Tekanan 219
    • Adapun alat-alat yang menggunakan prinsip bejana berhubungan di antaranya sebagai berikut. a. Cerek Cerek adalah alat untuk memudahkan ketika menum- pahkan air minum pada gelas. Ketika cerek dimiringkan, permukaan air di dalam cerek selalu rata sehingga memudah- kan air keluar dari corong sesuai dengan kemiringannya. Sumber: Kamus Visual, 2004 Oleh karena itu, kamu dapat mengatur keluarnya air dari Gambar 11.11 dalam cerek. Cerek penyaring kopi b. Penyipat Datar Pernahkah kamu perhatikan seorang tukang bangunan yang sedang mengukur ketinggian suatu tempat, tetapi permukaan tanahnya tidak rata atau cukup jauh? Alat apakah yang mereka gunakan? Tentu mereka tidak menggunakan mistar atau meteran untuk mengukurnya karena dengan menggunakan alat tersebut akan menyulitkan. Tukang bangunan biasanya menggunakan alat sederhana yang terbuat dari selang plastik yang diisi air. Alat itu disebut penyipat datar. Penyipat datar yang dibuat pabrik disebut water pass. Gambar 11.12 Penyipat datar Sumber: CD Image Penyipat datar sederhana digunakan dengan cara menempatkan permukaan air dari satu ujung dengan tinggi yang telah ditentukan, sedangkan ujung yang lain diturun-naikkan sehingga permukaan airnya tetap. Apabila permukaan airnya sudah diam, berarti ketinggian kedua tempat tersebut sama. Mengapa demikian? c. Sumur Keberadaan air di dalam sumur pompa ataupun sumur tradisional disebabkan oleh berlakunya prinsip bejana berhubungan. Oleh karena itu, sumur harus berada di bawah permukaan air tanah supaya airnya tidak pernah kering. Gambar 11.13 Prinsip bejana berhubungan tidak berlaku pada bejana yang Karena adanya prinsip bejana pipanya sempit atau pipa kapiler. berhubungan, air sumur selalu terisi.220 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • 3. Hukum Archimedes Apabila kamu berdiri di dalam kolam renang yangsedang diisi air, semakin penuh air kolam tersebut kamuakan merasa seolah-olah badanmu semakin ringan. Bahkanapabila air kolam sudah sampai kepala, kamu dapat terapung.Prinsip ini biasa juga digunakan agar kapal laut terapung dipermukaan air. Supaya kamu dapat merancang sebuah kapallaut, tentu kamu harus tahu hukum alam yang terjadi padaperistiwa tersebut. Bagaimanakah peristiwa tersebut terjadi? Marilah kitacoba lakukan kegiatan Ayo Coba 11.6 berikut. Gambar 11.14 Ayo Coba 11.6 Seorang anak sedang berdiri di dalam kolam renang.TujuanMengidentifikasi gaya ke atas pada benda yang berada di dalam airAlat dan bahanGelas ukur 1.000 mL, beberapa benda padat, air, dan neraca pegasCara kerja1. Siapkan alat dan bahan.2. Isilah gelas ukur dengan air kira-kira setengah gelas sampai pada skala yang mudah dibaca. Catat volume air tersebut.3. Ukurlah berat benda di udara dengan neraca pegas, kemudian catat hasilnya pada bukumu.4. Ukurlah berat benda di dalam air menggunakan neraca pegas a dengan cara memasukkannya secara perlahan ke dalam air sampai bendanya tenggelam. Catat pula hasilnya.5. Amati volume air ketika benda tersebut dimasukkan secara perlahan ke dalam air. Catat volume air ketika benda sudah tenggelam seluruhnya.6. Kerjakan kegiatan tersebut beberapa kali dengan benda yang berbeda-beda. Gunakan tabel di bawah ini untuk mencatat semua hasil pengukuran. Berat di Jenis Berat di No. Volume dalam wu – wa Benda Udara (wu) Air (wa) 1 ... ... ... ... ... b 2 ... ... ... ... ... Gambar 11.15 3 ... ... ... ... ... Mengukur berat benda 4 ... ... ... ... ... (a) di dalam air (b) di udara. 5 ... ... ... ... ... Tekanan 221
