Pertemuan 12 · Bab 5 · Fisika 2 Satuan Kredit Semester

Tekanan dan Tekanan Hidrostatik

Pertemuan 12 memulai Bab 5 — Fluida Dasar. Fokus pembelajaran adalah memahami tekanan sebagai gaya per satuan luas, menggunakan massa jenis, serta menganalisis tekanan hidrostatik dan pengaruh kedalaman pada fluida diam.

Tekanan P = F/A Massa Jenis ρ = m/V p = ρgh Kedalaman 340 menit Formatif 0%
Target Rencana Pembelajaran Semester: mahasiswa mampu menganalisis tekanan dan tekanan hidrostatik dengan persamaan, satuan Pa/MPa, kedalaman, massa jenis, dan interpretasi tren yang benar.

Tujuan belajar Pertemuan 12

Pertemuan 12 memiliki 6 tujuan utama. Setiap tujuan merupakan satu blok pembelajaran lengkap.

Batas Pertemuan 12: fokus pada tekanan, massa jenis, dan tekanan hidrostatik fluida diam. Prinsip Pascal dibahas pada Pertemuan 13.

Cara belajar Pertemuan 12

Kenali besaran. Bedakan gaya, luas, massa, volume, massa jenis, dan kedalaman.
Samakan satuan. Konversikan besaran ke satuan yang konsisten sebelum substitusi.
Pilih hubungan yang sesuai. Gunakan P = F/A, ρ = m/V, atau p = ρgh sesuai pertanyaan.
Hitung secara bertahap. Tulis substitusi dan satuan pada setiap langkah penting.
Baca tren fisik. Periksa apakah perubahan gaya, luas, massa jenis, atau kedalaman mengubah hasil sesuai arah yang diharapkan.
Audit hasil. Periksa satuan Pa/MPa, besar nilai, dan interpretasi fisiknya.
Siklus belajar: data → satuan → hubungan fisika → hitung → tren → validasi.
TUJUAN PEMBELAJARAN 1

Menjelaskan makna tekanan sebagai gaya per satuan luas

↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Tekanan menyatakan bagaimana gaya normal tersebar pada suatu luas bidang. Untuk gaya yang sama, bidang kontak yang lebih kecil menghasilkan tekanan yang lebih besar.

Gaya FGaya normal yang bekerja pada bidang.
Luas ALuas bidang tempat gaya tersebar.
Tekanan PUkuran gaya per satuan luas.

1.1 Tiga gagasan yang harus dibedakan

IstilahMakna pada Pertemuan 12Kesalahan umum
Gaya FInteraksi dorong/tarik, satuan newton (N).Menyamakan gaya dengan tekanan.
Tekanan P/pGaya per satuan luas, satuan pascal (Pa).Lupa mengubah luas ke m².
Massa jenis ρMassa per satuan volume, satuan kg/m³.Menggunakan massa langsung sebagai pengganti ρ.

1.2 Visual tekanan sebagai gaya per luas

Tekanan = Gaya ÷ Luas F luas kontak A kecil F sama luas kontak A lebih besar Untuk gaya sama: luas lebih kecil → tekanan lebih besar

Dengan gaya yang sama, memperkecil luas kontak memperbesar tekanan.

Latihan Tujuan Pembelajaran 1

Dua pelat menerima gaya normal yang sama. Pelat A memiliki luas kontak dua kali pelat B. Pelat mana yang mengalami tekanan lebih besar?

Jawaban: pelat B, karena dengan gaya tetap tekanan meningkat ketika luas bidang kontak diperkecil.
↑ Kembali ke Tujuan Belajar
TUJUAN PEMBELAJARAN 2

Menggunakan P = F/A dan satuan tekanan

↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Tekanan dihitung dari gaya normal dibagi luas bidang kontak. Kesalahan paling umum berasal dari luas yang belum dikonversi ke satuan luas yang konsisten.

2.1 Hubungan gaya, luas, dan tekanan

P = F / A

F dalam N, A dalam m², sehingga satuan tekanan adalah Pa = N/m².

2.2 Contoh Terbimbing — tekanan akibat gaya

Dasar

Gaya 600 N bekerja merata pada bidang seluas 0,03 m². Tentukan tekanannya.

P = F/A = 600 / 0,03

P = 20.000 Pa = 0,02 MPa.

