IPA Kelas 8 / Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari

Salam Pendidikan, Saya Ingin Menyampaikan Tentang Buku Siswa Kelas 8 Kurikulum 2013, Buku Siswa Kelas 8 Kurikulum Merupakan Salah Satu Buku Pegangan Siswa Dalam Proses Belajar Mengajar.

Bagi Rekan - Rekan Siswa Membutuhkan Buku Siswa Kelas 8 Kurikulum 2013 Silahkan Komentar di bawah ini yang telah disediakan oleh Admin nanti akan ada di halam berikutnya 

 

Tekanan Zat dan

Penerapannya dalam

Kehidupan Sehari-hari

A. Tekanan Zat

1. Tekanan Zat Padat

Masih ingatkah kamu dengan hasil percobaan pada Aktivitas 7.1?

Ketika  kamu  mendorong  uang  logam  di  atas  plastisin, berarti

kamu  telah  memberikan  gaya  pada  uang  logam. Besarnya tekanan

yang dihasilkan uang logam pada plastisin tergantung pada besarnya

dorongan (gaya) yang kamu berikan dan luas permukaan pijakan atau

luas bidang tekannya.  Konsep tekanan sama dengan penyebaran gaya

pada luas suatu permukaan. Sehingga, apabila gaya yang diberikan

pada suatu benda (F) semakin besar, maka tekanan yang dihasilkan

akan semakin besar. Sebaliknya, semakin luas permukaan suatu benda,

tekanan yang dihasilkan semakin kecil. Secara matematis, besaran

tekanan dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.

dengan: 

p   = Tekanan (N/m2 yang disebut juga satuan pascal (Pa))

F  = Gaya (newton)

A  = Luas bidang (m2)

Setelah  mengetahui  bahwa  besar  tekanan  dipengaruhi oleh 

besarnya gaya dan luas bidang, sekarang kamu tentunya dapat

menjelaskan alasan ketika kamu berjalan di tanah berlumpur dengan

menggunakan sepatu boot, kamu akan lebih mudah berjalan dan

tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur dibandingkan dengan

menggunakan sepatu dengan pijakan yang sempit. Kamu juga dapat

memahami alasan angsa lebih mudah mencari makanan di tempat

yang berlumpur daripada ayam.

2.  Tekanan Zat Cair

a.   Tekanan Hidrostatis

Indonesia merupakan negara yang memiliki lautan yang sangat 

luas. Tuhan telah menganugerahkan pesona bawah laut Indonesia

yang sangat indah sehingga kita patut mensyukuri dan menjaganya.

Pernahkah kamu menyelam ke dalam laut untuk melihat biota bawah

laut? Perhatikan Gambar 7.4!

Ketika kamu menyelam, bagaimanakah kondisi telinga yang kamu 

rasakan? Apakah telingamu terasa tertekanan? Semakin dalam kamu

menyelam, kamu akan merasakan tekanan yang lebih besar. Mengapa

hal ini dapat terjadi? Agar mengetahuinya, ayo lakukan Aktivitas 7.2

berikut!

Setelah melakukan Aktivitas 7.2 kamu telah mengetahui bahwa 

kedalaman  zat cair  dan massa jenis  zat  cair  memengaruhi  tekanan  yang

dihasilkan oleh zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis.

Semakin dalam zat cair, semakin besar tekanan yang dihasilkan.

Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang

dihasilkan. Pada bagian sebelumnya kamu sudah memahami bahwa

tekanan merupakan besarnya gaya per satuan luas permukaan tempat

gaya itu bekerja, secara matematis dirumuskan sebagai:

Pada zat cair, gaya (F) disebabkan oleh berat zat cair (w) yang

berada di atas benda, sehingga:

karena berat (w) = m × g

m  = ρ × V

V   = h × A   maka

dengan:

p    = Tekanan (N/m2)

m  = Massa benda (kg)

ρ    = Massa jenis zat cair (kg/m3)

g    = Percepatan gravitasi (m/s2)

h    = Tinggi zat cair (m)

V   = Volume (m3)

Tekanan hidrostatis ini penting untuk diperhatikan dalam

merancang berbagai struktur bangunan dalam penampungan air,

misalnya pembangunan bendungan untuk Pembangkit Listrik

Tenaga Air (PLTA). Selain PLTA, para arsitek kapal selam juga

memperhitungkan tekanan hidrostatis air laut, sehingga kapal selam

mampu menyelam ke dasar laut dengan kedalaman ratusan meter

tanpa mengalami kebocoran atau kerusakan akibat tekanan hidrostatis.

