Kumpulan Rumus Satuan Tekanan Zat Padat, Cair, dan Gas

Sedang mencari rumus satuan tekanan? Yuk, simak lebih lanjut informasi di bawah ini!

Tekanan adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya per satuan luas.

Dikenal juga sebagai perbandingan antara jumlah gaya yang diberikan pada sebuah benda dengan luas permukaan benda.

Ada beberapa rumus terkait tekanan yang perlu dikenali dan paling umum digunakan. Kenali juga dengan contoh soalnya, ya!

Apa Itu Tekanan?

Untuk memahami tekanan dalam arti yang lebih jelas, berikut terdapat sebuah soal cerita.

Misalkan ketika seseorang mengambil pin bowling dan mencoba untuk memukulnya ke dinding.

Dengan melakukan itu, seseorang mengetahui bahwa tidak akan terjadi apa-apa pada pin bowling, tetapi dapat merusak dinding.

Tapi, jika di tempat pin bowling menggunakan paku, maka akan lain hasilnya.

Ketika seseorang mencoba untuk memukulnya dengan kekuatan yang sama, maka paku kemungkinan akan menembus dinding.

Melalui contoh ini, kita mengetahui bahwa mengetahui besarnya gaya saja tidak cukup.

Perlu juga mengetahui bagaimana gaya itu akan didistribusikan pada permukaan tumbukan dinding tersebut.

Artinya, mengenali rumus satuan tekanan dapat bermanfaat untuk mengetahui seberapa besar gaya yang dikeluarkan dan dampaknya.

Jenis-Jenis Tekanan

Berikut beberapa jenis tekanan:

1. Tekanan pada Zat Padat

Tekanan pada zat padat terjadi ketika gaya diterapkan pada permukaan suatu benda.

Misalnya, ketika kamu berdiri di atas tanah, berat tubuh memberikan tekanan pada tanah tersebut.

Tekanan ini tergantung pada seberapa besar gaya yang diterapkan dan luas permukaan yang bersentuhan.

2. Tekanan pada Zat Cair (Tekanan Hidrostatis)

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi dalam cairan yang tidak bergerak. Tekanan ini meningkat seiring dengan kedalaman cairan.

Contohnya, saat kamu menyelam di dalam kolam, semakin dalam kamu berenang, semakin besar tekanan yang dirasakan karena berat air di atas tubuh kita.

3. Tekanan pada Zat Gas

Tekanan pada gas terjadi akibat partikel-partikel gas yang bergerak dan bertabrakan dengan dinding wadahnya. Tekanan ini dapat bervariasi tergantung pada volume dan suhu gas tersebut.

Misalnya, dalam balon, jika kamu memanaskan udara di dalamnya, tekanan gas akan meningkat karena partikel-partikel bergerak lebih cepat.

Rumus Satuan Tekanan

Dalam Toppr menjelaskan bahwa tekanan dalam satuan internasional adalah Newton per meter kuadrat (N/m²).

Ilmu fisika menjelaskan bahwa satuan tekanan disimbolkan sebagai huruf P atau p.

Selain N/M², rumus tekanan memiliki satuan ukuran lainnya yakni Pascal (Pa).

Pemberian nama Pascal ini diambil dari salah satu tokoh fisikawan asal Prancis yakni Blaise Pascal.

Adapun rumus tekanan yang digunakan yaitu: p = F/A.

Keterangan:

• p = tekanan (N/m2 atau Pa)
• F = gaya tekan (N).
• A = luas permukaan (m²)

Rumus tekanan jika diketahui massa benda adalah p = m.g/A.

Keterangan:

• m = massa benda (kg)
• g = percepatan gravitasi (m/s²)
• A = luas permukaan (m²)

Diketahui, satuan tekanan masuk ke dalam besaran turunan dari sebuah pokok massa, panjang, dan waktu.

Selain itu, tekanan juga termasuk dalam besaran vektor yang dinyatakan dalam nilai dan angka.

