SOAL DAN PENYELESAIAN TEKANAN DAN HUKUM PASKAL
1. Sebuah balok bermassa 300 kg dengan ukuran panjang 1,5 m, lebar 1 m, dan tinggi 0,5 m. Tentukan tekanan pada dasar balok jika balok diletakkan di atas meja pada posisi terkecil berada di atas.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Luas alas balok bagian bawah sama dengan lua balok bagian atas, dan ukuran terkecil adalah:
A = p x l
A = 1 x 0,5 =0,5 m2
Gaya yang bekerja pada meja adalah gaya berat balok,
F = W = m x g
F= 300 x 10 = 3000 Newton
Tekanan
P = F/A = 3000/0,5
P = 6000 Pascal
2. Sebuah gelas berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar gelas, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air yaitu 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10m/s2
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Tekanan hidrostatis:
P = ρ x g x h
P = 1000 x 10 x 0,15
P = 1500 Pa
3. Berat jenis air besarnya 104 N/m3. Tekanan hidrostatis yang disebabkan oleh air pada kedalaman 50 cm adalah....
4. Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung! 
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Tekanan udara dalam tabung
P = Po − h
P = 76 cmHg − 3 cm Hg
P = 73 cm Hg
5. Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm kota A 300 m dari muka laut, sehingga tekanan udaranya turun 3 cm,
P = 76 cm Hg − 3 cm Hg
$\displaystyle \\\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{A_{1}}{A_{2}}\\ \frac{F}{5}= \frac{1800}{5}\\ F = 180 \, Newton$
7. Gas Argon yang mempunyai volume 2 m3 dengan tekanan 6 atm dipompakan ke dalam ruang hampa yang volumenya 8 m3. Tekanan gas Argon tersebut menjadi...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\displaystyle \\P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}\\ 6.2=P_{2}.8\\ P_{2}=\frac{12}{8}=1,5\, Atm$
8. Jika sebuah gaya F bekerja pada sebuah bidang dengan luas permukaan sentuh sebesar A, maka besar tekanan yang diberikan gaya tersebut adalah ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Jika dilihat berdasarkan rumusnya, maka tekanan dapat diartikan sebagai gaya persatuan luas permukaan di mana gaya tersebut bekerja. Besar tekanan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan.
$\displaystyle P=\frac{F}{A}$
Keterangan :
P = tekanan (Pa atau N/m2)
F = gaya (N)
A = luas permukaan bidang sentuh (m2).
9. Hubungan Tekanan, Gaya, dan Luas Jika sebuah balok diletakkan di atas meja, maka tekanan yang diberikan balok pada meja tersebut dapat diperbesar dengan cara ....
A. Memperkecil berat balok
B. Memperbesar luas alas balok
C. Memperbesar berat balok
D. Memperkecil massa balok
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Seperti yang telah dibahas pada soal sebelumnya, tekanan yang dihasilkan oleh sebuah gaya berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan sentuh. Karena gaya yang diberikan balok adalah gaya berat, maka:
$\displaystyle P=\frac{F}{A}=\frac{m.g}{A}$
Persamaan tekanan menunjukkan bahwa semakin besar gaya yang diberikan maka akan semakin besar pula tekanan yang dihasilkan, dan semakin kecil luas permukaan sentuh maka akan semakin besar tekanan yang dihasilkan. Maka, untuk memperbesar tekanan yang dihasilkan oleh balok, dapat dilakukan dengan:
10. Sebuah gaya 40 N bekerja pada sebuah bidang dengan luas permukaan yang bersentuhan 2 m2. Agar dihasilkan tekanan lima kali lebih besar dari tekanan pertama, maka gaya 50 N harus bekerja pada bidang dengan luas permukaan sentuh sebesar ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\displaystyle \\P_{2}=5P_{1}\\\\\frac{F_{1}}{A_{1}}=5.\frac{F_{2}}{A_{2}}\\\\\frac{40}{2}=5.\frac{50}{A_{2}}\\\\A_{2}=0,5m^{2}$
11. Sebuah balok berukuran 4 m x 2 m x 5 m diletakkan di atas lantai. Jika tekanan minimum yang diberikan balok terhadap lantai adalah 50 Pa dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka massa balok tersebut adalah ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Tekanan minimum dihasilkan jika balok diletakkan dengan bagian alas terbesar, yaitu: $\displaystyle \\\\P_{min}=\frac{F}{A_{max}}\\\\P_{min} = \frac{m.g}{p.l}\\\\50 = \frac{m.10}{4.5}\\\\ m = 100 kg$
12. Sebuah bejana berbentuk U diisi dengan dua jenis zat cair yaitu raksa dan zat cair X seperti gambar di bawah ini. Jika massa jenis raksa adalah 13,6 g/cm3, maka massa jenis zat cair X adalah ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Prinsip bejana berhubungan:
$\displaystyle \\\rho_{2} . h_{2} = \rho_{1} . h_{1}\\\\\rho_{2} . 8 = 13,6 .(2)\\\\ \rho_{2} = \frac{27,2}{8}\\ \rho_{2} = 3,4 g.cm^{3}$
13. Berikut ini merupakan alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip Pascal, kecuali ....
Tekanan
P = F/A = 3000/0,5
P = 6000 Pascal
2. Sebuah gelas berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar gelas, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air yaitu 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10m/s2
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Tekanan hidrostatis:
P = ρ x g x h
P = 1000 x 10 x 0,15
P = 1500 Pa
3. Berat jenis air besarnya 104 N/m3. Tekanan hidrostatis yang disebabkan oleh air pada kedalaman 50 cm adalah....
P = (ρ x g) x h
P = s x h
P = 104 x 0,5
P = 5.103 Pa
P = 104 x 0,5
P = 5.103 Pa
4. Untuk mengukur tekanan gas dalam tabung digunakan air raksa seperti gambar berikut Jika tekanan udara luar adalah 76 cm Hg, dan h = 3 cm, tentukan tekanan gas di dalam tabung!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Tekanan udara dalam tabung
P = Po − h
P = 76 cmHg − 3 cm Hg
P = 73 cm Hg
5. Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Setiap kenaikan 100 cm, tekanan udara luar turun 1 cm kota A 300 m dari muka laut, sehingga tekanan udaranya turun 3 cm,
P = 76 cm Hg − 3 cm Hg
P = 73 cm Hg
6. Perhatikan gambar!
Luas penampang 1 adalah 5 cm2 dan luas penampang 2 adalah 50 cm2. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun$\displaystyle \\\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{A_{1}}{A_{2}}\\ \frac{F}{5}= \frac{1800}{5}\\ F = 180 \, Newton$
7. Gas Argon yang mempunyai volume 2 m3 dengan tekanan 6 atm dipompakan ke dalam ruang hampa yang volumenya 8 m3. Tekanan gas Argon tersebut menjadi...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\displaystyle \\P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}\\ 6.2=P_{2}.8\\ P_{2}=\frac{12}{8}=1,5\, Atm$
8. Jika sebuah gaya F bekerja pada sebuah bidang dengan luas permukaan sentuh sebesar A, maka besar tekanan yang diberikan gaya tersebut adalah ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Jika dilihat berdasarkan rumusnya, maka tekanan dapat diartikan sebagai gaya persatuan luas permukaan di mana gaya tersebut bekerja. Besar tekanan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan.
$\displaystyle P=\frac{F}{A}$
Keterangan :
P = tekanan (Pa atau N/m2)
F = gaya (N)
A = luas permukaan bidang sentuh (m2).
9. Hubungan Tekanan, Gaya, dan Luas Jika sebuah balok diletakkan di atas meja, maka tekanan yang diberikan balok pada meja tersebut dapat diperbesar dengan cara ....
A. Memperkecil berat balok
B. Memperbesar luas alas balok
C. Memperbesar berat balok
D. Memperkecil massa balok
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Seperti yang telah dibahas pada soal sebelumnya, tekanan yang dihasilkan oleh sebuah gaya berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan sentuh. Karena gaya yang diberikan balok adalah gaya berat, maka:
$\displaystyle P=\frac{F}{A}=\frac{m.g}{A}$
Persamaan tekanan menunjukkan bahwa semakin besar gaya yang diberikan maka akan semakin besar pula tekanan yang dihasilkan, dan semakin kecil luas permukaan sentuh maka akan semakin besar tekanan yang dihasilkan. Maka, untuk memperbesar tekanan yang dihasilkan oleh balok, dapat dilakukan dengan:
- Memperbesar berat
- Memperkecil luas alas balok yang bersentuhan.
- Memperbesar massa sekaligusm emperkecil luas alas balok yang bersentuhan.
10. Sebuah gaya 40 N bekerja pada sebuah bidang dengan luas permukaan yang bersentuhan 2 m2. Agar dihasilkan tekanan lima kali lebih besar dari tekanan pertama, maka gaya 50 N harus bekerja pada bidang dengan luas permukaan sentuh sebesar ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\displaystyle \\P_{2}=5P_{1}\\\\\frac{F_{1}}{A_{1}}=5.\frac{F_{2}}{A_{2}}\\\\\frac{40}{2}=5.\frac{50}{A_{2}}\\\\A_{2}=0,5m^{2}$
11. Sebuah balok berukuran 4 m x 2 m x 5 m diletakkan di atas lantai. Jika tekanan minimum yang diberikan balok terhadap lantai adalah 50 Pa dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka massa balok tersebut adalah ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Tekanan minimum dihasilkan jika balok diletakkan dengan bagian alas terbesar, yaitu: $\displaystyle \\\\P_{min}=\frac{F}{A_{max}}\\\\P_{min} = \frac{m.g}{p.l}\\\\50 = \frac{m.10}{4.5}\\\\ m = 100 kg$
12. Sebuah bejana berbentuk U diisi dengan dua jenis zat cair yaitu raksa dan zat cair X seperti gambar di bawah ini. Jika massa jenis raksa adalah 13,6 g/cm3, maka massa jenis zat cair X adalah ....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Prinsip bejana berhubungan:
$\displaystyle \\\rho_{2} . h_{2} = \rho_{1} . h_{1}\\\\\rho_{2} . 8 = 13,6 .(2)\\\\ \rho_{2} = \frac{27,2}{8}\\ \rho_{2} = 3,4 g.cm^{3}$
13. Berikut ini merupakan alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip Pascal, kecuali ....
A. Balon udara
B. Pompa hidrolik
C. Kursi dokter gigi
D. Mesin pengepres hidrolik
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Prinsip Pascal adalah prinsip kerja yang memberikan gaya kecil pada penghisap kecil untuk menghasilkan gaya besar pada penghisap yang besar. Beberapa alat yang cara kerjanya menggunakan prinsip Pascal antara lain:
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Prinsip Pascal adalah prinsip kerja yang memberikan gaya kecil pada penghisap kecil untuk menghasilkan gaya besar pada penghisap yang besar. Beberapa alat yang cara kerjanya menggunakan prinsip Pascal antara lain:
- Dongkrak dan pompa hidrolik
- Mesin pengepres hidrolik
- Kursi dokter gigi
- Rem piringan hidrolik
- Kursi eksekutif