    • Pertanyaan 1. Bandingkan antara berat benda di udara dan berat benda di dalam air. Bagaimanakah hasilnya? Mengapa demikian? 2. Ketika benda dimasukkan secara perlahan ke dalam air, bagaimanakah berat benda tersebut? 3. Berilah kesimpulan dari hasil pengamatanmu. Ketika suatu benda dimasukkan ke dalam air, ternyata beratnya seolah-olah berkurang. Hal ini terlihat dari penunjuk- kan neraca pegas yang lebih kecil. Peristiwa ini tentu bukan berarti ada massa benda yang hilang, namun disebabkan oleh suatu gaya yang mendorong benda yang arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Gaya apakah itu? Seorang ahli Fisika yang bernama Archimedes mem- pelajari hal ini dengan cara memasukkan dirinya pada bak mandi. Ternyata, ia memperoleh hasil yang sama dengan hasil percobaanmu, yakni beratnya menjadi lebih ringan ketika di dalam air. Gaya ini disebut gaya apung atau gaya ke atas (FA). Apabila kamu lihat hasil percobaanmu, ternyata gaya apung sama dengan berat benda di udara dikurangi dengan berat benda di dalam air. FA= wu–wa (11–8) dengan: FA = gaya apung atau gaya ke atas (N) wu = gaya berat benda di udara (N) wa = gaya berat benda di dalam air (N) Besarnya gaya apung ini bergantung pada banyaknya Ilmuwan IPA air yang didesak oleh benda tersebut. Semakin besar air yang didesak maka semakin besar pula gaya apungnya. Hasil penemuannya dikenal dengan Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa apabila suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, baik sebagian atau seluruhnya, benda akan mendapat gaya apung (gaya ke atas) yang besarnya sama dengan berat zat cair yang didesaknya (dipindahkan) oleh benda tersebut. Secara matematis ditulis sebagai berikut. Archimedes FA = wf (11–9) (287–212 SM) Karena Archimedes dilahir- w f = mf g kan di kota Sirakusa, pulau dan Sisilia, di dekat Italia. Ia adalah mf = f V seorang insinyur dan penemu maka terbesar pada zaman Yunani wf = f Vg (11–10) kuno. Sumber: www.fredsakademiet.dk; dengan: FA = gaya apung (N) en.wikipedia.org = massa jenis zat cair (kg/m3) f222 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • V = volume zat cair yang didesak atau volume benda yang tercelup (m3) g = konstanta gravitasi atau percepatan gravitasi (m/s2) Untuk dapat memahami hukum Archimedes ini, lakukan-lah kegiatan Ayo Coba 11.7 berikut. Ayo Coba 11.7TujuanMemahami kondisi benda yang terapung, melayang, dan tenggelamdi dalam airAlat dan bahanGelas ukur 1.000 mL, telur ayam mentah, dan garam dapurCara kerja1. Siapkan alat dan bahan.2. Isilah gelas ukur dengan air sampai hampir penuh (usahakan jangan terlalu penuh sehingga apabila kamu memasukkan telur airnya tidak tumpah).3. Masukkan telur ayam ke dalam gelas ukur berisi air tersebut. Amati yang terjadi pada telur.4. Masukkan sedikit demi sedikit garam dapur ke dalam air Gambar 11.16 sambil mengamati telur. Hentikan memasukkan garam jika kedudukan telur berubah. Catat keadaan telur tersebut. Telur yang dimasukkan ke5. Teruskan pemberian garam sampai kedudukan telur berubah lagi. dalam gelas ukur berisi air.Pertanyaan1. Setelah kamu amati, berada dalam berapa keadaankah telur tersebut?2. Sebutkan masing-masing keadaan telur tersebut.3. Mengapa