Tantangan Hari ke-241

Setelah jatuh di-121

#TantanganGuruSiana

Membangun Pemahaman Siswa

tentang Tekanan Zat Cair dengan Variasi Pentigraf

Bacalah pentigraf (cerpen tiga paragraf) berikut ini.

Mutiara Hitam Tanda Cinta untuk Ibu

Lek Kerto, begitu kebanyakan orang memanggilnya. Wong Jawa Timur asli, tapi sudah lebih dari 35 tahun tinggal di Raja Ampat, Papua Barat. Di usia 10 tahun, dia pertama kali mejejakkan kakinya di wilayah permai nan eksotis itu. Di usia sangat belia pula, dia mulai menggeluti profesi sebagai penyelam tradisional, mencari mutiara. Mutiara dari Raja Ampat sangat mendunia, bahkan harganya termahal di seantero bumi. Kalau rezeki tak akan ke mana. Dari tangan dingin Lek Kerto, mutiara nan elok kerap kali dia temukan.

Angin berhembus mengendus seluruh kulit lelaki yang belum terlalu tua itu. Hari ini dia ingin menemukan satu mutiara terindah. Dia melangkah menuju ke laut.“Pak e, Pak e, Pak e!” Seorang dara manis bernama Dea memanggilnya. Namun, Lek Kerto terus saja berjalan. Bukannya dia tidak menghiraukan panggilan anaknya, tapi memang dia tak mampu lagi mendengar segala sesuatu. Padahal Lek Kerto belum terlalu tua.

Jlebur! Tubuh Lek Kerto melesat ke lautan. Dea berteriak. “Pak e, sudah berapa kali aku mohon jangan menyelam mencari mutiara lagi. Hidup kita sudah berkecukupan. Tabungan mutiara kita juga masih banyak!" Dea berteriak sambil jongkok. Air matanya jatuh deras. Dea tidak tega melihat bapaknya yang kini benar-benar tuli, masih terus menyelam. Sesaat kemudian, Lek Kerto sudah muncul di permukaan laut. Dea langsung menghambur memeluk tubuh bapaknya. “Ini aku dapat satu mutiara hitam. Ini mutiara untuk ibumu. Hari ini ulang tahun perak pernikahan kami,” kata Lek Kerto pada Dea anaknya. Sungguh Bapak begitu romantis. Mutiara terindah sebagai tanda cinta untuk ibu. Begitu kata hati Dea, terharu dengan sikap bapaknya.

Bacalah materi tentang Tekanan Zat Cair berikut ini dengan seksama. Kalian nanti pasti mengerti mengapa Lek Kerto ayah Dea, di usianya yang belum terlalu tua, dia tidak bisa mendengar apa-apa lagi atau tuli.

1. Tekanan Zat Cair di Ruang Terbuka (Tekanan Hidrostatis = Ph)

Tekanan zat cair di ruang terbuka, semakin ke dalam semakin besar. Perhatikan gambar berikut: pancaran air terbesar pada bagian yang paling dalam/bawah.

Besarnya tekanan zat cair di ruang terbuka dipengaruhi oleh: massa jenis (p), percepatan gravitasi bumi (g), dan kedalaman (h).

Dirumuskan sbb:

1. Tekanan Zat Cair di Ruang Tertutup (H.Pascal)

Hukum Pascal : Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Perhatikan gambar berikut. Pancaran air dari ketiga lubang sama besar.

