2.b Bahan Ajar - Modul 4 KB 3 - MUKLIS-219031495386

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

i 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dapat terselesaikannya Bahan Ajar Modul 4 Kegiatan Belajar 3 tentang Konsep dan Aplikasi Tekanan untuk melengkapi tugas PPG daring 2021 angkatan 4. Bahan Ajar ini bertujuan untuk membantu mahasiswa PPG angkatan 4 kelas 001 dalam memahami konsep Konsep dan Aplikasi Tekanan. Penulis berharap bahwa Bahan Ajar ini juga dapat menambah referensi bagi penulis dan dapat digunakan oleh siswa SMP NU Kajen dalam pendalaman materi pembelajaran IPA. Dalam Bahan Ajar ini memuat tentang uraian materi-materi yang  berkaitan dengan “Konsep “ Konsep dan Aplikasi Tekanan” Tekanan” dan Soal evaluasi sesuai dengan materi. Penulis berusaha menyusun Bahan Ajar Modul 4 Kegiatan Belajar 3 tentang Konsep dan Aplikasi Tekanan ini sesuai dengan kebutuhan siswa dan guru sehingga dapat terjadi kegiatan belajar mengajar yang lebih komunikatif dan optimal. Akhirnya, Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam  penyusunan Bahan Ajar ini. Untuk itu, kritik dan saran sa ran bagi kesempurnaan Bahan Ajar ini sangat penulis harapkan. Semoga Bahan Ajar ini dapat memberikan manfaat bagi pembelajaran IPA dan hasil belajar siswa dalam  penerapan IPA dalam kehidupan sehari –  sehari –  hari.  hari.

Pekalongan,

September 2021

Penulis

ii 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR  ..................... ............................................ ............................................. .......................................... ....................ii DAFTAR ISI .................... ........................................... .............................................. ............................................ ................................. ............ iii

 A.

PENDAHULUAN................... .......................................... ............................................ .......................................... ..................... 1 1.

Deskripsi singkat.................... .......................................... ............................................. ....................................... ................ 1

2.

Relevansi ........................................... .................................................................. ............................................. ........................... ..... 2

3.

Petunjuk belajar ..................... ........................................... ............................................. ....................................... ................ 2

B.

INTI ........................................... ................................................................. ............................................ ....................................... ................. 4 1.

Tujuan ............................................ .................................................................. ............................................ ............................... ......... 4

2.

Indikator Pencapaian Kompetensi ...................... ............................................ ............................... ......... 4

3.

Peta Konsep Konsep..................... ........................................... ............................................. ............................................ ....................... .. 4

Uraian Materi............................................... ...................................................................... ............................................. ........................... ..... 5 1.

Pengertian Tekanan ...................... ............................................. .............................................. ............................... ........ 5

2.

Tekanan Zat Padat ..................... ........................................... ............................................ ................................... ............. 7

3.

Tekanan Zat Cair .................... .......................................... ............................................. ....................................... ................ 9 a.

Tekanan Hidrostatis Dalam Kehidupan Sehari-Hari ..................... ..................... 9

 b.

Hukum Pascal Dalam Kehidupan Kehidupan Sehari-hari .............................. .............................. 14

c.

Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-hari ..................... 19

4.

Tekanan Zat Gas Dalam Dalam Kehidupan sehari-hari .............................. .............................. 24

5.

Aplikasi Tekanan Zat pada Makhluk hidup ...................................... ...................................... 33 a.

Pengangkutan Air dan Nutrisi Pada Tumbuhan Tumbuhan ........................... ........................... 33

 b.

Tekanan Darah Pada Sistem Peredaran Darah Manusia .............. 36

C.

PENUTUP .......................................... ................................................................ ............................................ ............................. ....... 38 1.

Rangkuman ........................................... .................................................................. ............................................ .....................38

2.

Tes formatif ..................... ........................................... ............................................. ............................................ ..................... 39

KUNCI JAWAB ...................... ............................................ ............................................. ............................................ ..................... 49 Daftar Pustaka.............................................. ..................................................................... ............................................. ......................... ... 50

iii 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

A. PENDAHULUAN 1.  Deskripsi singkat Modul ini merupakan bahan ajar yang dirancang untuk digunakan dalam belajar mandiri. Modul ini akan membantu dan memberikan pengalaman belajar yang bermakna bagi siswa untuk mencapai kompetensi yang dituju secara mandiri. Modul ini dirancang untuk memperkuat kompetensi guru dari sisi pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh. Proses  pencapaiannya

dirancang

melalui

pembelajaran

hybrid

dengan

didukung berbagai jenis media terkait yang menunjang sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung pencapaian kompetensi tersebut. Sebagai transisi menuju ke pendidikan menengah, pemisahan mata  pelajaran masih belum dilakukan sepenuhnya bagi peserta didik SMP/ MTs. Materi-materi dari bidang-bidang ilmu Fisika, Kimia, Biologi, serta Ilmu Bumi dan Antariksa masih perlu disajikan sebagai suatu kesatuan dalam mata pelajaran IPA (Ilmu Pengetahuan Alam). Sebagai bahan ajar, unsur-unsur pokok modul ini terdiri atas (a) tujuan pembelajaran, (b) aktivitas pembelajaran, dan (c) evaluasi. Tujuan pembelajaran menjadi sasaran penguasaan kompetensi yang dituju dalam belajar. Aktivitas pembelajaran berupa aktivitas-aktivitas yang Ananda akan lakukan agar memperoleh pengalaman-pengalaman  belajar yang bermakna be rmakna dalam mencapai tujuan pembelajaran. Evaluasi ialah proses penentuan kesesuaian antara proses dan hasil belajar dengan tujuan pembelajaran. Dalam hal ini, evaluasi bertujuan untuk memberikan

latihan

sekaligus

mengukur

tingkat

ketercapaian

kompetensi yang di peroleh sesuai dengan tujuan pembelajaran yang telah ditetapkan pada bagian awal modul. Modul ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan  peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan yang digunakan dalam Kurikulum 2013, peserta didorong untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan

1 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

terbentang luas di sekitarnya. Peran aktif peserta sangat penting untuk meningkatkan

dan

menyesuaikan

daya

serap

mereka

dengan

ketersediaan kegiatan pada Modul ini. Peserta dapat memperkayanya dengan kreasi dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan relevan yang bersumber dari lingkungan sosial dan alam

2.  Relevansi Buku Modul IPA ini disusun dengan pemikiran di atas. Bidang ilmu Fisika dipakai sebagai landasan ( platform  platform)) pembahasan bidang ilmu yang lain. Makhluk hidup digunakan sebagai objek untuk menjelaskan prinsip-prinsip dasar yang mengatur alam seperti objek alam dan interaksinya, energi dan keseimbangannya,

dan

lain-lain.

Melalui

pembahasan

menggunakan

 bermacam bidang ilmu dalam rumpun ilmu pengetahuan alam, pemahaman utuh tentang alam yang dihuninya beserta benda-benda alam yang dijumpai di sekitarnya dapat dikuasai oleh guru IPA SMP/MTs untuk diajarkan kepada  para siswanya

3.  Petunjuk belajar Agar

Anda

memperoleh

hasil

yang

maksimal

dalam

mempelajari modul ini, ikuti petunjuk pembelajaran berikut ini. a.  Bacalah dengan cermat bagian Pendahuluan modul ini, sampai Anda memahami betul apa, untuk apa, Bacalah bagian demi bagian, temukan kata-kata kunci dan kata-kata yang Anda anggap baru.  b.  Tangkaplah pengertian demi pengertian dari isi modul ini melalui  pemahaman sendiri, tukar pikiran dengan sesama. c.  Mantapkan pemahanan Anda melalui diskusi dengan sesama teman. d.  Lakukan semua kegiatan yang diajarkan sesuai dengan petunjuk

modul. Karena di dalam pembelajaran modul ini kita akan melakukan beberapa pengamatandan percobaan. 

