Tekanan Zat Padat dan Penerapannya

Tekanan pada Zat Padat dan Penerapannya

Perhatikan gambar berikut?

Pada gambar terlihat bahwa pisau digunakan untuk mengiris daging dan sebuah paku yang menancap pada kayu.

Pertanyaannya bagaimana jika pisau atau paku yang digunakan tumpul? Apakah kita dapat mengiris daging tersebut serta memaku kayu?

Boleh jadi bisa dilakukan tetapi menggunakan tenaga yang lebih besar atau hasilnya tidak rapi.

Di sinilah kita memanfaatkan konsep tekanan untuk melakukan kegiatan tersebut.

 

Perhatikan sisi tajam dari pisau dan ujung runcing dari paku tersebut. Permukaan pisau dan ujung paku memiliki luas penampang yang kecil. Tekanan yang dihasilkan dari penampangan kecil tersebut akan memiliki tekanan yang besar.

Jadi tentunya lebih mudah menancapkan paku yang runcing dari pada paku yang tumpul serta lebih mudah mengiris daging dengan pisau tajam dari pada pisau yang tumpul. Luas permukaan yang tajam/lancip menyebabkan tekanan paku atau pisau tersebut besar.

Sekarang perhatikan  gambar berikut.

Dua buah balok memiliki berat masing-masing 4 kg dan 1 kg dengan luas penampang yang sama.

Keduanya dijatuhkan ke bawah dengan permukaan lantai yang lunak (misalnya tanah atau tepung). Kira-kira bagaimana kedalaman kedua balok tersebut? Apakah menimbulkan bekas kedalaman yang sama atau berbeda?

Ya, balok yang lebih berat (4 kg) akan menimbulkan bekas yang dalam jika dijatuhkan dibanding dengan balok yang ringan (1 kg).

Mengapa demikian?

Semakin berat benda maka akan dihasilkan tekanan yang lebih besar.

Dari penjelasan dapat disimpulkan bahwa besarnya tekanan sebanding dengan berat benda dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekannya.

Sehingga tekanan pada zat padat dapat didefinisikan sebagai hasil bagi gaya tekan dengan luas bidang tekan.

 

P = tekanan (N/m2 atau Pascal)
F = gaya tekan (N)
A = luas bidang tekan (m²)

Satuan tekanan yang lain bisa berupa bar, cmHg, atau atm (atmosfer).

1 bar = 100.000 Pa, 1 atm = 1,013 bar, 1 atm = 76 cmHg

Contoh Soal

Seorang siswa yang massanya 40 kg menggunakan sepatu yang masing-masing luasnya 10 cm². Berapa tekanan siswa tersebut pada lantai ? (g = 10 m/s²)

Penyelesaian :

Diketahui :

m = 40 kg
g = 10 m/s² 
A = 10 cm²
untuk dua kaki maka luasnya menjadi A = 20 cm²

Ditanya :

P = ?

Jawab :

 

Penerapan/peristiwa tekanan zat padat pada kehidupan sehari-hari

1. Sepatu ski memiliki permukaan yang luas sehingga orang yang memakainya mudah berjalan di atas salju.
2. Ban-ban mobil berat memiliki permukaan yang luas agar jalanan tidak mudah rusak
3. Binatang-binatang besar memiliki luas penampang kaki yang lebar agar memberikan tekanan yang kecil pada tanah
4. Bebek memiliki selaput pada kakinya sehingga bisa berjalan dengan mudah di lumpur tanpa terperosok
5. Pisau yang tajam mudah digunakan untuk mengiris
6. Paku/jarum yang runcing mudah untuk menembus bahan/material dengan mudah
7. Burung-burung memiliki gigi taring yang tajam untuk memotong-motong makanan

Sumber Gambar

https://www.islampos.com/lisan-yang-menyakiti-bagai-paku-yang-menancap-pada-kayu-206975/
https://www.idntimes.com/food/recipe/tres/5-tips-memotong-daging-sapi-yang-tepat-c1c2/5

Bahan Bacaan :

Kanginan, Marthen. 2013. Mandiri IPA Fisika 2. Erlangga

Thanks for reading & sharing Sains Multimedia