Kumpulan Rumus Tekanan dan Contoh Soal

Terdapat beberapa turunan rumus tekanan yang umum digunakan untuk berbagai situasi, di antaranya:

1. Rumus Tekanan Zat Padat

Rumus Tekanan zat padat merupakan gaya yang bekerja pada sebuah satuan luas bidang tekan.

Artinya, jika suatu zat padat diberi gaya dari atas otomatis akan menimbulkan tekanan.

Semakin besar luas alas bidang tekannya, tekanan akan semakin kecil.

Adapun rumus tekanan zat padat yakni: p = F/A.

Contoh soal:

Diketahui, sebuah gaya tekan (F) adalah 90 Newton dan luas telapak tangan (A) adalah 150 cm² = 0,015 m².

Berapakah tekanan yang diberikan Budi pada gerobak (P)?

Jawaban:

p = F/2A

p = 90/2 x 0,015

p = 90/0,03

p = 3.000 N/m².

Jadi, tekanan gerobak adalah 3000 N/m².

2. Rumus Tekanan Zat Cair

Rumus satuan tekanan zat cair dipengaruhi dari sebuah kedalaman benda.

Tekanan dipengaruhi dari daya pancar yang keluar dari sebuah tabung berlubang yang diisi zat cair.

Semakin dalam, tekanan zat cair akan semakin besar. Tekanan pada zat cair yang diam disebut tekanan hidrostatis.

Rumus dari tekanan zat cair yakni Ph = p . g . h atau Ph = S . h

Keterangan:

ph = tekanan hidrostatis (N/m² atau Pa)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)

g= percepatan gravitasi (m/s²)

h= kedalaman zat cair (m)

S = berat jenis zat cair (N/m³)

Contoh soal:

Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis air 1.000 kg/m³, konstanta gravitasi pada tempat tersebut adalah 10 N/kg.

Besar tekanan hidrostatisnya adalah?

Jawaban:

h = 3 m

ρ = 1.000 kg/m³

­­g = 10 N/kg

Rumus: ph = ρ . g . h

ph = 1.000 kg/m³ . 10 N/kg . 3 m = 30.000 N/m²

Jadi, besar tekanan hidrostatiknya adalah 30.000 N/m².

3. Rumus Tekanan Zat Gas

Selain rumus tekanan padat dan cair, ada pula satuan tekanan gas.

Rumus tekanan gas seperti udara dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat.

Artinya, tekanan udara di setiap tempat akan berbeda-beda tergantung dari ketinggian tempat tersebut.

Satuan tekanan pada gas dinyatakan dengan atmosfer (atm). Umumnya, 1 atm = 105 Pa atau 1 atm = 76 cmHg.

Keterangan:

• P1 = tekanan awal (atm)
• V1 = volume awal (m³)
• P2 = tekanan akhir (atm)
• V2 = volume akhir (m³)

Adapun rumus tekanan zat gas yakni:

• Tekanan Udara = 76 cmHg - (Ketinggian/100 meter)
• Tekanan Udara = 760 mmHg - (Ketinggian/10 meter)

Sementara itu, gas yang berada pada ruang tertutup akan berlaku Hukum Boyle.

Hukum Boyle yang dimaksud yakni sebagai berikut:

• Gas konstan: p . V atau p1. V1 = p2 . V2
• Gas campuran: Pcampuran = (p1. V1) - (p2 . V2)/(V1 + V2)

Contoh Soal

Berapakah tekanan hidrostatik air pada kedalaman 5 meter (ρ = 1.000 kg/m³) dan percepatan gravitasi sebesar 10 m/s²?

Jawaban:

h = 5 meter

ρ = 1.000 kg/m³

g = 10 m/s²

Rumus: Ph = ρ . g . h

Ph = 1.000 . 10 . 5

Ph = 50.000 N/m² atau atau = 50 kPa (kPa = kilopascal)

Demikian penjelasan tentang satuan tekanan dan berbagai contoh soal serta jenis-jenisnya. Semoga bermanfaat, ya!