Interpretasi: jika gaya tetap tetapi luas bidang diperkecil, tekanan akan meningkat.

2.3 Kalkulator latihan tekanan

A. Kalkulator tekanan — p = F/A

Latihan Tujuan Pembelajaran 2

Gaya 1.200 N bekerja merata pada luas 0,08 m². Tentukan tekanannya.

Jawaban: P = 1.200/0,08 = 15.000 Pa = 0,015 MPa.
↑ Kembali ke Tujuan Belajar
TUJUAN PEMBELAJARAN 3

Menggunakan massa jenis ρ = m/V

↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Massa jenis menyatakan massa per satuan volume. Nilai ρ menjadi salah satu besaran utama dalam perhitungan tekanan hidrostatik.

3.1 Hubungan massa, volume, dan massa jenis

ρ = m / V

m dalam kg dan V dalam m³, sehingga satuan massa jenis adalah kg/m³.

3.2 Contoh Terbimbing — massa jenis fluida

Menengah

Sampel fluida mempunyai massa 3 kg dan volume 0,0025 m³. Tentukan massa jenisnya.

ρ = m/V = 3 / 0,0025

ρ = 1.200 kg/m³.

Nilai ρ ini dapat digunakan pada perhitungan tekanan hidrostatik jika fluida yang dianalisis sama.

3.3 Kalkulator latihan massa jenis

B. Kalkulator massa jenis — ρ = m/V

Latihan Tujuan Pembelajaran 3

Massa fluida 4 kg menempati volume 0,004 m³. Tentukan massa jenisnya.

Jawaban: ρ = 4/0,004 = 1.000 kg/m³.
↑ Kembali ke Tujuan Belajar
TUJUAN PEMBELAJARAN 4

Menggunakan p = ρgh untuk tekanan hidrostatik

↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Pada fluida diam, tekanan hidrostatik bertambah ketika titik pengamatan berada semakin dalam. Kedalaman yang digunakan adalah kedalaman vertikal h dari permukaan acuan fluida.

4.1 Visual tekanan hidrostatik

Tekanan Hidrostatik dan Kedalaman permukaan fluida h₁h₂h₃ p₁p₂p₃ h bertambah → p = ρgh bertambah
Inti tren: untuk fluida yang sama dan g tetap, tekanan hidrostatik meningkat ketika kedalaman meningkat.

4.2 Persamaan tekanan hidrostatik

p = ρ g h

Tekanan hidrostatik bertambah jika massa jenis fluida atau kedalaman titik bertambah.

4.3 Contoh Terbimbing — air pada kedalaman 2,5 m

Aplikasi fluida

Air dengan ρ = 1.000 kg/m³. Ambil g = 9,8 m/s². Tentukan tekanan hidrostatik pada kedalaman 2,5 m.

p = ρgh = 1.000 × 9,8 × 2,5

p = 24.500 Pa = 0,0245 MPa.

Interpretasi: pada fluida yang sama, titik yang lebih dalam mempunyai tekanan hidrostatik lebih besar.

4.4 Kalkulator tekanan hidrostatik

C. Kalkulator tekanan hidrostatik — p = ρgh

Latihan Tujuan Pembelajaran 4

Air memiliki ρ = 1.000 kg/m³. Gunakan g = 9,8 m/s² dan h = 3 m. Tentukan tekanan hidrostatiknya.

Jawaban: p = 1.000(9,8)(3) = 29.400 Pa = 0,0294 MPa.
↑ Kembali ke Tujuan Belajar
TUJUAN PEMBELAJARAN 5

Menganalisis pengaruh kedalaman dan massa jenis

↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Dari p = ρgh, tekanan hidrostatik meningkat secara linear terhadap kedalaman h jika ρ dan g tetap, serta meningkat terhadap massa jenis ρ jika h dan g tetap. Selisih tekanan antara dua kedalaman dapat dianalisis dari perbedaan kedalamannya.

5.1 Tren kedalaman, massa jenis, dan luas

h naik

p = ρgh naik secara linear jika ρ dan g tetap.

ρ naik

p naik pada kedalaman yang sama jika g tetap.

A turun

P = F/A naik jika gaya kontak F tetap.

