< Previous2Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Pada saat musim hujan kamu sering menjumpai jalanan yang berlumpur akibat terguyur hujan sehingga kita lebih sulit untuk melintasi jalanan tersebut. Jika kamu hendak melewati jalanan yang berlumpur. Sepatu manakah yang akan kamu gunakan, sepatu boot atau sepatu hak tinggi?(a)(b)(c)Sumber: Dok. KemdikbudGambar 7.1 (a) Jalanan Berlumpur, (b) Sepatu Boot, (c) Sepatu Hak TinggiAgar kamu dapat melewati jalanan berlumpur dengan mudah, sebaiknya kamu menggunakan sepatu boot. Dengan menggunakan sepatu boot kamu akan mudah melewati jalanan yang berlumpur dan tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur. Mengapa hal ini dapat terjadi? Coba amati gambar sepatu boot dan sepatu hak tinggi yang terdapat pada Gambar 7.1 b dan c! Apabila kita cermati, sepatu boot memiliki permukaan pijakan lebih luas dibandingkan dengan sepatu hak tinggi. Sepatu yang memiliki permukaan pijakan lebih luas tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur.Fenomena tersebut juga dapat kamu amati pada angsa atau entok atau bebek dan ayam. Coba kamu perhatikan tempat hidup angsa dan ayam! Angsa dapat dengan mudah mencari makan di tempat yang berlumpur, misalnya di sawah, sedangkan ayam kesulitan untuk mencari makan di tempat tersebut. Mengapa angsa dapat memiliki kemampuan seperti itu? Coba kamu perhatikan struktur dari kaki angsa dan ayam. Angsa memiliki selaput pada kakinya, sedangkan ayam tidak memiliki. Agar kamu mengetahuinya, perhatikan Gambar 7.2! Permukaan pijakan yang luas menyebabkan tekanan yang dihasilkan oleh kaki terhadap lumpur semakin kecil, sehingga angsa tidak mudah terperosok masuk ke dalam lumpur. 3Ilmu Pengetahuan AlamMaha Besar Tuhan yang telah merancang struktur kaki angsa yang dilengkapi selaput sehingga angsa dapat mencari makan di tempat yang berlumpur. Masih banyak fenomena di alam terkait tekanan yang menarik untuk dipelajari. Kamu tentu ingin mengetahuinya lebih dalam bukan? Ayo kita pelajari dengan lebih semangat!(a)(b)Sumber: Dok. KemdikbudGambar 7.2 (a) Kaki Angsa, (b) Kaki AyamA. Tekanan ZatAyo, Kita PelajariIstilah Penting Tekanan zat padat Tekanan zat cair Tekanan gas Tekanan Tekanan hidrostatis Hukum Archimedes Hukum PascalMempelajari materi ini akan membantumu memahami konsep dasar tekanan, sehingga dapat menjadi bekal bagimu di masa depan dalam mengembangkan bangunan atau teknologi yang memanfaatkan tekanan.Mengapa Penting?Cobalah kamu mengingat kembali materi pada Bab 1 tentang Gerak Benda dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar! Pada pembelajaran materi tersebut, kamu sudah memahami tentang gaya bukan? Gaya adalah tarikan atau dorongan. Gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan kecepatan benda. Sekarang, tahukah kamu apa itu tekanan? Tekanan sangat berhubungan dengan gaya dan luas permukaan benda. Agar kamu dapat dengan mudah memahami lebih dalam tentang tekanan, ayo kita lakukan aktivitas berikut!4Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Aktivitas 7.1 Menyelidiki Tekanan pada Benda PadatAyo, Kita LakukanApa yang kamu perlukan?1. 2 buah plastisin ukuran besar/ tanah liat/ tepung terigu2. 2 keping uang logam (Rp.500) Apa yang harus kamu lakukan?1. Letakkan uang logam pertama pada plastisin dengan posisi horizontal dan uang logam kedua dengan posisi vertikal seperti Gambar 7. 3!(a)(b)Sumber: Dok. KemdikbudGambar 7.3 Posisi Uang Logam pada Plastisin, (a) Vertikal, (b) Horizontal2. Berilah dorongan pada kedua uang logam tersebut dengan besar dorongan atau kekuatan yang sama! Kamu dapat menggunakan suatu benda sebagai beban, sehingga gaya yang diberikan dapat sama besar.3. Ambil kedua uang logam tersebut dari plastisin, kemudian amati kedalaman bekas uang logam itu!4. Siapkan kembali plastisin dan uang logam!5. Letakkan uang logam pada masing-masing plastisin dengan posisi vertikal!6. Berilah dorongan pada uang logam pertama dengan dorongan yang kuat (gaya besar) dan pada uang logam kedua dengan dorongan lemah (gaya kecil)!7. Ambil kedua uang logam tersebut dari plastisin, kemudian amati kedalaman bekas uang logam itu!5Ilmu Pengetahuan AlamApa yang perlu kamu diskusikan?1. Posisi uang logam yang manakah yang memiliki luas permukaan pijakan (tempat gaya bekerja) yang lebih kecil? 