Fitur mari kita cari tahu ini berisi tugas atau permasalahan yang perlu untuk dicari jawabannya atau untuk mencari pengetahuan tambahan terkait materi yang dipelajari. Fitur mari kita diskusikan ini

2 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 berisi suatu masalah yang berkaitan dengan konsep yang perlu untuk dipecahkan melalui kelompok. Fitur ini dapat melatih Anda dalam mengungkapkan pendapat atau berkomunikasi dan memecahkan masalah. Fitur rangkuman ini berisi ringkasan materi dari bab yang telah dipelajari. Anda dapat mereview keseluruhan materi yang telah dipelajari melalui fitur ini. Fitur tes formatif ini berisi soal-soal untuk mengevaluasi pemahaman dan penerapan konsep dalam satu bab yang telah dipelajari

3 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

B.  INTI 1.  Tujuan Setelah mempelajari modul ini dengan kerja keras, disiplin, jujur, reatif,

kerjasama dan tanggungjawab, diharapkan dapat menerapkan aplikasi tekanan dalam kehidupan sehari-hari, menerapkan aplikasi tekanan dalam teknologi dan memecahkan masalah yang memanfaatkan aplikasi tekanan untuk mempermudah suatu pekerjaan.   2.  Indikator Pencapaian Kompetensi a.  Menjelaskan pengertian tekanan  b.  Menjelaskan tekanan zat padat dalam kehidupan sehari-hari c.  Menjelaskan tekanan zat cair dalam kehidupan sehari-hari d.  Menjelaskan tekanan zat gas dalam kehidupan sehari-hari e.  Menjelaskan tegangan permukaan zat f.  Menjelaskan konsep tekanan tekanan pada aplikasi masa kini g.  Menjelaskan aplikasi tekanan zat pada makhluk hidup 3.  Peta Konsep

4 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Uraian Materi

1.  Pengertian Tekanan

Pada 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? Agar 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 terje bak masuk ke dalam lumpur. 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.

(a)

(b)

(c)

Gambar 4.1.a (a) Jalanan berlumpur, (b) Sepatu boot, (c) Sepatu hak tinggi Sumber:  Tribunnews.com  Sumber: Tribunnews.com 

Fenomena tersebut terdapat  pada tempat hidup angsa angsa dan Fenomena tersebut juga terdapat pada ayam dapat dengan mudah mencari makan di tempat yang  berlumpur, misalnya di sawah, sedangkan ayam kesulitan untuk mencari makan di tempat tersebut. Struktur dari kaki angsa memiliki selaput pada kakinya, sedangkan ayam tidak memiliki. Permukaan  pijakan yang luas menyebabkan tekanan yang dihasilkan oleh kaki terhadap lumpur semakin kecil, sehingga angsa tidak mudah terperosok masuk ke dalam lumpur.

5 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

(a)

(b)

Gambar 4.1.a. (a) Kaki angsa, (b) Kaki ayam

Sumber: pixabay.com Maha 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. Ayo kita pelajari dengan lebih semangat! Mari Kita Lakukan

 A ktivita  Aktiv itass 4.1 4.1.a .a B agaim gaima ana Cara M eny nyii lid lidii ki Teka Tekana nan n Pad Pada a Za Zatt Padat  

Apa yang perlu di diskusikan a.  Ketika batang korek api kamu tekan di antara ibu jari dan telunjuk secara bersamaan, bersamaan, apakah kedalaman yang terjadi pada ibu jari dan telunjuk?  b.  Ketika anda menekan dengan ibu jari lebih besar, bagaimana

 bekas tekanan ibu jari ?

6 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

c.  Ketika anda menekan pada ujung jari telunjuk lebih besar, apakah bekas telunjukknya ? d.  Ketika ibu jari dan telunjuk manakah yang lebih besar tekanan yang diperolehnya? Bagaimana kesimpulannya

Berdasarkan percobaan di atas, kamu memberikan gaya yang sama  pada kedua ujung korek api, tetapi gaya yang diberikan korek api  pada ibu jari dan telunjukmu berbeda. Hal ini disebabkan karena  perbedaan luas permukaan antara kedua ujung korek api tersebut.   Ujung korek api yang mempunyai gumpalan memberikan tekanan yang relatif kecil daripada ujung korek api yang tidak mempunyai gumpalan. Semakin kecil luas permukaan tempat gaya bekerja, semakin besar tekanan yang dihasilkan gaya tersebut. Jadi, ada

 perbandingan

terbalik

antara

tekanan

dan

luas

permukaan.  

 Nah, ketika kamu menambah gaya jepit pada kedua ujung korek api, kamu akan merasakan tekanan yang semakin besar dari kedua ujung korek api. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar gaya yang bekerja, semakin besar tekanannya. Jadi ada perbandingan lurus

antara gaya dan tekanan.  2.  Tekanan Zat Padat Ada   beberapa faktor yang memengaruhi besarnya tekanan dan Ada

hubungan antara tekanan dan luas permukaan dengan gaya. Tekanan  pada zat padat mempelajari bagaimana hubungan antara tekanan dengan luas permukaan dan gaya. 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  akan semakin besar. Sebaliknya, semakin luas  permukaan suatu benda, tekanan yang dihasilkan semakin kecil. Secara

matematis,

besaran

tekanan

dapat

dituliskan

dalam

 persamaan sebagai berikut:

 (⁄ ) =

 () 

 

  ( )

7 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Bila gaya diukur dalam satuan newton (N) dan luas diukur dalam meter persegi (m2), maka tekanan diukur dalam satuan newton per meter persegi (N/m2). Pascal (Pa) adalah satuan SI untuk tekanan. Satu pascal tekanan adalah suatu gaya sebesar satu Newton per meter persegi. Seringkali tekanan diukur dalam satuan kilopascal (kPa). Satu kPa sama dengan 1000 Pa. Setelah mengetahui bahwa besar tekanan dipengaruhi oleh besarnya gaya dan luas bidang.

Contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut yaitu 1.  Kampak, Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan dalam membelah kayu 2.  Sepatu Salju, Orang-orang yang tinggal di daerah bersalju secara tidak langsung telah memanfaatkan konsep tekanan. Mereka sudah memiliki pemikiran untuk membuat sepatu salju yang luas alasnya besar sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada salju dengan tujuan memudahkan mereka berjalan di atas salju 3.  Sirip Ikan Sirip ikan yang lebar akan memungkinkan ikan  bergerak dalam air dengan bebas dan linca. Hal ini disebabkan karena ikan memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip tersebut memberikan tekanan yang besar ke air ketika digerakkan, sehingga ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya. Contoh soal Budi

mendorong

gerobak

dengan

kedua

tangganya

dan

membutuhkan gaya sebesar 90 Newton. Apabila luas sebuah telapak tangan adalah 150 cm 2, maka tekanan yang diberikan Budi pada gerobak adalah sebesar ….  ….  Dik : F = 90 N, A = 2 X 150 cm 2 = 300 cm2 = 0,03 cm2 

8 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Dit : P = …. ?  ?  Jawab : Tekanan yang diberikan adalah :

P = F/A P = 90/0,03 P = 3000 N/m2 (A)  Ayo Kita Kerjakan!

