PELAJARAN 6

Tekanan (P)

Takrif tekanan dan unit S.I.nya

Tekanan adalah daya perunit luas permukaan

@ Tekanan = daya

luas

@ P = F

A

P = Tekanan F = daya A = luas

Unit S.I.nya Nm^-2 atau Pa

Contoh 1

Sekeping batu bata berukuran 0.05 m x 0.10 m x 0.20 m berjisim 0.5 kg diletakkan di atas sebuah meja. Berapakah tekanan yang dikenakan oleh batu bata ke atas meja

(a) Paling maksimum (b) Paling minimum

Penyelesaian

Tekanan dalam cecair

Cecair akan mengenakan tekanan ke atas suatu jasad yang berada di dalamnya kerana cecair mempunyai berat.

Untuk mendapatkan rumus tekanan dalam cecair langkah-langkah berikut dijalankan:-

Katakan terdapat suatu turus cecair berbentuk kuboid yang mempunyai luas permukaan A.Satu jasad berada dititik X sedalam h didalam cecair itu yang berketumpatan r

Contoh 2

Seorang penyelam berada sedalam 50 m di dalam laut yang berketumpatan 1020 kgm^-3. Berapakah tekanan yang dikenakan oleh air laut ke atas penyelam itu?

Penyelesaian

Contoh 3

Seorang lelaki berjisim 50 kg berada di atas sekeping papan yang mempunyai luas permukaan 5 x 10 ^-2 m².

Papan tersebut berada diatas sebuah beg getah yang berisi air dan disambung kepada satu salur kaca.Berapakah nilai h,iaitu tinggi air akan naik di dalam salur kaca itu jika ketumpatan air =

1000 kgm ^-3 ?

Penyelesaian

Eksperimen untuk mentahkik tekanan dalam cecair bergantung kepada kedalaman

Penuhkan air dalam sebuah bekas berlubang yang pada mulanya ditutup seperti rajah(a)

Tanggalkan penutup pada ketiga-tiga lubang secara

serentak.

Perhatikan jarak pancutan air.

Didapati lubang yang terbawah memancutkan air paling jauh.

Ini menunjukkan semakin dalam cecair(lubang terbawah) maka semakin kuat tekanan(jarak pancutan terjauh).

Eksperimen untuk mentahkik tekanan dalam cecair bergantung kepada ketumpatan cecair

Penuhkan minyak dan air dalam dua bekas berlubang

yang pada mulanya ditutup seperti rajah.

Tanggalkan penutup pada lubang pada kedua-dua

bekas.

Perhatikan jarak pancutan minyak dan air.

Didapati jarak pancutan air > jarak pancutan minyak.

Ini menujukkan tekanan dalam cecair bergantung

kepada ketumpatan iaitu jika ketumpatan bertambah(air)maka tekanan bertambah(jarak pancutan bertambah).

Eksperimen untuk mencari hubungan antara tekanan dalam cecair dengan kedalaman cecair

Hipotisis : Jika kedalaman bertambah maka tekanan bertambah

P.u.manupulatif : kedalaman

P.u. respons : tekanan

P.u dimalarkan : jenis atau ketumpatan cecair

Tebuk satu lubang pada tin dan tutup lubang.

Penuhkan air dalam tin.

Ukur tinggi lubang dari permukaan air = h

Lepaskan air dan catatkan jarak apncutan air = x

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan kedalaman lubang yang berlainan pula.

Jadualkan data

h

x

Lukiskan graf x lawan h.

x

h

Didapati apabiila h bertambah,maka x bertambah kerana h dalam manakala x mewakili tekanan.

TUTORIAL 6

1 Pa adalah bersamaan dengan

A 1 N m² B 1 m N^-2

C 1 N m^-2 D 1 m N²

2 Sebuah bongkah kayu berdimensi 3 m x 4 m x 5 m berjisim 400 kg.Apabila bongkah kayu itu diletak di atas lantai,berapakah tekanan maksimum yang dikenakan ke atas lantai?

A 100 N m^{- 2} B 200 N m ^-2

C 333 N m ^{- 2} D 480 N m ^{- 2} E 620 N m ^{- 2}

3 Seorang lelaki berjisim 60 kg.Apabila berdiri tegak tekanan yang dikenakan ke atas permukaan lantai adalah adalah

2 x 10 ⁴ Pa. Jumlah keluasan tapak kakinya adalah

A 1.2 x 10 ^–2 m^-2 B 3.0 x 10^-2 m^-2

C 4.5 x 10^-2 m^-2 D 6.0 x 10^-2 m^-2

E 8.0 x 10^-2 m^-2

4 Rajah menunjukkan sebuah bekas yang mengandungi minyak berketumpatan

800 kg m^-3.Berapakah tekanan pada titik X yang dikenakan oleh minyak?