Peralatan-perlatan yang bekerja menurut prinsip hukum Pascal :

1. Dongkrak Hidrolik : rumus yang berlaku :

Keterangan:

F1 = gaya pada penghisap kecil (N)

F2 = gaya pada enghisap besar (N)

A1 = luas penampang penghisap kecil (m2)

A2 = luas penampang pada penghisap besar (m2)

2. Rem hidrolik

3. Mesin hidrolik pengangkat mobil

4. Kemudi pesawat terbang

5. Pompa sepeda

1. Bejana Berhubungan

Prinsip Bejana Berhubungan

Jika zat cair yang sejenis (misalnya air) dimasukkan dalam bejana berhubungan maka permukaan zat cair dalam bejana berhubungan semua sama rata dan sama tinggi. Perhatikan gambar berikut:

Huakum Bejana Berhubungan tidak berlaku jika:

1. Terdapat pipa kapiler

2. Digoyang-goyangkan

3. Diisi lebih dari satu jenis zat cair yang tidak tidak saling melarutkan

4. Salah satu lubang bejana ditutup rapat

Pipa U

Titik P adalah titik khayal yang terletak di perbatasan antara minyak goreng dan air.

Titik Q adalah titik khayal pada air di ujung bejana lain.

Tinggi titik P dan Q sama jika diukur dari dasar bejana.

Di titik P dan Q, tekanannya adalah sama.

Dengan demikian, dapat dituliskan sebagai berikut :

p1 = p2

ρ1 x g x h1 = ρ2 x g x h2

Karena harga g sama, maka:

ρ 1 x h1 = ρ2 x h2

Keterangan:

ρ1 = massa jenis zat cair 1

ρ1 = massa jenis zat cair 2

h1 = tinggi permukaan zat cair 1

h2 = tinggi permukaan zat cair 2

Persamaan di atas merupakan rumus untuk menyelesaikan masalah dalam bejana berhubungan yang berisi dua jenis zat cair yang tidak saling melarutkan.

Aplikasi bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari :

1. Teko air

2. Tandon air

3. Tukang bangunan menimbang permukaan pondasi rumah

4. Air Artesis

4. Hukum Archimedes

Bunyi : “Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. “

Gaya ke atas bisa juga dirumuskan sbb:

FA = wu -wa

Keterangan:

FA = gaya ke atas (N)

wu = berat benda di udara (N)

wa = berat benda di air (N)

4. Mengapung, Melayang Dan Tenggelam

1) Mengapung :

Dalam keadaan demikian, gaya ke

atas pada kayu lebih besar dengan berat kayu (Fa > w)

2) Melayang

Setelah ditambahkan garam dapur, massa jenis air menjadi sama dengan massa

jenis telur. Oleh karena itu, telur melayang. Gaya apung

telur sama dengan beratnya (Fa = w).

3) Tenggelam

Benda tenggelam jika gaya apung yang bekerja pada suatu benda lebih kecil daripada

berat benda (Fa < w).

Syarat keadaan mengapung, melayang, dan tenggelam :

Konsep benda terapung, melayang, dan tenggelam dalam teknologi :

- kapal laut, kapal selam, jembatan ponton, hydrometer

Pelajari contoh soal berikut dengan teliti.

Contoh:

1. Sebuah bola pejal ditimbang di udara, beratnya 50N. Ketika bola tersebut ditimbang di dalam air beratnya menjadi 45N. Berapa gaya ke atas yang diterima benda tersebut dan volume benda pejal tersebut? (pc =1.000 kg/m3, g = 10 m/s2 =10 N/kg))

Jawab.

Berat bola di udara = 50N.

Berat bola di dalam air = 45N

Berarti air memberikan gaya apung sebesar F = w udara – w air = 50N – 45 N = 5N

Jadi besar gaya apung yang dialami benda adalah 5N.

F = v x ρc x g

5N = v x 103 kg/m3 x 10 N/kg

V = 5 x 10-4 m3

Jadi volume benda pejal tersebut adalah 5 . 10-4 m3

1. Di dasar sebuah danau terdapat batu yang beratnya 700N (diukur di udara) Jika batu tersebut dapat diangkat oleh seorang pria dengan gaya 500N, hitung gaya angkat air!

Jawab.

w di udara = 700 N

wa = 500 N

Fa = w di udara – wa

= 700 N – 500 N

= 200 N.