5.2 Kalkulator selisih tekanan antar-kedalaman

D. Selisih tekanan antar-kedalaman

Gunakan fluida yang sama dan massa jenis konstan. Δp = p₂ − p₁ = ρg(h₂ − h₁).

Latihan Tujuan Pembelajaran 5 — kedalaman

Pada fluida yang sama, titik A berada pada kedalaman 1 m dan titik B pada 3 m. Bagaimana perbandingan tekanan hidrostatiknya bila tekanan permukaan diabaikan?

Jawaban: tekanan hidrostatik di B tiga kali tekanan hidrostatik di A karena p berbanding lurus dengan h.
Latihan Tujuan Pembelajaran 5 — massa jenis

Dua fluida berada pada kedalaman yang sama. Massa jenis fluida A dua kali fluida B. Bagaimana perbandingan tekanan hidrostatiknya?

Jawaban: tekanan hidrostatik fluida A dua kali tekanan hidrostatik fluida B jika g sama.
↑ Kembali ke Tujuan Belajar
TUJUAN PEMBELAJARAN 6

Memvalidasi satuan, tren, dan kewajaran fisik

↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Hasil perhitungan harus diaudit dari data awal sampai interpretasi akhir. Periksa konversi satuan, rumus yang dipilih, satuan hasil, serta apakah tren hasil sesuai dengan hubungan fisiknya.

6.1 Prosedur menganalisis tekanan dan hidrostatik

Identifikasi jenis masalah. Apakah P = F/A, ρ = m/V, atau p = ρgh?
Tulis data dan satuan. Pastikan gaya, luas, massa, volume, dan kedalaman dikenali dengan benar.
Konversi ke Sistem Internasional. cm² → m², cm → m, L → m³ bila diperlukan.
Pilih persamaan yang sesuai. Hindari mencampur P = F/A dengan p = ρgh tanpa alasan.
Hitung sistematis. Masukkan nilai beserta satuan yang konsisten.
Tulis hasil dalam Pa. Gunakan MPa bila ingin menyederhanakan angka besar.
Validasi tren. Periksa apakah perubahan luas, kedalaman, atau massa jenis memberi arah perubahan tekanan yang masuk akal.

6.2 Kesalahan umum

  • menggunakan luas dalam cm² langsung pada P = F/A tanpa mengubah ke m²;
  • menggunakan kedalaman miring, bukan kedalaman vertikal h;
  • menukar massa m dengan massa jenis ρ;
  • menghilangkan satuan Pa pada hasil tekanan;
  • menggunakan p = ρgh untuk persoalan tekanan kontak padat;
  • tidak memeriksa apakah tekanan meningkat atau menurun sesuai tren fisik.
Audit cepat: N ÷ m² harus menghasilkan Pa; kg/m³ × m/s² × m juga harus menghasilkan Pa.

Kalkulator diproses hanya di browser dan bukan progres atau nilai resmi sistem perkuliahan.

6.3 Latihan terbimbing

Latihan 1 — tekanan pada bidang

F = 1.200 N dan A = 0,08 m². Tentukan P.

Jawaban: P = 1.200/0,08 = 15.000 Pa = 0,015 MPa.
Latihan 2 — luas lebih kecil

Gaya 500 N bekerja pada luas 0,01 m² lalu 0,005 m². Bandingkan tekanannya.

Jawaban: 0,05 MPa dan 0,10 MPa; saat luas menjadi setengah, tekanan menjadi dua kali.
Latihan 3 — massa jenis

m = 4 kg dan V = 0,004 m³.

Jawaban: ρ = 1.000 kg/m³.
Latihan 4 — hidrostatik pada 3 m

ρ = 1.000 kg/m³, g = 9,8 m/s², h = 3 m.

Jawaban: p = 29.400 Pa = 0,0294 MPa.
Latihan 5 — fluida lebih rapat

Dua fluida berada pada h yang sama. Fluida A memiliki ρ dua kali fluida B.

Jawaban: tekanan hidrostatik fluida A menjadi dua kali tekanan fluida B, jika g sama.