hal itu bisa terjadi? Jelaskan untuk setiap keadaan. Dari hasil percobaan pada kegiatan Ayo Coba 11.7dapat disimpulkan bahwa benda di dalam zat cair dapat Hal Penting Key Pointberada pada tiga keadaan, yaitu mengapung, melayang, dan Massa jenis bendatenggelam. Telur tenggelam menunjukkan bahwa berat telur adalah massa persatuanlebih besar dari gaya ke atas yang bekerja padanya. Hal ini volume. Massa jenis bendakarena massa jenis telur lebih besar dari pada massa jenis yang terapung di permukaanair. Ketika garam dimasukkan ke dalam air sehingga telur air lebih kecil daripadamelayang, massa jenis air sama dengan massa jenis telur. massa jenis air.Jika garam ditambahkan lagi maka telur menjadi terapung, The density of a body is its mass per unit volume.Theartinya massa jenis telur lebih kecil dari massa jenis air. density of an object that floatsDengan demikian, dapat disimpulkan bahwa besarnya massa in water is lower than thejenis air garam lebih besar daripada air tawar. Hal inilah yang density of water. Tekanan 223
    • menyebabkan tubuhmu lebih mudah mengapung di atas air laut daripada di air tawar. Jadi, keadaan benda di dalam air dapat disimpulkan sebagai berikut. a. Benda terapung jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair. b < a b. Benda melayang jika massa jenis benda sama besar dengan massa jenis zat cair. b = a c. Benda tenggelam jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. b > a Tugas 11.2 Dari keadaan tersebut coba kamu jelaskan bagaimana kapal selam dapat berada dalam tiga keadaan, terapung, tenggelam, dan melayang. Tuhan telah menetapkan hukum alam bahwa air memiliki gaya apung yang dikenal dengan prinsip Archimedes. Beberapa teknologi yang memanfaatkan prinsip ini adalah kapal selam, balon udara, hidrometer, dan jembatan ponton. a. Kapal Selam Kapal selam adalah kapal laut yang dapat berada dalam tiga keadaan, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam. Ketiga keadaan ini dapat dicapai dengan cara mengatur banyaknya air dan udara dalam badan kapal selam. Mengapung Melayang Tenggelam Gambar 11.17 Kapal selam dalam keadaan mengapung, melayang, dan tenggelam. Sumber: Science Encyclopedia, 1998 Pada badan kapal selam terdapat bagian yang dapat diisi udara dan air. Ketika kapal selam ingin terapung maka bagian tersebut harus berisi udara. Ketika akan melayang, udaranya dikeluarkan dan diisi dengan air sehingga mencapai keadaan melayang. Jika ingin tenggelam maka airnya harus lebih diperbanyak lagi.224 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • b. Hidrometer Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jeniszat cair. Biasanya alat ini digunakan oleh usaha setrumaccu. Untuk mengetahui bahwa air accu itu sudah tidakbisa digunakan maka harus diukur dengan hidrometer. Caramenggunakan alat ini adalah dengan mencelupkannya padazat cair yang akan diukur massa jenisnya. Kemudian, dilihatskala permukaan zat cair dan nilai itulah yang merupakannilai massa jenis dari zat cair tersebut. Sumber: Phywe Physics, 2001c. Jembatan Ponton Gambar 11.18 Beberapa hidrometer dengan skala yang berbeda. Gambar 11.19 Jembatan Ponton Di pelabuhan kamu dapat melihat jembatan yang terbuatdari drum-drum besar yang mengapung di atas air. Jembatanini disebut jembatan ponton. Drum-drum itu biasanya terbuatdari besi dan di dalamnya diisi dengan udara sehingga massajenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair.d. Balon Udara Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedesdi udara. Balon udara harus diisi dengan gas yang massajenisnya lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer sehinggabalon udara dapat terbang karena mendapat gaya ke atas, Sumber: www.ridgenet.commisalnya diisi udara yang dipanaskan. Gambar 11.20 Balon udara Soal Penguasaan Materi 11.4Kerjakanlah di buku latihanmu.1. Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 1.000 kg/m3. Apabila percepatan gravitasi 50 N. Ketika benda tersebut ditimbang di di tempat itu dianggap 10 m/s2, hitunglah dalam air, ternyata hanya 45 N. Hitunglah gaya ke atas yang dialami benda jika: gaya keatas yang menekan benda. a. benda tercelup seluruhnya,2. Sebuah benda bervolume 2 m3 dimasuk- b. benda tercelup setengahnya. kan ke dalam air yang massa jenisnya Tekanan 225
    • D. Tekanan Udara Tuhan Yang Mahakuasa telah menciptakan langit sebagai "atap yang terpelihara" yang disebut atmosfer. Atmosfer ini diciptakan Tuhan dengan sesempurna mungkin sehingga dapat menjaga dari seluruh kemungkinan yang dapat merusak bumi yang kamu cintai ini. Misalnya, meteor-meteor yang jatuh ke bumi akan hangus terbakar digesek oleh lapisan atmosfer, angin matahari yang sangat berbahaya bagi manusia dibelokkan oleh medan magnet bumi serta radiasi ultraviolet yang juga berbahaya sebagian diserap oleh atmosfer sehingga kadarnya jadi bermanfaat bagi manusia. Dengan kata lain, atmosfer atau disebut juga udara diciptakan khusus untuk kehidupan manusia. Atmosfer memiliki tekanan seperti halnya zat cair. Tekanan udara sangat memengaruhi cuaca. Terjadinya angin merupakan salah satu hal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan atmosfer di dua daerah yang berdekatan. Angin bersifat meratakan tekanan udara. Semakin besar perbedaan tekanan udaranya, semakin kencang angin yang berhembus sehingga terjadi keseimbangan tekanan. Perbedaan tekanan ini dipicu oleh perbedaan suhu akibat pemanasan sinar matahari. Untuk memahaminya, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 11.8 berikut. Ayo Coba 11.8 Tujuan Membuktikan bahwa atmosfer memiliki tekanan a Alat dan bahan Gelas minum, air, kertas HVS, labu erlenmeyer, pembakar bunsen, dan bahan karet Cara kerja 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Isilah gelas dengan air sampai penuh. Tutup gelas dengan selembar kertas HVS ukuran kuarto. Tahan HVS tersebut dengan telapak tangan, kemudian balikkan gelas dengan cepat (usahakan jangan tumpah). Lepaskan tangan secara perlahan. Apakah yang terjadi? b 3. Sediakan labu erlenmeyer 250 mL, lalu isilah dengan air. 4. Panaskan labu erlenmeyer di atas pembakar bunsen sampai Gambar 11.21 mendidih. Skema percobaan ketika (a) 5. Hentikan pemanasan dengan cara mematikan pembakar gelas berisi air dan ditutup bunsen. kertas yang dibalikkan, (b) labu 6. Tutuplah yang kuat labu erlenmeyer dengan balon karet. erlenmeyer berisi air yang 7. Dinginkan labu erlenmeyer dengan cara memasukkannya pada dipanaskan. air dingin, lalu biarkan beberapa saat. Apakah yang terjadi?226 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • Pertanyaan Informasi IPA 1. Ketika gelas yang berisi air dibalikkan, ternyata kertas HVS dapat menahan air di dalam gelas. Jelaskan mengapa hal itu bisa terjadi. 