A 4.0 x 10¹ N m^-2 B 1.6 x 10² N m^-2

C 1.6 x 10³ N m^-2 D 4.0 x 10³ N m^-2

E 1.6 x 10⁴ N m^-2

5 Satu bekas kaca yang panjangnya 100 cm diisikan penuh dengan air.Jika tekanan yang dikenakan oleh air pada titik P adalah 800 Pa,berapakah nilai L?

(Ketumpatan air = 1000 kg m ^{- 3} )

A 10 cm B 20 cm

C 40 cm D 60 cm

E 80 cm

6 Satu jasad ditenggelamkan dalam suatu cecair pada kedalaman tertentu.Tekanan akan bertambah jika,kecuali

A Kedalaman jasad bertambah

B Luas permukaan cecair bertambah

C Eksperimen dilakukan di kutub Utara

D Cecair yang lebih tumpat digunakan

7 Rajah menunjukkan tiga bekas yang berbagai bentuk diisikan dengan air.Jika tekanan di titik P,Q dan R adalahP₁ ,P₂ dan P₃ .Pernyataan yang manakah adalah benar?

A P₁ > P₂ > P₃

B P₁ < P₂ < P₃

C P₁=P₂ = P₃

8 Satu ekspeimen sifon sedang dijalankan. Pernyataan yang manakah berikut adalah benar?

A Air dari bikar A mengalir ke bikar B sehingga bikar B itu penuh

B Air dari bikar B mengalir ke bikar A sehingga bikar B itu kosong

C Air dari bikar A mengalir ke bikar B sehingga isipadu air dalam bikar A dan bikar B adalah sama

D Air dari bikar A mengalir ke bikar B sehingga paras air di dalam bikar A dan bikar B itu sama.

9 Dinding empangan dibuat semakin lebar apabila

semakin berada di dalam air kerana

A tekanan air di bahagian bawah empangan lebih rendah berbanding atas empangan

B tekanan air di bahagian bawah empangan lebih tinggi berbanding atas empangan

C tekanan air di bahagian bawah empangan sama kuat berbanding atas empangan

10 Sejenis kenderaan yang boleh bergerak di kawasan berlumpur mempunyai empat tayar yang lebar dengan setiap permukaan tayar yang bersentuhan dengan lumpur adalah

1.4 m x 0.4 m.

(a) Kirakan

(i) jumlah keluasan sentuhan tayar-tayar kenderaan itu dengan lumpur.

(ii) tekanan yang dikenakan oleh tayar kepada lumpur jika jumlah jisim kenderaan adalah 7000 kg.

(b) Terangkan mengapa walaupun jisim kereta adalah lebih kecil daripada kenderaan itu,kereta tidak boleh bergerak melalui lumpur?

.............................................................................

.............................................................................

(c) Apakah yang terjadi kepada sentuhan tayar sebuah kereta dengan permukaan jalan apabila tekanan di dalam tayar dikurangkan?

.............................................................................

.............................................................................

11 Rajah menunjukkan sebuah tangki air rumah yang terletak 5 m di atas pili air di sebuah bilik air.

[Tekanan atmosfera = 10 m air,

Ketumpatan air = 1000 kgm^-3

(a) Nyatakan prinsip yang digunakan yang menyebabkan air akan terpancut keluar daripada paip?

.............................................................................

.............................................................................

(b) Tentukan jumlah tekanan yang disebabkan oleh air sahaja.

(c) Tentukan jumlah tekanan air di dalam tangki.

(d) Jika luas permukaan pili ialah 0.04 m²,

berapakah daya yang dikenakan ke atas jari seorang lelaki yang menahan permukaan pili itu supaya air tidak terpancut keluar.

(e) Empangan di sebuah setesen hidro adalah dibina berdasarkan prinsip yang sama.Terangkan bagaimanakah bentuk empangan dibina berdasarkan prinsip tersebut.

.............................................................................

.............................................................................

12

(a) Huraikan satu eksperimen untuk mencari hubungan antara tekanan cecair dengan kedalaman dan ketumpatan ceccair.

(b) Terangkan bagaimanakah anda menggunakan sifon untuk

mengeringkan air dalam sebuah akuarium