Tekanan

Pengertian Tekanan

Sepatu hak tinggi mempunyai luas bidang sentuh yang lebih kecil dari pada sepatu dengan hak lebar. Hal ini mengakibatkan kedua tungkai memperoleh beban yang cukup besar untuk menopang berat tubuh.

Gaya dapat didefinisikan sebagai tarikan atau dorongan. Apa pengaruh gaya terhadap permukaan benda? Apakah yang dimaksud dengan tekanan? Coba anda perhatikan uraian di bawah ini!

Bagaimana rasanya ketika anda harus menggunakan sepatu hak tinggi? Nah, ketika anda berdiri, semakin lama kaki anda akan terasa pegal dan sakit bukan ? Sepatu “teplek” mau pun sandal dengan permukaan lebar memang lebih nyaman untuk kaki. Apa sebabnya ?

Selaput di kaki bebek memberikan luas bidang tekan yang besar untuk mengurangi tekanan di tanah akibat berat tubuhnya.

Seperti halnya gajah, hewan-hewan besar memiliki luas telapak kaki yang cenderung lebar.

Perhatikan juga kendaran berat yang digunakan untuk memperbaiki jalan. Alat berat tersebut digunakan untuk memadatkan jalan yang sedang diperbaiki sebelum dilapisi aspal. Mengapa untuk meratakan jalan digunakan alat berat?

Contoh lain, jika anda pernah melihat unta dan gajah, anda akan mengetahui bahwa telapak kaki unta maupun gajah bentuknya melebar. Begitu pula dengan kaki bebek yang memiliki selaput. Apa gunanya kaki unta, gajah maupun kaki bebek berbentuk demikian? Jawaban singkatnya, semua contoh di atas ada hubungannya dengan tekanan. Bagaimana penjelasan fisikanya ?

Gaya yang terdapat pada luas permukaan benda itulah yang dinamakan tekanan. Jadi tekanan terjadi sebagai akibat adanya gaya terhadap bidang sentuh permukaan benda. Dalam fisika tekanan dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut :

Jika benda berada di atas tanah/lantai, maka gaya yang bekerja yaitu gaya beratnya, sehingga :

Keterangan :

P = Tekanan, dalam satuan N/m2 = Pascal (Pa)

F = w = gaya berat benda, dengan satuan Newton (N)

A = Luas bidang tekan , dalam satuan meter persegi (m2)

Sebagaimana telah kita pelajari, berat berbeda dengan massa. Berat adalah besarnya pengaruh gravitasi bumi terhadap massa benda. Jadi berat merupakan salah satu bentuk gaya. Jika sebuah benda memiliki massa m kg, dengan percepatan gravitasi sebesar g m/s2, maka beratnya :

• Tekanan (P) berbanding lurus dengan gaya (F). Makin besar gaya yang diberikan terhadap permukaan benda, makin besar tekanannya. 
• Tekanan (P) berbanding terbalik dengan luas permukaan benda (A). Makin besar luas bidang permukaannya, makin kecil tekanannya.

					Unta juga memiliki luas telapak kaki yang lebih besar untuk memperkecil tekanan karena berat tubuhnya

Contoh soal :

1. Sebuah balok yang beratnya 500 N dengan ukuran panjang 400 c m, lebar 10 cm dan tinggi 40 cm, berada di atas lantai. Berapa tekanan maksimum dan tekanan minimum pada lantai ?
   

Penyelesaian :

Diketahui : F = w = 500 N
Panjang = 400 cm = 4 m
Lebar = 10 cm = 0,1 m
Tinggi = 40 cm = 0,4 m

Jawab :

Supaya tekanannya minimum, balok harus diletakkan pada posisi horizontal, sehingga luas bidang permukaan yang menyentuh lantai adalah yang terbesar. Maka luas bidangnya menjadi :
A = (panjang x lebar) balok = 4 m x 0,1 m = 0,4 m2

Jadi tekanan minimum balok adalah :

P = F/A = 500 N /0,4 m2 = 1.250 N/m2 = 1.250 Pa

Untuk menghasilkan tekanan yang maksimum, maka luas bidangnya yang terkecil, sehingga :
A = (lebar x tinggi) balok = 0,1 m x 0,4 = 0,04 m2

Jadi tekanan maximum balok adalah :
P = F/A = 500 N /0,04 m2 = 12.500 N/m2 = 12.500 Pa

Penerapan Konsep Tekanan

Pada penjelasan di awal, diberikan beberapa contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini diberikan contoh lain penerapan konsep tekanan.

1. Kapak

Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukang kayu dalam memotong atau membelah kayu. Orang yang memotong kayu dengan kapak yang tajam akan lebih sedikit mengeluarkan tenaganya daripada jika ia menggunakan kapak yang tumpul dengan gaya yang sama. Jadi, kapak yang baik adalah kapak yang mempunyai luas permukaan bidang yang kecil. Dalam bahasa sehari-hari luas permukaan kapak yang kecil disebut tajam. Coba, sebutkan alat-alat lain yang mempunyai prinsip kerja seperti kapak!

2. Sirip Ikan

Sirip ikan yang lebar memungkinkan ikan bergerak dalam air karena memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip ini memberikan tekanan yang besar ke air ketika sirip tersebut digerakkan. Akibatnya, ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya.

3. Sepatu Salju

Meskipun salju nampak menutupi tanah, berjalan di atas tumpukan salju ternyata tidak mudah. Tanpa menggunakan sepatu salju orang akan gampang terperosok. Hal ini karena besarnya tekanan yang diberikan barat badan di atas permukaan salju. Jadi mereka membuat sepatu salju yang luas alasnya besar, sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuh. Hal ini mempermudah mereka berjalan di atas salju.

4. Sepatu Bola

Sepatu bola di rancang sedemikian rupa dengan bulatan-bulatan kecil di bagian bawah telapaknya. Gunanya untuk memberikan tekanan besar pada tanah, sehingga pemain bola dapat menapak dengan kokoh ditanah dan tidak mudah tergelincir.