Sebuah balok memiliki panjang ( p  p)) 12cm,lebar(l  12cm,lebar(l ) 8cm,dantingg 8cm,dantinggii (t ) 3 cm serta berat sebesar 30 N. Jika balok tersebut diletakkan dengan posisi seperti gambar a, b, dan c, tentukan besar tekanan pada masing-masing  posisi tersebut!  tersebut!  t   l  

t   l   (a)

 p    p

3.  Tekanan Zat Cair Air merupakan contoh fluida. Fluida adalah zat yang dapat

mengalir. Zat cair memiliki massa sehingga memiliki berat, dan  pada saat berada di suatu tempat yang memiliki luas tertentu dapat menghasilkan tekanan.  a.  Tekanan Hidrostatis Dalam Kehidupan Sehari-Hari Pernahkah anda merasa tertekan, sesak dadanya saat menyelam

dalam kolam renang? Atau pernah mendengar berita jebolnya tanggul Situ Gintung di Tangerang?  

9 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Sumber: Dok. Kemdikbud Gambar 3.a.1. Menyelam Melihat Pesona Bawah Laut

Ketika kamu menyelam, bagaimanakah kondisi telinga yang kamu rasakan? Apakah telingamu terasa tertekanan? Semakin dalam kamu menyelam, kamu akan merasakan tekanan yang lebih besar. Kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan yang dihasilkan oleh zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis 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:

 =    

Pada zat cair, gaya ( F ) disebabkan oleh berat zat cair (w ( w) yang berada di atas benda, sehingga:

= karena berat (w (w) = m × g

  

 

dengan:  p = Tekanan (N/m2)  (kg)   m = Massa benda (kg)   ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)  g = Percepatan gravitasi (m/s2) h = Tinggi zat cair(m)  cair(m)  V = Volume (m3) Atau pernah mendengar berita jebolnya tanggul Situ Gintung di Tangerang? Berdasarkan persamaan di atas kita dapat menjawab

10 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 pertanyaan, mengapa air yang diam di waduk dapat menjebol tanggulnya? Perhatikan Gambar 3.a.3. Kasus yang terjadi adalah pada zat cair yang satu  jenis (ρ) sama, tekanan fluida tidak tergantung pada luas penampang dan  bentuk bejana melainkan bergantung  pada kedalaman zat cair/fluida.

Gambar 3.a.3 Fluida pada bejana

Tekanan hidrostatik pada titik A, B, C, dan D adalah sama  besar.

Jika dalam bejana berhubungan terdapat dua jenis cairan yang  berbeda, tinggi permukaan kedua zat tersebut dalam bejana  berhubungan tidak akan sama. Hal ini disebabkan oleh massa  jenis kedua zat cair tersebut berbeda seperti pada gambar 3.a.4.

Gambar 3.a.4 Bejana berisi dua zat cair berbeda

Diketahui titik P dan Q, tekanannya dan kecepatan gravitasi  bumi adalah sama, maka dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan: ρ1 = massa jenis zat cair 1  1  ρ2 = massa jenis zat cair 2  2  h1 = tinggi permukaan zat cair 1

11 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

h2 = tinggi permukaan zat cair 2

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 3.a.2 . Struktur Bendungan Air

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.  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 (>240.000Pa). lakukan kegiatan lakukan  kegiatan  penyelidikan berikut untuk memahami tekanan zat cair pada kedalaman tertentu. Jangan lupa lakukan  percobaan ini dengan cermat dan teliti! 1.  Siapkan alat dan bahan berikut: a.  2 buah gelas kimia (jika tidak ada, Ananda dapat menggunakan gelas biasa yang ada di rumah)  b.  Pipa U atau selang berbentuk U c.  Corong d.  Air berwarna e.  Minyak kelapa atau minyak goreng f.  Balon untuk menutup corong

12 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

g.  Karton h.  Klem/solasi/penjepit i.  Penggaris 2.  Susunlah alat percobaan seperti pada Gambar 1.4 berikut.

Sumber: Dok. Kemdikbud Gambar 3.a.1 Rangkaian Alat Percobaan Tekanan Zat Cair  

3.  Isilah gelas kimia dengan air berwarna. Isi juga pipa U dengan air berwarna. 4.  Masukkan corong ke dalam gelas kimia sedalam 2 cm. Apakah yang terjadi pada air berwarna dalam pipa U? 5.  Amatilah selisih permukaan air (Δh) yang terdapat pada  pipa U, ukur Δh dan catat hasilnya ke dalam Tabel 1.1. Tabel 1.1. Data Percobaan Tekanan Zat Cair

6.  Ubahlah kedalaman corong, ukur selisih permukaan air (Δh). Lakukan secara berulang sampai kedalaman 10 cm. Pastikan Ananda mencatat hasilnya di Tabel 1.1.

13 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

7.  Ulangi kembali percobaan di atas dengan mengganti air  berwarna dalam gelas kimia dengan minyak minyak kelapa atau minyak goreng! Tuliskan hasil pengamatan Ananda pada Tabel 1.1. 8.  Jawablah pertanyaan berikut berdasarkan berdasa rkan percobaan yang telah Ananda lakukan. Ananda dapat berdiskusi dengan teman, tetapi pastikan Ananda mematuhi protokol kesehatan saat melakukan diskusi. a.  Manakah yang lebih besar, massa jenis air atau massa  jenis minyak goreng?  b.  Bagaimana selisih ketinggian air pada pipa U jika corong dimasukkan semakin dalam pada gelas kimia? c.  Coba bandingkan selisih ketinggian air pada pipa U  pada setiap kedalaman corong ketika dimasukkan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air dan ketika berisi minyak goreng! Manakah yang memiliki selisih ketinggian lebih besar? d.  Penyebab selisih ketinggian adalah adanya tekanan dari cairan (air dan minyak) yang diteruskan melalui corong dan selang. Faktor apa sajakah sa jakah yang memengaruhi  besarnya tekanan dari percobaan ini? 9.  9. Kesimpulan apa yang dapat Ananda tarik dari percobaan ini? Ayo Kita Kerjakan!

Sebuah bak mandi dalamnya 0,75 m berisi air yang massa jenisnya 1 gr/ cm3. / 2 Apabila percepatan gravitasinya 9,8 m s , berapakah besar tekanan hidrostatisnya pada dasar bak mandi?

 b.  Hukum Pascal Dalam Kehidupan Sehari-hari

Mobil yang dicuci ditempat pencucian kendaraan biasanya diangkat dengan menggunakan alat pengangkat yang disebut

14 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 pompa hidrolik tujuannya agar membantu proses pencucian

mobil menjangkau semua bagian mobil yang akan dibersihakan. di bersihakan. Sumber: Dok. Kemdikbud   Gambar 3.b.1. Pompa Hidrolik Pengangkat Mobil

Bagaimana

alat

pengangkat

tersebut

dapat mengangkat mobil yang sangat  berat padahal di dalam pompa hidrolik tersebut hanya berisi udara atau dapat  berupa minyak? Agar mengetahuinya, ayo kita pelajari dengan penuh semangat! Fenomena tersebut menunjukkan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala arah dengan besar yang sama hal ini merupakan bunyi dari hukum Pascal. Coba perhatikan gambar dibawah ini yang merupakan penerapan hukum Pascal pada pompa hidrolik! 

 A   A 

Sumber: Dok. Kemdikbud

Gambar 3.b.2. Model Dongkrak Hidrolik

15 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Jika pada penampang dengan luas A luas A1 diberi gaya dorong F  dorong F 1, maka akan dihasilkan tekanan p tekanan p dapat dirumuskan :

Menurut hukum Pascal tekanan  p tersebut diteruskan kesegala arah dengan sama besar, termasuk ke luas penampang  A2. Pada  penampang A  penampang  A2 muncul gaya angkat F  angkat F 2 dengan tekanan:

  F 2  p =    A2 Secara matematis diperoleh persamaan pada dongkrak hidrolik sebagai berikut.  berikut. 