2. Ketika air panas dalam labu erlenmeyer ditutup dengan balon karet, ternyata balon tertekan ke luar. Akan tetapi, mengapa ketika labu erlenmeyer dimasukkan ke dalam air dingin, balon karet tertekan ke dalam dan akhirnya pecah? Jelaskan kejadian tersebut. Pada 1654 Otto 3. Apakah yang dapat kamu simpulkan dari dua bukti tersebut. von Guericke, Walikota Magdeburg, Jerman, membuat demonstrasi Dua percobaan pada kegiatan Ayo Coba 11.8 yang menakjubkanmembuktikan bahwa atmosfer memiliki tekanan yang tentu mengenai tekanan udara.akan bermanfaat apabila tahu rahasianya. Tekanan atmosfer Ia membuat dua mangkuksangatlah besar, salah satu buktinya adalah dapat menahan tembaga besar yang jika ditelungkupkan satu samaair di dalam gelas melalui selembar kertas HVS dan dapat lain akan membentuk bolamemecahkan balon karet ketika air di dalam labu erlenmeyer yang di dalamnya kosong.didinginkan yang menyebabkan tekanan di dalam labu lebih Apabila udara di dalam bolarendah dari tekanan atmosfer. itu dipompa keluar, udara Tekanan atmosfer dapat menjaga keseimbangan yang menekan permukaan luar bola tembaga itutubuhmu karena dari dalam tubuh pun terdapat tekanan. membuat kedua mangkukOleh karena itu, supaya tidak terjadi sesuatu yang bisa saling tertangkap begitukeluar dari dalam tubuh maka diseimbangkan oleh tekanan erat sehingga tidak mungkinatmosfer. Inilah yang menyebabkan mengapa seorang dipisahkan, bahkan dengan menggantungkan bebanpendaki gunung bisa keluar darah dari hidungnya apabila berat pada bagian bawahnaik ke gunung yang sangat tinggi. mangkuk sekalipun. Apabila udara dibiarkan masuk ke1. Ketinggian Memengaruhi dalam bola sehingga tekanan udara di dalamnya normal Tekanan Atmosfer kembali, kedua mangkuk itu Setiap zat memiliki berat, termasuk udara, namun berat pun langsung saling terlepas dengan mudah.udara sangatlah ringan dibandingkan dengan zat-zat yang Sumber: Jendela Iptek: Gaya danlain. Kamu sudah mengetahui bahwa tekanan hidrostatis Gerak,1997disebabkan oleh berat zat cair itu sendiri, begitupun halnyadengan tekanan udara. Tekanan udara (tekanan atmosfer)disebabkan oleh berat udara yang menekan lapisan atmosferbagian bawah sampai ke ketinggian tertentu. Tekananatmosfer dapat dimisalkan dengan tekanan zat cair. Semakindalam suatu zat cair maka semakin besar tekanannya, begitupula tekanan atmosfer. Mulai dari bagian atas atmosferbumi hingga ke bawah akan semakin besar sehinggaberatnya semakin besar. Dengan kata lain, semakin rendahpermukaannya, semakin besar tekanan udaranya. Sebaliknya,semakin tinggi permukaan bumi akan semakin rendahtekanan udaranya. Tekanan udara dipermukaan laut sama Tekanan 227
    • dengan satu atmosfer (1 atm = 76 cmHg). Setiap kenaikan 100 m, tekanan udara berkurang sebesar 1 cmHg. Berikut ini data hasil perhitungan tekanan udara berdasarkan ketinggiannya. Tabel 11.1 Tekanan Udara pada Berbagai Ketinggian No. Ketinggian (m) Tekanan (cmHg) 1 7.000 6 2 5.000 26 3 3.000 46 4 1.000 66 5 500 71 6 Di permukaan laut 76 Tugas 11.3 1. Amati Tabel 11.1, dari manakah patokan ketinggian permukaan bumi? 2. Coba kamu ubah satuan tekanan dari tabel di atas ke dalam satuan atmosfer? 3. Apakah yang dapat kamu simpulkan dari tabel tersebut? 