Apakah kamu mengetahui bahwa manusia hanya mampu menyelam

hingga kedalaman kurang lebih 20 m? Hal ini dikarenakan paru-paru

manusia tidak dapat menahan tekanan yang besar (>240.000 Pa).

b.   Hukum Archimedes

Pernahkah kamu melihat kapal selam? Pada bagian sebelumnya

kamu telah mengetahui bahwa dalam merancang kapal selam

harus memerhatikan tekanan hidrostatis air laut. Hal ini menjadi

pertimbangan dalam merancang struktur dan pemilihan bahan untuk

membuat  kapal selam.

Salah satu bahan yang tahan terhadap tekanan hidrostatis air laut

yang sangat besar adalah baja. Tahukah kamu bahwa baja merupakan

logam yang utamanya terbuat dari campuran besi dan karbon? Dengan

demikian baja memiliki massa jenis yang lebih besar daripada massa

jenis air laut. Coba kamu pikirkan mengapa kapal selam maupun kapal

laut lainnya yang terbuat dari baja tidak tenggelam, padahal massa

jenis baja jauh lebih besar daripada massa jenis air laut? Sebelum

mempelajarinya lebih jauh, ayo lakukan aktivitas berikut terlebih

dahulu!

Archimedes (287 SM - 212 SM) adalah seorang berkebangsaan 

unani an terkenal eaai ahli matematika atrnmi ilaat

iika dan ininur. ada uatu hari ia diminta aja iern  untuk

membuktikan bahwa mahkotanya benar-benar berasal dari emas

murni. Archimedes merasa kesulitan menentukan massa jenis mahkota

tersebut karena tidak bisa menghitung volume mahkota. Hingga

pada akhirnya saat Archimedes menceburkan dirinya ke bak mandi,

ia mengamati adanya air yang tumpah dari bak tersebut. Seketika

itu Archimedes berteriak “eureka, eureka!”. Archimedes menyadari

bahwa volume air yang tumpah tersebut sama besarnya dengan volume

tubuh yang mendesak air keluar dari bak. Melalui temuan tersebut,

Archimedes dapat membuktikan bahwa ternyata mahkota Raja tidak

berasal dari emas murni melainkan dicampur dengan perak, sehingga

pembuat mahkota tersebut dihukum mati oleh sang Raja.

Menurut Archimedes, benda menjadi lebih  ringan  bila  diukur 

dalam air daripada di udara karena di dalam air benda mendapat

gaya ke atas. Ketika di udara, benda memiliki berat mendekati yang

sesungguhnya. Karena berat zat cair yang didesak atau dipindahkan

benda adalah:

Hukum Archimedes tersebut digunakan sebagai dasar pembuatan 

kapal laut atau kapal selam. Suatu benda dapat terapung atau tenggelam

tergantung pada besarnya gaya berat (w) dan gaya apung (Fa

). Jika gaya

apung maksimum lebih besar daripada gaya berat maka benda akan

terapung. Sebaliknya, jika gaya apung  maksimum lebih kecil daripada

gaya berat maka benda akan tenggelam. Jika gaya apung maksimum

sama dengan berat benda, maka benda akan melayang. Gaya apung

maksimum adalah gaya apung jika seluruh benda berada di bawah

permukaan zat cair.