1

2

 1   =  2  dengan:  dengan:  = Tekanan(N/m2) 

 p

dan F   F 2 = Gaya yang diberikan (newton)  F 1dan  A1 dan dan A  A2 = Luas penampang (m ) Terlihat pada gambar 3.b.2 terlihat bahwa A2 > A1 sehingga gaya F1 yang diberikan pada penampang 1 akan menghasilkan gaya F2 yang besarnya adalah

kali dari F1, sehingga

 berdasarkan prinsip inilah pengangkat pengangkat hidrolik bekerja, yaitu dengan

memberikan

gaya

F1

yang

relatif

kecil

akan

menghasilkan gaya F2 yang besar sehingga mampu mengangkat  beban yang berat. Pemindahan tekanan ke segala arah sama

besar

dalam

suatu

cairan

merupakan prinsip yang mendasari alat-alat hidrolik. Jadi, mesin hidrolik yang dapat mengangkat benda-benda  berat

tersebut

bekerja

dengan Gambar 3.b.3 cara kerja rem  

16 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

memanfaatkan prinsip Pascal. Rem dan dongkrak mobil adalah contoh mesin hidrolik. Mesin hidrolik menghasilkan gaya yang besar dengan hanya mem-berikan gaya yang sangat kecil. Dengan kata lain, mesin hidolik melipat-gandakan gaya.

 Ay  A yo kit ki ta la lakuka kukan n simulasi prinsip kerja hidrolik 1.  Apa yang perlu kamu lakukan a.  selang plastic kecil ukuran 50cm  b.  2 buah alat suntik, satu ukuran besar, satu ukuran kecil kecil c.   papan triplek atau karton ukuran ukuran 25 cn x 35 cm d.  air e.   pewarna makanan f.   beban 2.  Apa yang harus kamu lakukan a.   buatlah alat sederhana yang memiliki prinsip kerja seperti  pompa hidrolik dengan merangkaikan selang plastic pada dua alat suntik tersebut. seperti gambar 3.b.4

 gambar 3.b.4 model percobaan pascal

 b.  rancanglah alat tersebut sebaik mungkin c.  isilah selang plastic dengan air sampai penuh, kemudian  berikan pewarna makanan pada air yang ada dalam selang. d.  doronglah pengisap alat suntik kecil, lalu amati apa yang terjadi pada alat suntuk besar. e.  amati pula aliran air pewarna makanan yang ada pada selang. f.  letakkan beban pada alat pengisap besar, lalu doronglah alat  pengisap alat suntik kecil. apakah yang yang terjadi? g.  ulangi kegiatan tersebut dengan cara menempatkan beban  pengisap kecil dan memberi pada pengisap pengisap besar.

17 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

h.   bandingkan kamu dengan dorongan pengisap suntik kecil dengan pengisap suntik besar. 3.  Apa yang perlu di diskusikan  bagaimana dorongan yang kamu berikan ketika beban diletakkan  pada pengisap besar dan ketika beban diletakkan pada pengisap kecil. mana yang memerlukan dorongan lebih mudah?mengapa?

C onto ontoh So S oal 2. Sebuah pompa hidrolik mempunyai penampang berbentuk silinder. Diameter silinder kecilnya adalah 8 cm sedangkan diameter silinder besarnya adalah 320 cm. Jika pada penghisap kecil diberikan gaya 500 N, hitung gaya pada penghisap besar?

Ayo Kita Kerjakan!

Sebuah alat pengangkat mobil menggunakan luas penampang  penghisap kecil 10 cm 2 dan penghisap besar 50 cm 2. Berapakah gaya yang harus diberikan agar dapat mengangkat sebuah mobil 20.000 N?

18 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

c.  Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-hari

Suatu benda yang berada di udara akan mempunyai berat yang lebih  besar bila berada dalam suatu fluida. Ketika benda tersebut berada dalam fluida

benda

tersebut

akan

memperoleh gaya apung dari fluida. Gaya Apung adalah gaya tekan ke atas fluida terhadap sebuah benda yang terdapat dalam fluida tersebut. Gaya apung dapat terjadi karena tekanan  pada

fluida

bertambah

terhadap

kedalaman. Akibatnya tekanan keatas  pada permukaan bawah benda akan lebih besar daripada tekanan kebawah  pada permukaan atasnya. Eksperimen

sederhana

untuk

membuktikan gaya apung adalah mencelupkan balon ke dalam air. Semakin dalam balon dicelupkan Semakin besar tekanan air yang mendorong balon untuk kembali menuju ke permukaan per mukaan air. Gaya apung tersebut ditemukan pertama kali oleh ilmuwan

Yunani

bernama

Archimedes.

Archimedes

menjelaskan bahwa “ Besarnya gaya apung yang bekerja pada benda yang dimasukkan dalam fluida, sama dengan berat fluida  yang dipindahkan” Peryataan tersebut dikenal dengan Hukum Archimedes.

19 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 perhatikan gambar  perhatikan  gambar 3.c.1 Hukum Archimedes

 Berdasarkan   gambar tersebut kita dapat merumuskan bahwa  Berdasarkan  besarnya gaya apung adalah sebagaimana persamaan di bawah ini.

C ont ontoh oh Soa Soall 3. 3

 

Sebongkah batu 50 kg mempunyai volume 0,03 m  berada di 3 dasar kolam yang berisi air dengan massa jenis 1000 kg/m . Hitung gaya yang diperlukan untuk mengangkat batu tersebut? 2

(Gunakan g = 10 m/s ).

Hukum Archimedes juga menjelaskan fenomena tenggelam, melayang dan terapungnya suatu benda yang tercelup dalam fluida. Setiap benda yang tercelup dalam fluida pasti mengalami gaya angkat/gaya apung dari fluida itu sendiri. Besarnya gaya

20 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

apung dari fluida akan mempengaruhi posisi benda dalam fluida. Apakah tenggelam, melayang atau terapung. a.  Tenggelam

Sebuah  benda

disebut

tenggelam

apabila

seluruh bagian benda berada pada dasar fluida. Keadaan ini terjadi karena berat benda lebih  besar daripada gaya apung fluida. Ketika berada didasar fluida, selain mendapatkan gaya ke atas,  benda juga mendapatkan gaya normal dari dasar   wadah.

Dengan

menggunakan

Hukum

I

 Newton, maka kita akan mendapatkan persamaan: Gambar 3.c.2 benda tenggelam 

Berdasarkan

persamaan

tersebut,

maka syarat benda

tenggelam adalah:

b.  Melayang

Sebuah   benda dikatakan melayang  bila posisi Sebuah benda  benda berada di tengahtengah fluida atau  benda tidak berada didasar atau permukaan fluida.

Perhatikan

Gambar

tersebut

memperlihatkan gaya-gaya yang bekerja pada  benda yang Melayang. Berdasarkan Hukum I  Newton,

kita

mendapatkan

persamaan

Gambar 3.c.3 benda melayang  

 berikut.

Sehingga syarat suatu benda dapat melayang adalah massa  jenis benda sama dengan massa jenis fluida.

21 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

c.  Terapung

Sebuah  benda akan disebut mengapung  jika seluruh atau sebagian benda berada pada permukaan fluida.

Fenomena

konsekuensi

ini

volume

memberikan fluida

yang

dipindahkan tidak sama dengan volume  benda. Namun volume fluida yang dipindahkan sama dengan voume benda Gambar 3.c.4 benda terapung  

yang tercelup.

Perhatikan   gambar12. Berdasarkan gambar tersebut, kita Perhatikan dapat menuliskan persamaan:

Dari  persamaan tersebut, agar benda terapung ada sebuah syarat yang mesti dipenuhi yaitu massa jenis benda harus lebih kecil dari massa jenis fluida

Hukum  Archimedes Hukum 

ini

banyak

diaplikasikan

dalam

kehidupan sehari-hari, misalnya dalam pembuatan kapalkapal. Berikut dipaparkan beberapa contoh pemanfaatan hukum Archimedes. a.  Hidrometer   Hidrometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis berbagai zat cair. Nilai massa

22 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 jenis zat cair dapat diketahui dengan membaca skala yang

terdapat

pada

tabung

hidrometer.