2. Alat Ukur Tekanan Bagaimanakah cara mengukur tekanan seperti didapatkan pada Tabel 11.1? Apakah alat ukur yang digunakan? Pada abad ke-17 seorang ilmuwan berkebangsaan Italia bernama Evangelista Torricelli (1608–1647) mencoba mengukur tekanan udara. Karena keuletannya, dia berhasil melakukan percobaan untuk membuktikan tekanan udara dengan memperkenalkan alat pengukur tekanan yang disebut barometer pertama yang sangat sederhana. Alatnya hanya menggunakan sebuah pipa kaca yang panjangnya 1 meter dengan salah satu ujungnya tertutup dan raksa. Torricelli melakukan percobaan di daerah pantai pada ketinggian permukaan laut. Caranya, pipa kaca diisi dengan air raksa sampai penuh, kemudian pipa yang terbuka tersebut h = 76cm dimasukkan ke dalam bejana berisi raksa, seperti terlihat pada Gambar 11.22. patm Hasil percobaannya menunjukkan bahwa raksa yang berada di dalam pipa akan turun sampai 24 cm sehingga tinggi raksa yang berada di dalam pipa menjadi 76 cm. Lalu, Torricelli mengubah-ubah kemiringan pipa dan ternyata Gambar 11.22 tinggi raksa tidak berubah. Dia menyimpulkan bahwa Percobaan Torricelli tekanan di permukaan laut itu sebesar 76 cmHg atau disebut228 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • 1 atmosfer. Untuk mengukur tekanan atmosfer di daerahtertentu pun cara yang digunakan adalah sama, yaitu hanyadengan melihat ketinggian raksa di dalam pipa Torricelli yangditempatkan di daerah tersebut. Dengan demikian, tekananatmosfer di daerah itu dapat diketahui.Contoh Soal 11.3Satuan tekanan dalam SI adalah Pascal (Pa) atau (N/m2). Jikamassa jenis raksa 13.600 kg/m3, percepatan gravitasi di tempat itu9,8 m/s2, dan 1 atmosfer sama dengan tinggi raksa 76 cm, berapaPascalkah satu atmosfer itu?Penyelesaian:Diketahui: = 13.600 kg/m3 g = 9,8 m/s2 h = 76 cm = 0,76 mDitanyakan: 1 atm = ... PaJawab: p = ghg = (13.600 kg/m3)(9,8 m/s 2)(0,76 m) = 101,292,8 N/m2 = 101,293 kN/m2 = 101,293 kPaPada Tabel 11.1, tekanan udara di permukaan laut dibulatkanmenjadi 101,3 kPa. Jadi, 1 atm = 101,3 kPa = 1,01 × 105 Pa Alat untuk mengukur tekanan udara disebut Barometer.Barometer banyak jenisnya, salah satunya sudah dibahasdi atas, yaitu Barometer Torricelli. Barometer Torricellitentu tidak praktis karena kamu harus membawa alat yangtingginya 1 meter dengan raksa yang sangat berbahayaapabila uapnya terisap olehmu. Hal ini disebabkan massajenis uap raksa sangat berat sehingga apabila terisap keparu-paru sulit untuk keluar lagi. Oleh sebab itu, para ahliberusaha membuat alat pengukur tekanan udara yangpraktis, di antaranya adalah sebagai berikut.a. Barometer Fortin Barometer raksa disebut barometer Fortin karenayang pertama membuatnya adalah seorang ahli Fisikaberkebangsaan Prancis Nicolas Fortin walaupun yang kalipertama menemukannya Torricelli. Barometer ini dapatmengukur dengan teliti karena dilengkapi dengan skalanonius atau skala vernier seperti halnya dalam jangka sorong.Ketelitian alat ukur ini mencapai 0,01 cmHg. Barometer inicukup panjang seperti halnya barometer Torricelli sehingga Gambar 11.23sulit untuk dibawa-bawa. Barometer Fortin Tekanan 229