Hampir semua logam memiliki massa jenis (kerapatan) yang 

lebih besar dari air. Tentu kamu berpikir bahwa semua logam akan

tenggelam dalam air. Mengapa kapal laut yang terbuat dari logam tidak

tenggelam? Kapal laut dapat terapung karena pada saat diletakkan

secara tegak di lautan, kapal laut dapat memindahkan air laut dalam

jumlah yang cukup besar, sehingga kapal laut mendapat gaya ke atas

yang sama besar dengan berat kapal laut

c.    Hukum Pascal

 Pernahkah kamu melihat mobil yang dicuci di tempat pencucian 

kendaraan? Mobil di tempat pencucian kendaraan akan diangkat

dengan menggunakan alat pengangkat yang disebut pompa hidrolik

Bagaimana alat pengangkat tersebut dapat mengangkat mobil yang 

sangat berat padahal di dalam pompa hidrolik tersebut hanya berisi

udara atau dapat berupa minyak

Fenomena yang terdapat pada Aktivitas 7.4  menunjukkan bahwa 

tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan

diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Hal ini merupakan

bunyi dari hukum Pascal yang dikemukakan oleh Blaise Pascal  (16231662).

Blaise Pascal yang lahir pada 19 Juni 1623 adalah seorang

ahli matematika dan emetri an jua mendalami ilmu ilaat

dan agama. Meskipun tidak menempuh pendidikan yang resmi,

pada usia 12 tahun Pascal berhasil menciptakan mesin penghitung

yang membantu pekerjaan ayahnya sebagai petugas penarik pajak.

Sepanjang hidupnya banyak penemuan yang ia publikasikan terutama

pada bidang matematika. Selain itu, Pascal juga banyak melahirkan

karakara dalam idan iika hidrdinamika dan hidrtatika alah

satunya adalah hukum Pascal. Coba perhatikan Gambar 7.14 yang

merupakan penerapan hukum Pascal pada pompa hidrolik!

3.       Tekanan Gas

Pada bagian sebelumnya kamu telah mempelajari bahwa zat padat 

dan zat cair memiliki tekanan. Bagaimana dengan gas? Apakah gas juga

memiliki tekanan? Pernahkah kamu melihat balon udara? Bagaimana

balon udara dapat terbang? Coba lakukan aktivitas berikut agar kamu

dapat memahami jawaban pertanyaan tersebut!

Percobaan yang telah kamu lakukan, menunjukkan bahwa gas juga 

memiliki tekanan. Ketika  gelas  yang  berisi  air  dibalik,  ternyata 

kertas  HVS dapat menahan air di dalam gelas. Hal ini terjadi karena

HVS mendapatkan tekanan dari udara luar yang besarnya lebih besar

daripada tekanan air dalam gelas.

Bagaimanakah tekanan udara 

yang terjadi pada erlenmeyer 

yang ditutup dengan balon karet?

Ketika air dalam erlenmeyer

yang ditutup dengan balon karet

dipanaskan akan membuat balon

karet mengembang. Hal ini

terjadi karena  partikel gas dalam

erlenmeyer menerima kalor dari

pemanasan. Akibatnya gerakan

partikel gas dalam erlenmeyer

semakin cepat dan terjadilah

pemuaian  sehingga tekanannya

menjadi besar. Tekanan di

dalam erlenmeyer ini diteruskan

sama besar menuju balon karet, 

sehingga tekanan di dalam

balon karet lebih besar daripada

tekanan gas di luar balon karet 

yang mengakibatkan balon

karet mengembang

Ketika erlenmeyer yang berisi air panas yang telah ditutup rapat 

dengan balon karet dimasukkan  ke  dalam  air  dingin, balon karet

tertekan ke dalam erlenmeyer. Hal ini disebabkan karena kalor

pada partikel gas dalam erlenmeyer dirambatkan menuju air dingin.

Pergerakan partikel gas semakin lambat dan terjadilah penyusutan.

Penyusutan ini menyebabkan tekanan gas dalam erlenmeyer semakin

rendah dari tekanan gas di luar. Akibatnya balon karet masuk ke dalam

erlenmeyer karena tekanan gas dari luar.