Ketika

digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair, hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair dan nilai massa

jenis

zat

cair

 berdasarkan

nilai

 permukaan

zat

tersebut

skala

yang

dapat

ditentukan

berhimpit

dengan

cair.

Biasanya hidrometer ini digunakan

untuk

mengukur massa jenis cairan

asam

pengisi

akumulator

untuk

mengetahui

kepekatan

asam dan menentukan  pemuatan

ulang

akumulator, massa jenis susu untuk mengetahui kandungan lemak di dalamnya, dan massa jenis minuman anggur untuk mengetahui kandungan alkohol di dalamnya.  b.  Kapal Laut dan Kapal Selam Pada dasarnya kapal laut yang terbuat dari bahan-bahan  berat dapat mengapung di laut atau perairan karena kapal didesain sedemikian rupa sehingga mempunyai rongga.

Dengan

dipindahkan kapal

demikian,

volume

air

yang

oleh sangat

 banyak dan hal ini menyebabkan gaya ke

atas

yang

dialami oleh kapal sangat

besar

sehingga

kapal

23 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

tidak

tenggelam.

Sedangkan

untuk

kapal

selam

dilengkapi dengan tangki khusus yang dapat diisi oleh udara dan air. Ketika tangki ini diisi penuh dengan air, maka berat keseluruhan kapal ini tidak dapat diimbangi oleh gaya ke atas yang dialami oleh kapal selam, sehingga

kapal

selam

tenggelam.

Tetapi

ketika

sebagian air dalam tangki dikeluarkan, maka kapal selam akan mengalami gaya ke atas yang lebih besar, sehingga kapal selam dapat melayang dalam air dan ketika tamgki dikosongkan, maka gaya ke atas yang dialami kapal selam semakin besar, sehingga kapal selam dapat mengapung. c.  Galangan Kapal Galangan kapal merupakan alat yang didesain untuk mengangkat kapal-kapal laut ke daratan. Galangan kapal akan tenggelam di laut karena air laut memasuki galangan kapal. Ketika kapal akan diangkat

dengan

tersebut,

maka

galangan kapal

laut

ditempatkan pada penopang dalam galangan

kapal

dikeluarkan sehingga

dan

secara

galangan

air

laut

perlahan, kapal

akan

terangkat ke atas dan kapal pada  penopang galangan tersebut segera terangkat ke atas. 

4.  Tekanan Zat Gas Dalam Kehidupan sehari-hari

Hal ini ternyata telah dibenarkan melalui suatu penelitian yang dilakukan para ahli. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa setiap kenaikkan 10 m, tekanan udara berkurang 1mmHg sehingga makin tinggi suatu tempat dari permukaan air, makin rendah tekanan

24 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

udaranya. Pernyataan ini dapat digunakan untuk memperkirakan ketinggian suatu tempat di atas permukaan laut, asalkan tekanan udara di sekitarnya diketahui. Pada tempat yang sangat tinggi, seperti di puncak Himalaya, tekanan udara menjadi sangat kecil dan dapat menimbulkan masalah serius

bagi

para

pendaki.

Pendaki

rentan

terkena

sindrom

kekurangan oksigen karena ketinggian, yang dikenal dengan istilah hipoksia.

Gambar 4.1 pegunungan

Partikel –  Partikel  –   partikel dalam gas bebas bergerak dalam ruang dan saling  bertumbukan satu sama lain.  Tumbukan antara partikel gas dengan dinding wadah akan menyebabkan tekanan. Semakin

 banyak jumlah tumbukan antar molekul maka semakin tinggi tekanan yang terjadi. Pada proses bernapas Hukum Boyle  berlaku. Hukum Boyle berbunyi “Jika “Jika   volume suatu wadah gas diperkecil, maka tekanan gas tersebut membesar, asalkan suhu gas tersebut tetap. Memperbesar volume wadah tersebut menyebabkan menyebabk an tekanan gas tersebut turun. Penting untuk dicatat bahwa hukum ini berlaku asal suhu gas tersebut tetap”.  

25 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Jika gas ditekan ke suatu ruang yang lebih kecil, molekulmolekulnya akan lebih sering menumbuk dinding ruang tersebut. Akibatnya tekanan gas itu bertambah. Hal sebaliknya akan terjadi. Jika gas diberikan ruang yang lebih besar, molekul-molekul gas tersebut menjadi lebih jarang menumbuk dinding dan tekanan gas tersebut mengecil. Gerakan pernapasan menyebabkan perubahan volume dada dan perubahan tekanan gas dalam rongga dada, yang mengakibatkan udara mengalir ke dalam atau ke luar rongga dada. Inspirasi merupakan proses aktif dimana diafragma berkontraksi dan mendatar dan otot-otot antariga berkonstraksi. Sebelum inspirasi, tekanan udara di dalam paru seimbang dengan tekanan udara atmosfer yaitu 760 mmHg atau 1 atm. Karena tekanan te kanan udara di dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan udara atmosfer, maka udara mengalir ke dalam paru-paru. Kondisi ini diperoleh dengan jalan membesarkan volume paru-paru. Tekanan gas di dalam tempat tertutup berbanding terbalik dengan besarnya volume. Bila ukuran tempat diperbesar, tekanan udara di dalamnya turun. Bila ukuran diperkecil, tekanan udara di dalamnya naik. Inilah hukum Boyle. Agar inspirasi terjadi, paru-paru harus membesar, dengan demikian tekanan di dalam paru-paru akan turun. Untuk membesarkan paru paru, harus melibatkan kerja otot inspirasi utama yaitu otot diafragma dan otot antar tulang rusuk. Pada orang hamil, orang gemuk atau pakaian yang terlalu sesak di daerah perut, dapat menghalangi turunnya diafragma dengan sempurna. Tepat sebelum inspirasi, tekanan intrapleura kira-kira 756 mmHg, setelah otot-otot inspirasi bekerja yang menambah ukuran rongga dada, tekanan intrapleura turun sampai kira-kira 754 mmHg. Akibatnya, dinding paru-paru terisap ke arah luar karena hampa sebagian. Bila volume paru bertambah, tekanan di dalam paru turun dari 760 mmHg menjadi 758 mmHg. Udara bergerak dari atmosfer

26 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

ke paru-paru dan terjadilah inspirasi. Udara terus bergerak ke paru paru sampai tekanan dalam paru seimbang dengan tekanan atmosfer. Inspirasi secara ringkas sebagai berikut:

Ekspirasi normal merupakan proses dimana diafragma berelaksasi dan bergerak ke atas. Ekspirasi (menghembuskan napas) diperoleh dari perbedaan tekanan, tetapi dalam hal ini perbedaaan berubah sehingga tekanan dalam paru lebih besar daripada di atmosfer. Ekspirasi normal adalah proses pasif karena otot antar tulang rusuk relaksasi, lengkungan diafragma bergerak dari datar kembali melengkung. Gerakan ini mengurangi diameter vertikal dan rusuk  belakang rongga dada, ini mengembalikan mengembalikan pada ukuran istirahatnya. Selama ini otot antar tulang rusuk internal menggerakkan rusuk ke arah bawah serta menekan otot antar tulang rusuk sehingga menekan

27 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

diafragma ke atas. Karena tekanan intrapleura kembali ke tingkat sebelum inspirasi (756 mmHg), dinding paru-paru tidak lagi diisap ke arah luar. Tekanan dalam paru-paru naik menjadi 763 mmHg dan udara bergerak dari daerah bertekanan udara lebih tinggi ke daerah  bertekanan udara lebih rendah di atmosfer. Ekspirasi secara ringkas sebagai berikut:

Tekanan udara berhubungan dengan Hukum Boyle. Masih ingatkah kalian bagaimana bunyi Hukum Boyle? Hukum Boyle berlaku apabila suhu gas tidak berubah, maka hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap. Secara matematik Hukum Boyle tersebut dapat dinyatakan sebagai:

28 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Jadi, yang tetap dalam keadaan ini adalah suhunya. Pada banyak kejadian, tekanan dan volume tempat tertutupnya berubah. Namun, keadaan ini tetap memenuhi hukum Boyle. Oleh karena itu, dapat  juga dinyatakan sebagai:

Keterangan: P = tekanan (atm atau N/m2) N/m2) 1 atm = 76 cmHg V = volume udara (m3) Dengan P1 adalah tekanan mula-mula, P2 adalah tekanan akhir, V1 adalah volume udara mula-mula dan V2 adalah volume udara akhir. Contoh Soal 4: Suatu ruangan tertutup mengandung gas dengan volume 200 m3. Jika tekanan ruangan tersebut adalah 60 cmHg, hitunglah tekanan gas pada ruangan jika volumenya menjadi 150 m3? Penyelesaian: Diketahui

:

V1 = 200 m3 P1 = 60 cmHg V2 = 150 m3 Ditanyakan: P2………….?   P2………….? Dijawab: P1V1 = P2V2 Maka P2 = (P1 x V1) / V2

29 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

= (200 m3 x 60 cmHg) / 150 m3 = 80 cmHg Jadi, tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 m3 adalah 80 cmHg. Untuk menghitung tekanan zat gas pada ketinggian tertentu digunakan persamaan sebagai berikut ini : h= (76 cmHg- Pbar) x100 m  Pgas = (Pbar ± h) cmHg  

Dimana : Pgas adalah tekanan gas Pbar adalah tekanan pada barometer h adalah ketinggian tempat (m) Alat untuk mengukur tekanan zat gas dibagi menjadi 3 jenis yakni sebagai berikut ini : 1.  Manometer Raksa Terbuka Manometer raksa terbuka ialah sebuah tabung U yang kedua ujungnya terbuka. Salah satu kaki manometer raksa terbuka dibiarkan

terbuka agar berhubungan

dengan

udara luar

sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke suatu ruang yang akan diukur tekanan gasnya. Untuk menghitung tekanan gas memakai manometer

terbuka

digunakan

persamaan

:

30 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Pgas = Pbar + h Manometer Raksa TerbukaJika permukaan raksa dalam kaki yang terbuka lebih tinggi dari pada permukaan kaki lainnya, maka tekanan gasnya adalah :  pgas=(pu+ h) cmHg. Jika permukaan raksa dalam kaki terbuka lebih rendah dari pada  permukaan kaki lainnya maka tekanan gasnya adalah :  pgas=(pu-h)cmHg Keterangan : pgas adalah tekanan gas dalam ruang reservoir  pu adalah tekanan udara luar h adalah selisih tinggi permukaan raksa pada kedua kaki pipa. 2.  Manometer Raksa Tertutup Manometer raksa tertutup ialah sebuah tabung U yang salah satu ujungnya tertutup. Sebelum dipakai permukaan raksa pada kedua kaki sama tinggi, ujung pipa yang terbuka dihubungkan keruang yang akan diukur tekanan gasnya.

Manometer Raksa Tertutup Dengan demikian dapat disusun persamaan :

31 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Pgas adalah selisih tinggi raksa+ tekanan udara dalam tabung Pgas adalah h + h1/h2.pu Keterangan :

Pgas adalah tekanan gas dalam ruang reservoir h adalah selisih tinggi permukaan antara kedua kaki pipa h1

adalah

tinggi

kolom

udara

sebelum

kran

terbuka

h2

adalah

tinggi

kolom

udara

sesudah

kran

terbuka

 pu adalah tekanan udara luar 3.  Manometer Logam Manometer logam dipakai untuk mengukur gas atau uap tekanan tinggi, misalnya tekanan dalam ketel uap. Manometer yang  banyak dipakai ialah Manometer Bourdon.

Dalam kehidupan sehari-hari kejadian yang berhubungan dengan tekanan zat gas ialah angin. Angin adalah udara yang  bergerak dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang  bertekanan lebih rendah rendah. Ahli meteorologi sering memanfaatkan tekanan zat gas untuk meramalkan cuaca.

32 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Ayo Kita Kerjakan!

Udara yang kita hirup di bumi memiliki kadar oksigen yang begitu tinggi! dan hal ini akan berbanding terbalik jika kita menaiki sebuah gunung yang begitu tinggi, kadar oksigen yang tersedia semakin sedikit untuk bisa kita hirup. Mengapa hal itu terjadi? (Carilah jawaban tersebut dari berbagai berbagai sumber yang relevan)

5.   Aplikasi Tekanan Tekanan Zat pada Makhluk hidup Apakah konsep tekanan zat yang telah kamu pelajari juga terdapat pada makhluk hidup? Konsep tekanan zat juga terdapat pada makhluk hidup, misalnya pada mekanisme pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan, tekanan darah manusia, dan tekanan gas pada proses pernapasan. Kamu  penasaran bukan ? Ayo Ayo kita pelajari dengan saksama! 

a.  Pengangkutan Air dan Nutrisi Pada Tumbuhan 1)  Pengangkutan Air pada Tumbuhan

Masih ingatkah kamu susunan jaringan pada akar mulai dari  jaringan terluar hingga terdalam? Jaringan-jaringan itulah yang akan dilalui oleh air ketika masuk ke dalam tumbuhan. Jalur pengangkutan air ketika masuk kedalam akar pertamatama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian,air masuk ke sel epidermis melalui proses secara osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan xilem yang berada di akar. Setelah tiba di xilem akar, air akan bergerak ke xilem batangdan ke xilem daun! Tumbuhan tidak mempunyai mekanisme pemompaan cairan seperti pada jantung manusia. Lalu, bagaimanakah air dapat naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi? Perhatikan Gambar  tentang pergerakan air dari akar menuju

33 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

daun!   daun!

Stomata   Stomata

Molekul air air   Transpirasi   Transpirasi

 Adesi  Adesi  

Xilem  Xilem 

Dinding xilem   xilem

Kohesi Kohesi  

Molekul air  air 

Kohesi dan adesi dalam xilem  xilem  Xilem   Xilem Tanah  Tanah 

akar  Rambut akar 

 Akar   Akar 

Penyerapan air dari tanah  tanah 

air  Molekul air 

Sumber: Campbell et al. 2008

Gambar 5.1. Pengangkutan Air dari Akar Menuju Daun  

Air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang. Sifat ini seperti yang terdapat pada pipa kapiler. Pipa kapiler memiliki bentuk yang hampir menyerupai sedotan akan  akan   tetapi diameternya sangat

kecil.

Apabila salah satu ujung pipa kapiler dimasukkan

ke

dalam air, air yang  berada pada pipa tersebut akan lebih tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler.

34 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Begitu pula pada batang tanaman, air yang berada pada  batang tanaman akan lebih tinggi apabila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah.  tanah.  Daya kapilaritas batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi. Kohesi merupakan kecenderungan suatu suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang sejenis. Adhesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang tidak sejenis. Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk ikatan yang lemah dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi akan terjadi ikatan antara satu molekul air dengan molekul air lainnya. Hal ini akan menyebabkan terjadinya tarik-menarik antara molekul air yang satu dengan molekul air lainnya di sepanjang pembuluh xilem. xilem.   Selain disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi, naiknya air kedaun disebabkan oleh  penggunaan air di bagian daun atau yang disebut dengan daya isap daun. Air dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam  proses

fotosintesis.

