Contoh Soal dan Pembahasan Tekanan

tekanan, materi fisika SMP Kelas 8 (VIII), tercakup tekanan pada zat padat, tekanan pada zat cair, tekanan pada gas, hukum pascal, hukum boyle, pipa U dan tekanan gas dalam tabung / manometer.

Soal No. 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 diatas meja pada posisi seperti terlihat pada gambar di atas!

Pembahasan

Luas alas balok adalah:
A = p x l
A = 1,5 x 1 = 1,5 m2

Gaya yang bekerja pada meja adalah gaya berat balok,
F = W = m x g = 300 x 10 = 3000 Newton

Tekanan
P = F/A = 3000/1,5 = 2000 Pascal

Soal No. 2
Gambar berikut sebuah teko berisi sirup sedalam 15 cm. Tentukan tekanan hidrostatis di dasar teko, anggap massa jenis sirup sama dengan massa jenis air yaitu 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2



Pembahasan
Tekanan hidrostatis:
P = ρ x g x h
P = 1000 x 10 x 0,15 = 1500 Pascal

Soal No. 3
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!

Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung
P = Po − h
P = 76 cmHg − 3 cm Hg = 73 cm Hg

Soal No. 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!

Pembahasan
Tekanan udara dalam tabung
P = Po + h
P = 76 cmHg + 3 cmHg = 79 cm Hg

Soal No. 5
Untuk memperkirakan massa jenis suatu zat cair digunakan pipa berbentuk U yang telah berisi air. Setelah zat cair dimasukkan pada pipa sebelah kanan, kondisi akhir seperti gambar berikut



Tentukan massa jenis zat cair pada pipa kanan!

Pembahasan
ρ1h1 = ρ2h2
1000 x 5 = ρ2 x 8
h2 = 5000 / 8 = 625 kg/m3

Soal No. 6
Kota A berada 300 m di atas permukaan air laut. Jika tekanan di atas permukaan air laut adalah 76 cmHg, tentukan tekanan udara di kota A, nyatakan dalam cmHg!

Pembahasan
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 = 73 cm Hg

Soal No. 7
Perhatikan gambar di bawah!



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!

Pembahasan
F1/A1 = F2/A2
F / 5 = 1800 / 50
F = (1800/50) x 5 = 180 Newton

Soal No. 8
Perhatikan gambar di bawah!



Diameter penampang 1 adalah 5 cm2 dan diameter penampang 2 adalah 15 cm2. Jika berat beban adalah W = 1800, tentukan besar gaya F yang diperlukan untuk menaikkan beban W!

Pembahasan
F1/(D1)2 = F2/(D2)2
F / 52 = 1800 / 152
F = 1800 x (5/15)2 = 1800 / 9 = 200 Newton

Soal No. 9
Contoh dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan bahwa gas dalam ruang tertutup mengadakan tekanan pada dindingnya adalah ...
A. lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas
B. balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong
C. balon yang berisi udara naik ke angkasa
D. meletusnya balon atau ban sepeda
(Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 2001)

Pembahasan
- lilin yang menyala menjadi padam ketika ditutup gelas→ pembakaran memerlukan udara (oksigen), jika gelas ditutup suplai oksigen berkurang dan akhirnya habis, sehingga lilin padam.
- balon yang berisi udara lebih berat dari balon kosong → membuktikan udara juga memilki massa
- balon yang berisi udara naik ke angkasa → massa jenis udara dalam balon berarti lebih kecil dari massa jenis udara di luar balon
- meletusnya balon atau ban sepeda → udara memiliki tekanan, dinding balon atau ban tidak mampu menahan gaya tekan sehingga meletus.

Soal No. 10
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 ...
A. 24atm
B. 14 atm
C. 4 atm
D. 1,5 atm
(Sumber soal : Ebtanas IPA SMP 1999)

Pembahasan
P1V1 = P2V2
(6 atm)(2 m3) = P2 (8 atm)
P2 = 12 / 8 = 1,5 atm

Soal No. 11
Empat buah benda dengan bentuk yang berbeda diletakkan di atas lantai.

                

Tekanan paling kecil yang dialami lantai diakibatkan oleh benda nomor....

A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
(Sumber soal : Try Out Online Tekanan SMP - Fisika Study Center)

Pembahasan
Dari rumus tekanan:
P = F/A
Untuk memperoleh tekanan yang kecil, luas bidang tekan harus diperbesar. Luas paling besar adalah benda nomor (2)