Pernahkah kamu melihat balon udara? Ternyata, prinsip tekanan 

gas dimanfaatkan untuk mengembangkan balon udara. Balon udara

seperti pada Gambar 7.17 dapat terbang karena massa jenis total dari

balon udara lebih rendah daripada massa jenis udara di sekitarnya.

Massa jenis balon udara tersebut  dikendalikan oleh perubahan

temperatur pada udara dalam balon. Seorang pilot mengontrol

temperatur udara dalam balon dengan menggunakan pembakar yang

ada di bawah lubang balon.

Ketika bara api dari pembakar memanaskan udara dalam balon, 

berat balon menjadi lebih kecil dari gaya ke atas sehingga balon akan

bergerak ke atas (Ingat, udara panas lebih ringan dari udara dingin).

Jika ingin turun, maka pemanasan udara dalam balon dikurangi atau

dihentikan sehingga suhu udara dalam balon menurun. Gaya ke atas

pada balon adalah sama dengan berat udara dingin yang dipindahkan

oleh balon tersebut. Ingatlah kembali hukum Archimedes!

RANGKUMAN

Pada bab ini kamu telah mempelajari tentang tekanan yang 

terdapat pada zat padat, cair, dan gas. Terdapat proses perpindahan

zat di mana tekanan yang diberikan pada zat dan gas yang ada di

tempat tertutup akan disebarkan ke segala arah. Bagaimana dengan

tubuh kita? Di dalam tubuh kita terdapat organ yang bernama

jantung. Jantung memiliki fungsi memberikan tekanan pada darah

sehingga darah yang mengandung oksigen, protein, mineral, dan

zat-zat lain yang diperlukan tubuh  dapat mengalir  ke seluruh tubuh

kita.  Mengalirnya darah ke seluruh tubuh menjadikan terpenuhinya

kebutuhan sel-sel dalam tubuh kita, sehingga kerja organ di dalam

tubuh kita tidak mengalami gangguan.  Bersyukurlah kepada Tuhan

yang telah menciptakan tubuhmu dengan sempurna, sehingga

bahan-bahan yang tidak diperlukan bagi tubuh dapat dialirkan

melalui darah dengan sistem pompa yang dilakukan oleh jantung

1. Tekanan berbanding lurus  dengan  besar gaya  dan  berbanding 

terbalik  dengan luas bidang tekan. Semakin  besar  dorongan

(gaya)  yang   diberikan, semakin  besar  pula  tekanan  yang 

dihasilkan.  Sebaliknya,  semakin besar  luas  bidang  tekan  suatu 

benda  maka  semakin  kecil tekanan yang dihasilkan.

2. Kedalaman  zat cair dan massa jenis  zat  cair  memengaruhi 

tekanan  zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis.

Semakin dalam zat cair maka tekanan yang dihasilkan semakin

besar. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula

tekanan yang dihasilkan. Dengan  kata  lain,  tekanan  dalam  zat 

cair  sebanding dengan kedalaman atau ketinggian dan besarnya

massa jenis. 

3. Hukum Archimedes menyatakan bahwa “Jika suatu benda

dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan

memperoleh tekanan ke atas yang sama besarnya dengan berat

zat cair yang didesak oleh benda tersebut”.

4. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan

kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala

arah dengan besar yang sama. 

5. Aplikasi konsep tekanan zat pada makhluk hidup dapat ditemui

pada pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan, tekanan

darah pada pembuluh darah manusia, dan tekanan gas pada

proses pernapasan.

6. Air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang

lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena

adanya daya kapilaritas batang dan daya isap daun.

7. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh

tumuhan terjadi melalui pemuluh em. erjalanan atat

hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya, yaitu daun (daerah

yang memiliki konsentrasi gula tinggi) ke bagian tumbuhan lain

yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah).

Demikianlah Mengenai Tentang Artikel Buku Siswa Kelas 8 Kurikulum 2013  ini dapat bermanfaat dan membantu rekan - rekan Guru. Terima Kasih Atas Kunjungan Anda

Bagikan Artikel ini