6.4 Cek konsep cepat

PernyataanKeputusanAlasan
Untuk gaya tetap, luas kontak yang lebih besar menghasilkan tekanan lebih besar.SalahP = F/A, sehingga luas yang lebih besar menurunkan tekanan.
Tekanan hidrostatik bertambah jika kedalaman bertambah.Benarp = ρgh.
Pada kedalaman sama, fluida dengan massa jenis lebih besar memberi tekanan hidrostatik lebih besar.Benarp sebanding dengan ρ.
Satuan tekanan Sistem Internasional adalah N.SalahSatuan tekanan adalah Pa = N/m².
Latihan integrasi Tujuan Pembelajaran 6

Audit satu penyelesaian dengan memeriksa: gaya, luas, massa, volume, massa jenis, kedalaman vertikal, konversi satuan, pilihan rumus, satuan hasil, dan tren fisiknya.

Kriteria: data, satuan, persamaan, hasil, dan interpretasi harus konsisten satu sama lain.
↑ Kembali ke Tujuan Belajar

Rangkuman Pertemuan 12

Gunakan bagian ini sebagai lembar ringkas sebelum mengerjakan contoh dan latihan.

Rumus utama

KonsepRumusSatuan hasil
TekananP = F/APa
Massa jenisρ = m/Vkg/m³
Tekanan hidrostatikp = ρghPa

Keterangan simbol

SimbolKeterangan
Fgaya, satuan N
Aluas bidang, satuan m²
P / ptekanan, satuan Pa
ρmassa jenis fluida, satuan kg/m³
gnilai gravitasi g, satuan m/s²
hkedalaman vertikal dari permukaan fluida, satuan m
Pengaruh Massa Jenis ρ ρ lebih kecil ρ lebih besar Pada h sama: ρ lebih besar → tekanan hidrostatik lebih besar
Urutan paling aman: identifikasi besaran → ubah ke satuan Sistem Internasional → pilih persamaan → hitung → tulis satuan Pa → cek tren: A turun → P naik; h naik → p naik; ρ naik → p naik.

Beban belajar Pertemuan 12

Tatap muka / terbimbing100 menit
Penugasan Terstruktur120 menit
Belajar Mandiri120 menit
Total Pertemuan 12340 menit
MetodeDemonstrasi, worked example, latihan numerik
ModalitasBauran
PenilaianFormatif 0%

Tugas belajar Pertemuan 12

Penugasan Terstruktur — 120 menit

Kerjakan variasi soal P = F/A, ρ = m/V, dan p = ρgh. Setiap jawaban harus menunjukkan konversi satuan, substitusi, hasil dalam Pa/MPa, dan interpretasi tren.

Belajar Mandiri — 120 menit

Buat ringkasan satu halaman tentang gaya → luas → tekanan dan massa jenis → kedalaman → tekanan hidrostatik, lengkap dengan satu contoh numerik.

Bukti hasil belajar yang harus dihasilkan

  • gaya dan luas bidang kontak diidentifikasi dengan benar;
  • luas dikonversi ke satuan luas yang konsisten sebelum perhitungan tekanan;
  • massa dan volume digunakan secara konsisten untuk memperoleh massa jenis;
  • kedalaman vertikal h ditentukan terhadap permukaan acuan yang benar;
  • P = F/A, ρ = m/V, dan p = ρgh digunakan sesuai konteks masalah;
  • hasil tekanan ditulis dalam Pa/MPa sesuai kebutuhan;
  • pengaruh gaya, luas, kedalaman, dan massa jenis dijelaskan melalui tren fisik;
  • jawaban diperiksa kembali dari sisi satuan dan kewajaran nilai.

Daftar periksa penguasaan Pertemuan 12

0 dari 9 indikator tercapai0%

Daftar periksa ini hanya tersimpan pada browser/perangkat dan bukan progres atau nilai resmi sistem perkuliahan.

Jembatan ke Pertemuan 13

Pertemuan 13 melanjutkan Bab 5 dengan prinsip Pascal pada sistem hidrolik sederhana.

F₁/A₁ = F₂/A₂

Konsep tekanan pada Pertemuan 12 menjadi fondasi untuk memahami bagaimana tekanan diteruskan pada fluida tertutup dan menghasilkan keuntungan gaya.

Ringkasan Pertemuan 12: tekanan ditentukan oleh gaya dan luas; tekanan hidrostatik ditentukan oleh massa jenis, gravitasi, dan kedalaman. Selalu jaga satuan Sistem Internasional dan periksa arah tren hasil.