    • b. Barometer Logam Barometer logam disebut barometer aneroid. Barometer ini banyak digunakan di Badan Meteorologi dan Geofisika untuk memperkirakan cuaca dengan mengukur tekanan udaranya. Barometer logam biasa juga disebut barometer kering. Barometer logam lebih praktis untuk dibawa-bawa dan skalanya mudah dibaca karena berbentuk lingkaran. Bagian utama dari barometer ini adalah sebuah kotak logam kecil berisi udara dengan tekanan yang sangat rendah. Permukaan kotak dibuat bergelombang agar lebih mudah melentur di bagian tengahnya. Jika tekanan bertambah, bagian atas dan bawah kotak mengempis sehingga menekan kotak logam yang berisi udara. Akibatnya, tekanannya naik dan akan menggerakkan tuas yang menarik rantai kiri sehingga jarum penunjuk barometer akan menyimpang ke kanan dengan menunjukkan angka tertentu. Skala untuk menunjukkan tekanan Jarum penunjuk Rantai pemutar Pegas jarum penunjuk spiral Spiral Gambar 11.24 Cara kerja barometer logam230 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
    • Soal Penguasaan Materi 11.5Kerjakanlah di buku latihanmu.1. Seseorang mengukur tekanan udara suatu 2. Dapatkah kamu mengukur tekanan udara daerah di ketinggian tertentu dengan seperti yang Torriceli lakukan, tetapi menggunakan cara Torricelli. Hasilnya dengan menggunakan air? Jika dapat, diperlihatkan seperti pada gambar. bagaimana caranya? Perkirakan berapa ketinggian air di permukaan laut. 3. Berdasarkan data hasil pengukuran 53,2 cm tekanan bahwa pada ketinggian 9 km tekanan udaranya sekitar 30,8 kPa, sedangkan pada ketinggian 12 km tekanan a. Hitunglah tekanan pada ketinggian udaranya sekitar 19,4 kPa. Menurutmu, tersebut dalam cmHg. pada ketinggian berapakah suatu tempat b. Berapa atmosferkah tekanan pada memiliki tekanan sekitar 25,1 km? Jelaskan ketinggian tersebut? pendapatmu. c. Dengan melihat Tabel 11.1, perkira- 4. Mengapa angin di sekitar pantai sangat kanlah ketinggian tempat tersebut besar? Apakah yang menyebabkan terjadi- dari permukaan laut. nya angin ini? Apakah manfaat tekanan d. Berapakah tekanan tersebut jika udara pada peristiwa ini? dinyatakan dalam satuan pascal? Tekanan 231
    • Rangkuman luas bidang tekannya. apabila suatu benda dicelupkan ke dalam F zat cair baik sebagian atau seluruhnya, p= benda akan mendapatkan gaya apung A yang besarnya sama dengan berat benda zat cair yang dipindahkan oleh benda terjadi pada zat cair yang diam. tersebut. FA = f V g massa jenis, percepatan gravitasi, dan zat Beberapa teknologi yang memanfaatkan cair. prinsip Archimedes adalah kapal selam, p = gh kapal laut, balon udara, hidrometer, dan jembatan ponton. an yang dikerjakan pada zat cair di ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah ketinggian. dengan sama rata. Alat yang meman- faatkan prinsip Pascal adalah pompa disebut barometer. Barometer terdiri atas hidrolik. barometer Torriceli, barometer Fortin atau barometer raksa, dan barometer bahwa permukaan air selalu rata jika berada logam atau barometer aneroid. pada tempat yang berhubungan, misalnya pada cerek, penyipat datar, dan sumur. Refleksi Selamat, kamu telah selesai mempelajari Banyak penerapan yang didasarkan pada Bab Tekanan dengan tuntas. Bagaimana hukum-hukum yang berkaitan dengan tekanan. menurut kamu, menarik atau tidak? Jika kamu Beberapa di antaranya adalah balon udara, dapat memahami apa yang disampaikan galangan kapal, kempa hidrolik, alat pengangkat dalam bab ini, tentu akan memacu kamu mobil, dan sebagainya. Tahukah kamu prinsip- untuk belajar lebih. Masih banyak hal yang prinsip yang mendasari alat-alat tersebut? belum diungkapkan pada bab ini tentang tekanan. Inginkah kamu mempelajarinya lebih dalam?232 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII