Tekanan Zat Padat

Pengertian Tekanan

Seekor bebek memiliki kaki yang berselaput. Mengapa kaki ayam dan kaki bebek saat berada di tanah becek, kaki ayam terperosok lebih dalam dibandingkan kaki bebek?

Pertanyaan tersebut erat kaitannya dengan tekanan yang dihasilkan oleh masing-masing binatang. Semakin dalam kaki binatang terperosok ke dalam tanah, semakin besar tekanan pada tanah. Lalu, faktor-faktor apa saja yang memengaruhi tekanan suatu benda?

Seperti kita ketahui, kaki ayam tidak memiliki selaput, sedang kaki bebek memiliki selaput. Karena kaki ayam tidak memiliki selaput maka tekanannya pada tanah becek lebih besar. Apakah yang dimaksud dengan tekanan?

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu.

Perlu diketahui bahwa luas penampang memengaruhi tekanan. Semakin kecil luas penampang suatu benda, semakin besar tekanannya.

Bagaimana dengan seekor gajah dan seekor burung yang berjalan di atas tanah becek? Kaki gajah yang memiliki luas penampang lebih besar akan terperosok lebih dalam. Hal ini terjadi karena gajah memiliki berat yang lebih besar dibanding burung.

Gambar: Gaya Tekan Balok sama dengan gaya Berat Benda

Oleh karena itu, berat suatu benda juga memengaruhi tekanan suatu benda. Berat benda merupakan sebuah gaya. Jadi, tekanan juga tergantung dari gaya yang diberikan.

Semakin besar berat suatu benda, tekanannya semakin besar. Semakin kecil luas permukaan suatu benda, tekanannya semakin besar. 

Rumus Tekanan

Dengan memerhatikan hal-hal tersebut di atas, besar tekanan yang dialami suatu benda dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

Keterangan:
P : tekanan (Pascal atau N/m2)
F : gaya tekan (N)
A : luas permukaan (m2)

Besar gaya tekan benda pada kegiatan di atas sama dengan gaya berat benda tersebut.

Keterangan:
w : gaya berat (N)
m : massa benda (kg)
g : percepatan gravitasi (m/s2) (g=10 m/s2)

Dengan demikian, persamaannya menjadi

Berdasarkan persamaan di atas, besar tekanan pada zat padat dipengaruhi oleh luas penampang zat padat tersebut. Prinsip tekanan pada zat padat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada sepatu sepak bola.

Sol sepatu sepak bola dibuat tidak rata (berupa tonjolan-tonjolan) untuk memperbesar gaya tekan terhadap tanah. Semakin besar gaya tekan yang kita berikan pada tanah, membuat kita semakin kokoh berdiri dan berlari dengan lebih cepat, bahkan saat hujan.

Penerapan matematis rumus-rumus di atas dapat kamu pelajari pada contoh soal berikut!

Contoh Soal Tekanan

Sebuah benda bermassa 2 kg berada di atas tanah. Jika luas penampang benda yang menyentuh tanah 100 cm2, tentukan besar tekanan benda pada tanah!

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 2 kg
A = 100 cm2 = 100 . 0,0001 m2 = 0,01 m2

Ditanyakan: P =. . . ?

Jawab:
Langkah 1:
Menentukan besar gaya tekan yang diberikan oleh benda.
F = m . g
F = 2 . 10
F = 20 N

Langkah 2:
Menentukan besar tekanan benda pada tanah.
P = F/A
   = 20/0,01
   = 2.000 Pascal
   = 2 kPa (1 kPa = 1.000 Pa)
Jadi, tekanan yang diberikan benda pada tanah sebesar 2 kPa (kiloPascal).

sumber:http://www.guruipa.com/2016/02/pengertian-dan-rumus-tekanan-pada-zat-padat-serta-contoh-soal-tekanan.html#