2. Ketika kamu mendorong kedua uang logam dengan posisi horizontal dan posisi vertikal dengan besar dorongan (gaya) yang sama, uang logam dengan posisi manakah yang memiliki bekas lebih dalam? Mengapa demikian?3. Ketika kamu mendorong kedua uang logam yang posisinya vertikal, tetapi dengan besar dorongan (gaya) yang berbeda, uang logam yang manakah yang memiliki bekas lebih dalam? Mengapa demikian?4. Bekas pada plastisin yang dalam berarti plastisin tersebut mendapatkan tekanan yang lebih besar. Dari kedua perlakuan tersebut, manakah yang mampu menghasilkan tekanan yang lebih besar?Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan Aktivitas 7.1, dapatkah kamu menyebutkan faktor-faktor apa sajakah yang memengaruhi besarnya tekanan? Bagaimanakah hubungan antara tekanan dan luas permukaan dengan gaya?Kamu telah melakukan Aktivitas 7.1 tentang tekanan pada zat padat dan juga mempelajari bagaimana hubungan antara tekanan dengan luas permukaan dan gaya. Agar kamu lebih memahami konsep tersebut, ayo pelajari dan cermati bahasan berikut dengan bersemangat!1. Tekanan Zat PadatMasih ingatkah kamu dengan hasil percobaan pada Aktivitas 7.1? Ketika kamu mendorong uang logam di atas plastisin, berarti kamu telah memberikan gaya pada uang logam. Besarnya tekanan yang dihasilkan uang logam pada plastisin tergantung pada besarnya dorongan (gaya) yang kamu berikan dan luas permukaan pijakan atau luas bidang tekannya. Konsep tekanan sama dengan penyebaran gaya pada luas suatu permukaan. Sehingga, apabila gaya yang diberikan pada suatu benda (F) semakin besar, maka tekanan yang dihasilkan 6Kelas VIII SMP/MTsSemester 2akan semakin besar. Sebaliknya, semakin luas permukaan suatu benda, tekanan yang dihasilkan semakin kecil. Secara matematis, besaran tekanan dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.=pFAdengan: p = Tekanan (N/m2 yang disebut juga satuan pascal (Pa))F = Gaya (newton)A = Luas bidang (m2)Setelah mengetahui bahwa besar tekanan dipengaruhi oleh besarnya gaya dan luas bidang, sekarang kamu tentunya dapat menjelaskan alasan ketika kamu berjalan di tanah berlumpur dengan menggunakan sepatu boot, kamu akan lebih mudah berjalan dan tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur dibandingkan dengan menggunakan sepatu dengan pijakan yang sempit. Kamu juga dapat memahami alasan angsa lebih mudah mencari makanan di tempat yang berlumpur daripada ayam.2. Tekanan Zat Caira. Tekanan HidrostatisIndonesia merupakan negara yang memiliki lautan yang sangat luas. Tuhan telah menganugerahkan pesona bawah laut Indonesia yang sangat indah sehingga kita patut mensyukuri dan menjaganya. Pernahkah kamu menyelam ke dalam laut untuk melihat biota bawah laut? Perhatikan Gambar 7.4!Sumber: Dok. KemdikbudGambar 7.4 Menyelam Melihat Pesona Bawah Laut7Ilmu Pengetahuan AlamKetika kamu menyelam, bagaimanakah kondisi telinga yang kamu rasakan? Apakah telingamu terasa tertekanan? Semakin dalam kamu menyelam, kamu akan merasakan tekanan yang lebih besar. Mengapa hal ini dapat terjadi? Agar mengetahuinya, ayo lakukan Aktivitas 7.2 berikut!Aktivitas 7.2 Menyelidiki Tekanan Zat Cair pada Kedalaman TertentuAyo, Kita LakukanApa yang kamu perlukan?1. 2 buah gelas kimia2. Pipa U atau selang berbentuk U3. Corong4. Air berwarna5. Minyak kelapa atau minyak goreng6. Balon untuk menutup corongApa yang harus kamu lakukan?1. Susunlah alat percobaan seperti pada Gambar 7.5!AirAirCorongSelangKartonPipa ULubang pada corong dilapisi balonSumber: Dok. KemdikbudGambar 7.5 Rangkaian Alat Percobaan Tekanan Zat Cair8Kelas VIII SMP/MTsSemester 22. Isilah gelas kimia dengan air!3. Masukkan corong ke dalam gelas kimia, kemudian ubahlah kedalaman corong yang terdapat pada gelas kimia sesuai dengan data kedalaman (h) yang terdapat di dalam Tabel 7.1!4. Amatilah VeliVih permukaan air ¨h) yang terdapat pada pipa U. Jangan lupa lakukan percobaan ini dengan teliti dan cermat!5. Ulangi kembali percobaan di atas dengan mengganti air dalam gelas kimia dengan minyak kelapa atau minyak goreng!6. Tuliskan hasil pengamatan pada Tabel 7.1!Tabel 7.1 Data Hasil Percobaan Tekanan Zat CairNoKedalaman (h) (cm)Selisih Ketinggian (∆h) (cm)AirMinyak Kelapa1521031545Apa yang perlu kamu diskusikan?1. Menurutmu, manakah yang lebih besar antara massa jenis air atau massa jenis minyak goreng? 