Padadaun,

air

juga

mengalami

 penguapan. Penguapan air oleh daun disebut transpirasi. Penggunaan air oleh bagian daun akan menyebabkan terjadinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian xilem sehingga air yang ada pada akar dapat naik kedaun.  kedaun.   2)  Pengangku Pengangkutan tan Nutrisi pada Tumbuhan

Semua bagian tumbuhan, yaitu akar, batang, daun, dan  bagian lainnya memerlukan nutrisi. Agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan suatu proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula

dan

asam

amino

keseluruh

tubuh

tumbuhan.

Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun keseluruh tubuh tumbuhan terjadi melalui pembuluh floem.   Pengangkutan zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya, yaitu daun

35 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

(daerah yang memiliki konsentrasi gula tinggi) ke bagian tanaman lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah) dengan dibantu oleh sirkulasi air yang mengalir melalui pembuluh xilem dan floem. fl oem.  b.  Tekanan Darah Pada Sistem Peredaran Darah Manusia Tekanan yang terdapat pada pembuluh darah memiliki prinsip

kerja seperti hukum Pascal. Hal ini karena tekanan pada  pembuluh darah merupakan tekanan yang berada pada ruang tertutup. Pada saat jantung memompa darah, darah akan mendapatkan dorongan sehingga mengalir melalui pembuluh darah.

Saat

mengalir

dalam

pembuluh

darah,

darah

memberikandoronganpadadindingpembuluh darah yang disebut dengan tekanan darah. Agar tekanan darah tetap terjaga, maka  pembuluh darah harus terisi penuh oleh darah. Bila terjadi kehilangan darah akibat kecelakaan atau penyakit, tekanan darah dapat hilang, sehingga darah tidak dapat mengalir menuju selsel di seluruh tubuh. Akibatnya, sel-sel tubuh akan mati karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dannutrisi.   Tekanan darah diukur dengan menggunakan sebuah alat yang bernama  sphygmomanometer   sphygmomanom eter , ada pula yang menyebutnya dengan tensimeter seperti yang terdapat pada Gambar  dibawah ini!

Sumber: Markuso, 2011  Gambar 5.b.1. Sphygmomanometer

Tekanan darah  diukur di dalam pembuluh nadi (arteri) besar yang  biasanya dilakukan di tangan bagian lengan atas. Coba perhatikan Gambar 7.22! Tekanan darah yang normal berkisar antara 120/80

36 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

mmHg. Angka pertama menunjukkan tekanan saat bilik berkontraksi dan darah terdorong keluar dari bilik jantung melalui pembuluh arteri disebut angka sistol. Angka kedua, yaitu yang lebih rendah adalah hasil pengukuran tekanan saat bilik relaksasi dan darah masuk menuju  bilik jantung, tepat sebelum bilik-bilik ini berkontraksi lagi, disebut angka diastol. diastol. 

Sumber: Campbell et al. 2008

Gambar 5.b.2. Cara Pengukuran Tekanan Darah

Pada proses pengukuran tekanan darah juga berlaku hukum Pascal. Pascal.   Masih ingatkah kamu pernyataan hukum Pascal? Menurut Pascal tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Dengan demikian, tekanan darah yang berada pada bagian aorta, akan sama dengan tekanan yang ada pada arteri atau pembuluh nadi yang ada di lengan atas atau di bagian tubuh yang lainnya.

37 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

C.  PENUTUP  1.  Rangkuman

a.  Tekanan berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan. Semakin besar dorongan (gaya) yang diberikan, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yangdihasilkan.  yangdihasilkan.   b.  Kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis. Semakin dalam zat cair maka tekanan yang dihasilkan semakin besar. Semakin besar massa  jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Dengan kata lain, tekanan dalam zat cair sebanding dengan kedalaman atau ketinggian dan besarnya massa jenis.  jenis.   c.  Hukum Archimedes menyatakan bahwa “Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan memperoleh tekanan ke atas yang sama besarnya dengan berat zat cair yang didesak oleh  bendatersebut”.    bendatersebut”. d.  Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yangsama.   yangsama. e.  Aplikasi konsep tekanan zat pada makhluk hidup dapat ditemui pada  pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan dan tekanan darah pada  pembuluh darah manusia  manusia  f.  Air dapat diangkut naik dari akar kebagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang dan daya isap daun.  daun. 

38 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

2.  Tes formatif 1.  Berikut ini adalah grafik hubungan antara ρ (massa jenis) dan V

(volume) berbagai jenis fluida

Fluida yang memiliki massa yang sama adalah ....  ....   A. air dan minyak B. air dan alkohol C. alkohol dan soda D. alkohol dan bensin E.  bensin bensin dan soda 2.  Perhatikan Tabel berikut!

 NO.

Gaya (N)

Luas Bidang Tekan (m )

1.

42

6

2.

18

3

3.

30

5

4.

12

4

5.

25

5

39 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Tekanan Terbesar dari tabel di atas, dihasilkan nomor ….  ….   A.  1 B.  2

 

C. 3 D.  4 E.  5 3.  Trisna mengadakan praktikum menggunakan

pipa

U berisi tiga jenis zat cair. cair . Kondisi ketiga zat cair dalam pipa U seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

tZat III

Za

Zat

 Yang dapat disimpulkan disi mpulkan dari d ari ketiga kondisi zat cair tersebut adalah adala h ….  ….   A.  Massa jenis zat I lebih kecil dari massa jenis zat II B.  Massa jenis ketiga zat sama besar C.  Massa jenis zat III lebih besar dari massa jenis zat II,

dan massa jenis zat II lebih besar dari massa jenis zat I

D.  Massa jenis zat I lebih besar dari massa jenis zat III dan

massa jenis zat II lebih kecil dari massa jenis zat III E.  Massa jenis zat III lebih besar dari massa jenis zat I, dan

massa jenis zat I lebih besar dari massa jenis zat II 4.  Ikan badut merupakan ikan karang tropis yang hidup di

perairan hangat pada daerah terumbu dengan kedalaman kurang dari 50 meter dan berair jernih. Iwan dan teman-

40 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

temannya akan melalukan pendataan mengenai tekanan  yang dialami pada seekor ikan badut pada habitat aslinya. Suatu ketika Iwan melihat seekor ikan badut sedang  berenang di dekat terumbu karang pada kedalaman 10 m.

Jika massa jenis air laut = 1,025 g.cm-3, Po = 1,01 × 10 5 Pa, dan g = 9,8 m.s-2, maka pernyataan dibawah berikut yang benar sesuai hasil analisis yang dilakukan Iwan adalah... adala h...   A.  tekanan hidrostatis yang dialami oleh ikan badut saat itu

adalah 301,35 kPa B.  tekanan hidrostatis yang dialami ikan badut saat itu

lebih besar dibandingkan dengan tekanan hidrostatis  yang dialami oleh terumbu karang C.  tekanan total yang dialami ikan badut saat itu adalah

201,45 kPa D.  ikan badut harus bergerak ke bawah untuk memperkecil

tekanan yang dialaminya E.  tekanan hidrostatis yang dialami ikan badut sama

dengan tekanan totalnya. 5.  Sebuah jam tangan G-Shock memiliki seal  yang mampu

menahan tekanan air sampai sebesar 100.000 Pascal. Suatu ketika jam tangan tersebut digunakan saat menyelam di pantai oleh Andi. Jika massa jenis air laut ditempat itu adalah 1.025 kg/m3  dan percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s2 . Maka pernyataan dibawah ini yang benar adalah....

