Ini Rumus Tekanan Zat Padat dan Contoh Cara Mengerjakannya

Suara.com - Tekanan zat padat merupakan salah satu konsep dalam fisika yang dapat ditemukan dengan mudah dalam berbagai aktivitas sehari-hari.

Penggunaan paku untuk menempelkan bingkai foto di dinding menjadi salah satu contoh sederhana bagaimana tekanan bekerja pada benda padat.

Bentuk permukaan benda ternyata memengaruhi besar tekanan yang dihasilkan ketika gaya diberikan pada benda tersebut.

Apa Itu Tekanan Zat Padat

Tekanan zat padat adalah besarnya gaya yang bekerja pada setiap satuan luas permukaan bidang yang menerima gaya tersebut.

Dengan kata lain, tekanan menunjukkan seberapa besar gaya terkonsentrasi pada suatu bidang.

Konsep ini dapat diamati ketika seseorang menancapkan paku ke dinding. Paku memiliki dua bagian dengan karakter permukaan berbeda, yaitu ujung yang runcing dan bagian kepala yang lebih luas.

Ketika gaya diberikan pada ujung paku yang runcing, gaya tersebut bekerja pada area yang relatif kecil sehingga menghasilkan tekanan yang lebih besar.

Kondisi tersebut membuat ujung paku lebih mudah menembus permukaan dinding.

Sebaliknya, jika gaya diberikan pada bagian kepala paku yang memiliki permukaan lebih luas, tekanan yang dihasilkan menjadi lebih kecil meskipun gaya yang diberikan sama.

Hal tersebut membuat paku lebih sulit menembus dinding jika bagian datarnya yang diarahkan ke permukaan.

Hubungan antara tekanan dan luas bidang tekan bersifat berbanding terbalik. Artinya, semakin kecil luas permukaan tempat gaya bekerja, semakin besar tekanan yang dihasilkan, sedangkan semakin luas bidang tekan, semakin kecil tekanannya.

Prinsip serupa dapat ditemukan pada benda lain dalam kehidupan sehari-hari.

Pisau yang memiliki bagian tajam lebih mudah digunakan untuk memotong karena gaya terkonsentrasi pada bidang yang lebih sempit, sementara alas benda yang dibuat lebih lebar dapat membantu mengurangi tekanan pada permukaan yang menopangnya.

Selain dipengaruhi luas bidang tekan, tekanan juga bergantung pada besar gaya yang diberikan. Semakin besar gaya yang bekerja pada bidang dengan luas tetap, semakin besar tekanan yang dihasilkan.

Rumus Tekanan Zat Padat

Secara matematis, tekanan zat padat dapat dihitung menggunakan rumus:

P = F/A

Keterangan:

P = tekanan, dengan satuan Pascal (Pa)
F = gaya tekan, dengan satuan Newton (N)
A = luas bidang tekan, dengan satuan meter persegi (m²)

Berdasarkan rumus tersebut, tekanan akan meningkat apabila gaya yang diberikan semakin besar. Sebaliknya, tekanan akan berkurang apabila luas bidang tekan diperbesar.

Sebagai contoh, sebuah benda memiliki gaya tekan sebesar 100 N dan luas permukaan yang menerima gaya sebesar 0,5 m². Tekanan yang dihasilkan dapat dihitung dengan membagi gaya dengan luas bidang tekan.

P = 100 N / 0,5 m² = 200 Pa

Jadi, tekanan yang diberikan benda tersebut terhadap permukaan adalah 200 Pascal.

Dari contoh tersebut dapat dipahami bahwa perubahan salah satu variabel akan memengaruhi besar tekanan. Jika gaya diperbesar menjadi 200 N dengan luas bidang tetap, tekanan juga meningkat menjadi 400 Pa.

Sebaliknya, apabila gaya tetap 100 N tetapi luas bidang tekan diperbesar menjadi 1 m², tekanan yang dihasilkan turun menjadi 100 Pa.

Konsep tersebut menjelaskan mengapa benda dengan ujung runcing lebih mudah menembus permukaan dibandingkan benda dengan ujung datar. Luas bidang tekan yang kecil membuat gaya terkonsentrasi sehingga menghasilkan tekanan yang lebih besar.