2. Bagaimana selisih ketinggian air pada pipa U jika corong dimasukkan semakin dalam pada gelas kimia?3. Coba bandingkan selisih ketinggian air pada pipa U pada setiap kedalaman corong ketika dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air dan ketika berisi minyak goreng! Manakah yang memiliki selisih ketinggian lebih besar?4. Penyebab selisih ketinggian adalah adanya tekanan dari cairan (air dan minyak) yang diteruskan melalui corong dan selang. Faktor apa sajakah yang memengaruhi besarnya tekanan dari percobaan ini?Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?9Ilmu Pengetahuan AlamSetelah melakukan Aktivitas 7.2 kamu telah mengetahui bahwa kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan yang dihasilkan oleh zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis. Semakin dalam zat cair, semakin besar tekanan yang dihasilkan. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Pada bagian sebelumnya kamu sudah memahami bahwa tekanan merupakan besarnya gaya per satuan luas permukaan tempat gaya itu bekerja, secara matematis dirumuskan sebagai:=pFAPada zat cair, gaya (F) disebabkan oleh berat zat cair (w) yang berada di atas benda, sehingga:=pwAkarena berat (w) = m × g m = ρ × V V = h × A makadapat ditulis bahwa =pρ × g × h × AA atau p = ρ × g × h dengan:p = Tekanan (N/m2)m = Massa benda (kg)ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)g = Percepatan gravitasi (m/s2)h = Tinggi zat cair (m)V = Volume (m3)Tekanan hidrostatis ini penting untuk diperhatikan dalam merancang berbagai struktur bangunan dalam penampungan air, misalnya pembangunan bendungan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Selain PLTA, para arsitek kapal selam juga memperhitungkan tekanan hidrostatis air laut, sehingga kapal selam mampu menyelam ke dasar laut dengan kedalaman ratusan meter tanpa mengalami kebocoran atau kerusakan akibat tekanan hidrostatis.Apakah kamu mengetahui bahwa manusia hanya mampu menyelam hingga kedalaman kurang lebih 20 m? Hal ini dikarenakan paru-paru manusia tidak dapat menahan tekanan yang besar (>240.000 Pa).10Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Sumber: Dok. KemdikbudGambar 7.6 Struktur Bendungan Airb. Hukum ArchimedesPernahkah kamu melihat kapal selam? Pada bagian sebelumnya kamu telah mengetahui bahwa dalam merancang kapal selam harus memerhatikan tekanan hidrostatis air laut. Hal ini menjadi pertimbangan dalam merancang struktur dan pemilihan bahan untuk membuat kapal selam. Salah satu bahan yang tahan terhadap tekanan hidrostatis air laut yang sangat besar adalah baja. Tahukah kamu bahwa baja merupakan logam yang utamanya terbuat dari campuran besi dan karbon? Dengan demikian baja memiliki massa jenis yang lebih besar daripada massa jenis air laut. Coba kamu pikirkan mengapa kapal selam maupun kapal laut lainnya yang terbuat dari baja tidak tenggelam, padahal massa jenis baja jauh lebih besar daripada massa jenis air laut? Sebelum mempelajarinya lebih jauh, ayo lakukan aktivitas berikut terlebih dahulu!Sumber: inhabitat.comGambar 7.7 Kapal Selam11Ilmu Pengetahuan AlamAktivitas 7.3 Hukum ArchimedesAyo, Kita Lakukan Apa yang kamu perlukan?1. Gelas kimia2. Gelas ukur3. Neraca pegas4. Benda dari logam atau batu (sebagai beban)5. Air Apa yang harus kamu lakukan?1. Isilah gelas kimia dengan air hingga 34 bagian!2. Kaitkan beban dengan neraca pegas, catatlah berat beban ketika di udara (wbu) dengan membaca skala yang ditunjukkan pada neraca pegas!Neraca pegasGelas kimiaBebanSumber: Dok. KemdikbudGambar 7.8 Rangkaian Alat Percobaan Hukum Archimedes3. Masukkan rangkaian beban dan neraca pegas ke dalam air, kemudian catatlah berat beban ketika berada di dalam air (wba )! 4. Hitunglah besar gaya apung (Fa ) pada beban tersebut. 5. Timbanglah berat air yang tumpah (wap)!6. Catatlah hasil percobaan pada Tabel 7.2. Lakukan kegiatan ini dengan cermat dan teliti agar kamu mendapatkan data yang benar.Next >