Pengertian Tekanan, Satuan, dan Contohnya

SainTek.id - Dalam sains, tekanan adalah ukuran gaya per satuan luas. Satuan SI untuk tekanan adalah pascal (Pa), yang setara dengan N/m 2 (newton per meter persegi).

Contoh Dasar

Jika Anda memiliki 1 newton (1 N) gaya yang didistribusikan pada 1 meter persegi (1 m 2 ), maka hasilnya adalah 1 N/1 m 2 = 1 N/m 2 = 1 Pa. Ini mengasumsikan bahwa gaya diarahkan secara tegak lurus menuju luas permukaan.

Jika Anda meningkatkan jumlah gaya tetapi menerapkannya pada area yang sama, tekanan akan meningkat secara proporsional. Gaya 5 N yang didistribusikan pada luas 1 meter persegi yang sama akan menjadi 5 Pa. Namun, jika Anda juga memperluas gaya, Anda akan menemukan bahwa tekanan meningkat dalam proporsi terbalik dengan peningkatan luas.

Jika Anda memiliki 5 N gaya didistribusikan lebih dari 2 meter persegi, Anda akan mendapatkan 5 N/2 m 2 = 2,5 N/m 2 = 2,5 Pa.

Unit Tekanan

Bar adalah satuan metrik lain dari tekanan, meskipun bukan satuan SI. Ini didefinisikan sebagai 10.000 Pa. Itu dibuat pada tahun 1909 oleh ahli meteorologi Inggris William Napier Shaw.

Tekanan atmosfer , sering dicatat sebagai p a , adalah tekanan atmosfer bumi. Saat Anda berdiri di luar di udara, tekanan atmosfer adalah gaya rata-rata dari semua udara di atas dan di sekitar Anda yang mendorong tubuh Anda.

Nilai rata-rata tekanan atmosfer di permukaan laut didefinisikan sebagai 1 atmosfer, atau 1 atm. Mengingat bahwa ini adalah rata-rata besaran fisik, besarnya dapat berubah dari waktu ke waktu berdasarkan metode pengukuran yang lebih tepat atau mungkin karena perubahan aktual di lingkungan yang dapat berdampak global pada tekanan rata-rata atmosfer.

1 Pa = 1 N/ m2

1 batang = 10.000 Pa

1 atm ≈ 1,013 × 10 5 Pa = 1,013 bar = 1013 milibar

Bagaimana Tekanan Bekerja

Konsep umum gaya sering diperlakukan seolah-olah bekerja pada suatu objek dengan cara yang diidealkan. (Ini sebenarnya umum untuk sebagian besar hal dalam sains, dan khususnya fisika, karena kami membuat model ideal untuk menyoroti fenomena yang kami berikan perhatian khusus dan mengabaikan sebanyak mungkin fenomena lain yang kami bisa.) Dalam pendekatan ideal ini, jika kita katakanlah sebuah gaya bekerja pada suatu objek, kita menggambar panah yang menunjukkan arah gaya, dan bertindak seolah-olah semua gaya sedang terjadi pada titik itu.

Namun pada kenyataannya, hal-hal tidak pernah sesederhana itu. Jika Anda mendorong tuas dengan tangan Anda, gaya sebenarnya didistribusikan ke seluruh tangan Anda dan mendorong tuas yang didistribusikan ke area tuas tersebut. Untuk membuat segalanya menjadi lebih rumit dalam situasi ini, gaya hampir pasti tidak terdistribusi secara merata.

Di sinilah tekanan berperan. Fisikawan menerapkan konsep tekanan untuk mengenali bahwa gaya didistribusikan di area permukaan.

Meskipun kita dapat berbicara tentang tekanan dalam berbagai konteks, salah satu bentuk paling awal di mana konsep tersebut dibahas dalam sains adalah dalam mempertimbangkan dan menganalisis gas. Jauh sebelum ilmu termodinamika diformalkan pada tahun 1800-an, diketahui bahwa gas, ketika dipanaskan, memberikan gaya atau tekanan pada benda yang mengandungnya. Gas panas digunakan untuk levitasi balon udara dimulai di Eropa pada tahun 1700-an, dan peradaban Tiongkok serta lainnya telah membuat penemuan serupa jauh sebelum itu.

Tahun 1800-an juga melihat munculnya mesin uap (seperti yang digambarkan dalam gambar terkait), yang menggunakan tekanan yang terbentuk di dalam ketel untuk menghasilkan gerakan mekanis, seperti yang diperlukan untuk menggerakkan perahu sungai, kereta api, atau alat tenun pabrik.

Tekanan ini mendapat penjelasan fisiknya dengan teori kinetik gas , di mana para ilmuwan menyadari bahwa jika suatu gas mengandung berbagai macam partikel (molekul), maka tekanan yang terdeteksi dapat direpresentasikan secara fisik dengan gerakan rata-rata partikel tersebut. Pendekatan ini menjelaskan mengapa tekanan berkaitan erat dengan konsep panas dan suhu, yang juga didefinisikan sebagai gerak partikel menggunakan teori kinetik. Salah satu kasus yang menarik dalam termodinamika adalah proses isobarik , yang merupakan reaksi termodinamika di mana tekanan tetap konstan.