TEKANAN

 

gambar 1. orang berjalan di sawah

Gambar di atas menunjukkan bagaimana ketika orang berjalan di sawah yang berlumpur dan struktur tanahnya lembek, terlihat sebagian kaki orang tersebut terbenam di dalam tanah yang dapat dilihat jejak kedalamannya. Hal ini dikarenakan berat badan orang yang memberikan tekanan pada tanah sehingga sebagian kakinya terbenam. Konsep tekanan ini banyak sekali kita temui dalam kehidupan sehari-hari di sekitar kita baik tekanan pada zat pada, zat cair, atau zat gas. Selain contoh di atas, beberapa contoh konsep tekanan antara lain: paku yang dibuat lancip di ujungnya, pensil yang lancip lebih mudah di gunakan daripada pensil yang tumpul. Kapal yang terbuat dari besi dapat terapung di laut, dll. Agar lebih memahami tentang konsep tekanan, mari kita ikuti penjelasan di bawah ini.

Tekanan pada zat padat

Telah disebutkan di atas, bahwa ketika orang berdiri di atas tanah sawah yang berlumpur dan lembek maka sebagian kakinya akan tenggelam karena mendapat tekanan dari tubuh orang tersebut, sekarang bagaimana jika orang tersebut berdiri dengan menggunakan satu kaki? Atau orang tersebut duduk di atas tanah? Apakah sebagian tubuhnya tetap terbenam ke tanah?, Bagaimana pula jika saat berdiri di atas sawah ia sedang membawa sekarung pupuk?. Berbagai perubahan yang dilakukan oleh orang tersebut tentu akan memberikan dampak terhadap bagian tubuh yang tenggelam ke lumpur atau tanah sawah.
Ketika orang tersebut berdiri satu kaki, maka bagian tubuh yang tenggelam ke dasar tanah akan lebih banyak (ditandai jejak kakinya semakin dalam), akan tetapi ketika ia mengubah posisinya menjadi duduk maka bagian tubuh yang tenggelam akan lebih sedikit (ditandai jejaknya semakin dangkal). Hal ini mengindikasikan bahwa tekanan dipengaruhi oleh luas bidang tekannya (bagian bawah yang bersentuhan langsung dengan tanah). Begitu pula saat orang tersebut berdiri sambil mengangkat sekarung pupuk, tentunya jejak yang ditinggalkan akan semakin dalam daripada saat berdiri tidak membawa sekarung pupuk karena ketika membawa pupuk beratnya bertambah (berat orang + berat pupuk) atau dengan kata lain gaya yang bekerja bertambah.

Berdasarkan uraian di atas, maka dapat diketahui bahwa tekanan dipengaruhi oleh gaya berat dan luas permukaan atau bidang tekannya. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan :
P : tekanan (Pa atau N/m²)
F : gaya (N)
A : luas bidang tekan (m²)

Tips:
Gaya yang dimaksudkan disini bisa berupa gaya tekan yang dilakukan oleh orang atau gaya berat dari suatu benda. Gaya berat adalah yang timbul karena adanya gaya tarik bumi secara matematis dapat ditulis w = m . g

Persamaan matematis di atas menunjukkan bahwa:

• Tekanan berbanding lurus dengan gaya
artinya ketika gaya yang bekerja semakin besar, maka tekanannya juga semakin besar dan ketika gaya yang bekerja semakin kecil, maka tekanannya juga semakin kecil.
• Tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan
Artinya semakin besar luas permukaan atau bidang tekannya maka tekanannya semakin kecil dan ketika luas permukaan semakin kecil maka tekanannya semakin besar.

Dengan memahami persamaan matematis di atas, tentunya kita dapat mengetahui agar tidak mudah tenggelam atau terjebak di lumpur kita harus menggunakan alas kaki yang luas agar tekanannya sempit. Alasan ini pula yang menjelaskan kenapa menulis menggunakan pensil runcing lebih enak daripada pensil tumpul.

Contoh soal

1. Tangan seorang anak seluas 45 cm² menekan tanah liat dengan gaya sebesar 9 N. tentukan besar tekanan yang dialami tanah liat dari tangan anak tersebut!

Berdasarkan soal diketahui
A = 45 cm² = 0,0045 m²
F = 9 N
P ... ?
jawab

2. Balok bermassa 720 gram yang memiliki ukuran panjang, lebar, dan tinggi berturut – turut adalah 8 cm, 6 cm , dan 2 cm seperti ditunjukkan oleh gambar berikut

Jika balok tersebut diletakkan di atas lantai, tentukan tekanan terbesar dan terkecil yang dapat diberikan balok ke lantai ! (g = 10 m/s²)

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 720 gram = 0,72 kg
g = 10 m/s²
p = 8 cm
l = 6 cm
t = 2 cm
tekanan terbesar dan terkecil ...?
gaya yang digunakan untuk menekan lantai adalah gaya berat yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut
w = m . g
w = 0,72 . 10
w = 7,2 N
tekanan terbesar yang dapat diberikan balok
tekanan terbesar diterima lantai jika luas permukaannya kecil. Luas permukaan kecil yang dimaksudkan adalah luas alas yang bersentuhan dengan lantai yakni antara lebar dan tinggi balok. Dapat diilustrasikan sebagai berikut

luas permukaan (alas) = 12 cm² = 0,0012 m²
Sehingga tekanannya adalah

tekanan terkecil yang dapat diberikan balok
tekanan terkecil diterima lantai jika luas permukaannya besar. Luas permukaan besar yang dimaksudkan adalah luas alas yang bersentuhan dengan lantai yakni antara panjang dan lebar balok. Dapat diilustrasikan sebagai berikut

luas permukaan (alas) = 48 cm² = 0,0048 m²
Sehingga tekanannya adalah