Soal Tekanan Zat Padat dan Pembahasan

Tekanan merupakan hasil bagi antara gaya (berat) terhadap luas alas bidang yang dirumuskan:

P = F/A

1. Berikut yang merupakan besaran yang mempengaruhi besar kecilnya tekananpada zat padat adalah . . .
A. gaya tekan dan luas permukaan benda yang ditekan
B. gaya tekan dan luas bidang yang menekan
C. berat benda dan luas permukaan benda
D. keruncingan benda dan luas bidang

Pembahasan :

Dengan rumus umum tekanan
P = F/A

Maka tekanan zat padat dipengaruhi oleh
w = gaya tekan
A = luas bidang tekan (menekan)

2. Diketahui sebuah kubus dengan sisi = 3 cm diberikan gaya sebesar 15 Newton. Hitunglah tekanan yang diterima kubus tersebut!

Pembahasan :
gaya, F = 15 N
sisi persegi, s = 3 cm
luas permukaan = luas bidang tekan = luas persegi, A

A = s x s = 3 cm x 3 cm = 9 cm² = 9 x 10⁻⁴ m²

Tekanan, P = F/A = 15 N/(9 x 10⁻⁴ m²) = 16.000  N/m²

3. Sebuah limas dengan panjang alas = 10 cm dan lebar alas = 5 cm. Diberikan gaya = 10 N. Hitunglah tekanan yang dialami limas!

Pembahasan :
gaya, F = 10 N
panjang alas, p = 10 cm
lebar alas, l = 5 cm
luas permukaan, A

A = p x l = 10 cm x 5 cm = 50 cm² = 5. 10³ m²

Maka, besar tekanan
P = F/A = 10 N/(5. 10³ m²) = 2.000  N/m²

4. Seorang ibu dengan massa 50 kg, menggunakan sepatu hak tinggi berjalan ke tanah bila tekanan yang dialami tanah 625 Pa. Hitunglah luas permukaan sepatu itu masing-masing!

Pembahasan :

massa, m = 50 kg tekanan, P = 625 Pa luas permukaan sepatu, A =? Perlu diingat rumus tekanan: P = F/A P = m.g/A

P = m.g/A 625 = 50.10/A A = 1,25 m²

Maka, luas permukaan sepatu masing-masing adalah: A1 = A2 = 1,25m²/2 = 0,625 m²

5. Sebuah balok bermassa 300 kg dengan ukuran panjang 1,5 m, lebar 1 m, dan tinggi 0,5 m. 

Tentukan tekanan pada dasar jika balok diletakkan di atas meja pada posisi seperti terlihat pada gambar diatas!

Pembahasan :

Tekanan merupakan hasil bagi antara gaya (gaya berat) terhadap luas alas bidang yang dirumuskan :

P = w/A
P = m. g/A

dimana, A = luas alas = p x l

Maka, nilai tekanan:
P = 300 x 10 / (1,5 x 1) = 2000 N/m²

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

Pembahasan :

panjang, p = 12 cm = 0,12 m
lebar, l = 8 cm = 0,08 m
tinggi, t = 3 cm = 0,03 m
berat, w = 30 N

Dengan rumus tekanan
P = F/A = w/A

dimana,
w = berat
A = luas permukaan (paling bawah)

Jika A = pxl, maka nilai tekanan
P = 30/(0,12x0,08) = 3125 N/m²

Jika A = lxt, maka nilai tekanan
P = 30/(0,08x0,03) = 12500 N/m²

Jika A = pxt, maka nilai tekanan
P = 30/(0,12x0,03) = 8333,3 N/m²

Share :