41 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 A.  Jam tangan tersebut masih aman ketika digunakan

menyelam sampai kedalaman 10 m B.  Jam tangan akan mati akibat kemasukan air ketika

digunakan menyelam pada kedalaman 5 m

 

C. Sebaiknya lepas saja jam tangan ketika menyelam hingga

kedalaman 4 meter

D.  Saat kedalaman 6 meter, jam akan mengalami tekanan

hidrostatis sebesar 45.000 Pa E.  Jam tangan akan mati akibat kemasukan air ketika

digunakan menyelam pada kedalaman 11 m 6.  Seorang mekanik melakukan percobaan dengan sebuah

dongkrak hidrolik, dimana data luas penampang dongkrak

hidrolik dan beban yang digunakan seperti tertera pada tabel di bawah. Luas penampang

Luas penampang

Berat benda pada

penghisap kecil (cm²)

penghisap besar (cm²)

penghisap besar (W)

10

80

7.600

II

10

90

9.500

III

20

160

8.200

IV

30

120

4.000

Kategori

I 

Jika mekanik memberikan gaya tekan minimal sebesar 1.000 N pada penghisap kecil, maka benda yang dapat terangkat pada penghisap besar ditunjukkan oleh kategori …  …   A.  I dan II B.  I dan IV

42 

   

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

C.  II dan III D.  II dan IV E.  III dan IV 7.  Tiga buah benda tercelup di dalam zat cair yang memiliki

0,3

0,5 0,3

0,8

massa jenis 0,75 gr/cm3 seperti pada gambar berikut! Jika volume benda merah, kuning, dan hijau yang tercelup adalah masing-masing 0,8, 0,5, dan 0,3 dari volume totalnya, maka benda yang memiliki massa jenis yang paling besar adalah…..  adalah…..   A.  Benda Hijau dengan massa jenis sebesar 600 kg/m3  B.  Benda kuning dengan massa jenis sebesar 375 kg/m3  C.  Benda merah dengan massa jenis sebesar 225 kg/m3  D.  Benda Hijau dengan massa jenis sebesar 375 kg/m3  E.  Benda Merah dengan massa jenis sebesar 600 kg/m3  8.  Disajikan data tentang Volume benda tercelup pada suatu

zat cair dengan massa jenis tertentu seperti pada tabel di  bawah ini.

Massa jenis zat cair Benda

Volume Benda Tercelup

3

(gr/cm )

3

(cm )

I 

1

120

II

0,75

50

III

0,5

80

IV

0,25

150

43 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Jika percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s 2, maka kesimpulan kesimpu lan yang tepat sesuai data tabel di atas adalah……  adalah……   A.  Benda I dan Benda II memiliki nilai gaya angkat ke

atas (F A ) yang sama. B.  Benda II dan Benda III memiliki nilai gaya angkat ke atas (F A ) yang sama. C.  Benda II dan Benda IV memiliki nilai gaya angkat ke

atas (F A ) yang sama. D.  Benda III dan Benda IV memiliki nilai gaya angkat ke

atas (F A ) yang sama. E.  Benda I dan Benda IV memiliki nilai gaya angkat ke

atas (F A ) yang berbeda. 9.  Berikut merupakan beberapa fenomena yang berkaitan

dengan fluida dalam kehidupan sehari hari. Kategori

Fenomena

Keterangan

David

Beckham

mengeluarkan tendangan I 

 pisang andalannya dalam membobol

gawang

lawan David Beckham menendang bola

Tukang

cuci

mobil

sedang menaikkan mobil II

untuk

memudahkan

 proses pencucian mobil

Dongkrak hidrolik

44 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Penjepit kertas mengapung di

III

 permukaan air Penjepit kertas Sopir

mobil

sedang

menginjak kontak pada rem hidrolik karena ada  penyebrang

IV

lewat

depan mobil

Rem hidrolik

Berdasarkan data pada tabel, fenomena yang prinsip kerjanya menggunakan konsep Prinsip Pascal ditunjukkan oleh kategori ….  ….  A.  II, dan IV B.  I, II, dan III C.  II, dan IV D.  I, dan III E.  I, II, III, dan IV

45 

di

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

10. Berikut merupakan beberapa fenomena yang berkaitan

dengan fluida dalam kehidupan sehari-hari. Kode

Fenomena

Keterangan Keterangan

Andy sedang berlibur

I 

menaiki balon udara

Balon Udara

Tukang

cuci

mobil

sedang menaikkan mobil mobil II

untuk

memudahkan

 proses pencucian mobil Dongkrak hidrolik

Kapal pesiar mengapung

III

di permukaan air

Kapal Pesiar

46 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Sopir

mobil

sedang

menginjak kontak pada rem hidrolik karena ada IV

 penyebrang lewat depan mobil

di

Rem hidrolik

Berdasarkan data pada tabel, fenomena yang prinsip kerjanya

menggunakan

konsep

Hukum

Archimedes

ditunjukkan oleh kategori ….  ….  A. II, dan IV B.  I, II, dan III C.  II, dan IV D. I, dan III E.  I, II, III, dan IV 11.  Perhatikan gambar berikut :

 Air dipermukaan daun/rumput berbentuk bulat (butiran)  yang disebabkan oleh ….. …..  

47 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

 A. kohesi lebih besar dari pada adhesi B.  Kohesi lebih kecil dari pada adhesi C.  Kohesi sama dengan adhesi

 

D. Permukaan daun atau rumput licin E.  Kohesi dan adhesi besar 12.  Berikut adalah beberapa peristiwa yang berkaitan dengan zat

cair. 1)   Air naik dalam venturi meter 2)  Darah dapat mengalir ke seluruh tubuh 3)   Air naik dari akar tanaman tanaman sampai ke daun 4)   Air mengalir dalam pipa rumah tangga tangga 5)  Minyak merambat naik dalam sumbu kompor minyak

Dari beberapa peristiwa di atas, yang termasuk peristiwa kapilaritas adalah ….  A. 2), 3), dan 5) B. 1), 2), dan 4) C. 3), 4), dan 5) D. 1), 2), dan 5) E. 1), 4), dan 5)

Cocokkanlah jawaban Anda Anda dengan dengan Kunci Jawaban Tes Formatif

yang

terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar .

48 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Arti tingkat penguasaan:

90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar selanjutnya. Bagus! Jika masih di  bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar , terutama  bagian yang belum dikuasai.

KUNCI JAWAB

 

1. C 2.  A 3.  D 4.  C 5.  B 6.  E 7.  E 8.  C 9.  C

 

10. D 11. A 12. A

49 

 

Bahan  Ajar Konsep dan Aplikasi Tekanan

Daftar Pustaka

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. (2012). Campbell biology (p. 135). Boston: Pearson. Zubaidah, S., Mahanal, S., Yuliati, L., Dasna, I.W., Pangestuti, A.A., Puspitasari, D.R., Mahfudhillah, H.T., Robitah, A. Kurniawati, Z.L., dan Prasmala, E.R. (2017).  Ilmu  Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Tim Abdi Guru. 2013. IPA 2013. IPA Fisika Jilid 2 Kelas 8 SMP. Jakarta: Erlangga.  Tim Abdi Guru. 2016.  IPA Terpadu Jilid 2 Kelas VIII SMP. Jakarta: Erlangga.  Tim Penyusun Penyusun Buku Siswa.

2017.  Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 8

Semester Dua. Dua. Jakarta: K Kemendikbud emendikbud RI.  Tim Penyusun Buku Guru.

2017.  Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 8.  8. 

Jakarta: Kemendikbud RI.

Sumber Daring

 www.inhabitat.com  www.kompas.com  www.sukasains.com  www.pixabay.com  www.tribunnews.com  www. tribunnews.com  www.usaballoon.com  www.wikimedia.org

50