Jawaban uji kompetensi tekanan fisika kelas 8

JAWABAN UJI KOMPETENSI FISIKA TEKANAN KELAS 8

Bismillahirrahmanirrahiim

Selamat datang di pembahasan soal IPA tingkat SMP/MTs. Kali ini, soal yang akan dibahas adalah soal uji kompetensi tentang Tekanan dan Penerapannya untuk kelas 8.

Soal yang dibahas diambil dari buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs kelas VIII semester 2 edisi 2018 yang diterbitkan oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia halaman 38 sampai 41. Mudah-mudahan bermanfaat dalam memahami persoalan yang berkaitan dengan tekanan dalam fisika.

Selamat belajar

A. Soal Pilihan Ganda

1. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan adalah...

  • A. Gaya tekan dan massa benda
  • B. Gaya tekan dan gaya gravitasi
  • C. Luas bidang tekan dan gaya tekan
  • D. Luas bidang tekan dan gaya gravitasi

Jawaban :

Ketika kamu ingin mengetahui faktor yang mempengaruhi suatu besaran seperti tekanan, kamu sebaiknya mengetahui rumus dari tekanan kemudian kamu perhatikan besaran apa saja yang terdapat pada rumus tekanan tersebut. 

Rumus umum tekanan adalah P=F/A, dimana P adalah simbol tekanan, F adalah simbol gaya tekan dan A adalah simbol luas bidang tekan. Jadi, tekanan dipengaruhi oleh gaya tekan dan luas bidang tekan (C).

Baca juga : Memahami Tekanan Benda Padat dan Hukum Pascal - IPA MTs

2. Sebuah alat pengangkat mobil memiliki luas penampang pengisap kecil A₁ sebesar 20 cm² dan pengisap besar A₂ sebesar 50 cm².

menghitung gaya untuk mengangkat mobil pada dongkrak hidrolik dengan hukum pascal
soal dongkrak hidrolik

Gaya yang harus diberikan untuk mengangkat mobil 20.000 N adalah...

  • A. 2.000 N
  • B. 4.000 N
  • C. 5.000 N
  • D. 8.000 N

Jawaban :

Alat pengangkat mobil menggunakan prinsip hukum pascal dengan rumus F₁/A₁ = F₂/A₂. Sekarang kita selesaikan pertanyaan di atas.

Diketahui :

  • A₁ = 20 cm²
  • A₂ = 50 cm²
  • F₂ = 20.000 N

Ditanyakan :

  • F₁ = ....N

Jawab :

  • F₁/A₁ = F₂/A₂
  • F₁/20 cm² = 20.000 N/50 cm²
  • F₁/20 cm² = 400 N/cm²
  • F₁ = 400 N/cm² x 20 cm²
  • F₁ = 8.000 N (D)
  • Kenapa satuan luas tidak dikonversi menjadi m² ? Karena kedua satuan luasnya sama, jika salah satunya berbeda maka harus dikonversi dulu.

3. Upaya yang dapat dilakukan untuk mendapatkan tekanan yang besar adalah....

  • A. Mengurangi gaya tekan dan memperbesar luas bidang
  • B. Mengurangi gaya tekan dan memperkecil luas bidang
  • C. Meningkatkan gaya tekan dan memperbesar luas bidang
  • D. Meningkatkan gaya tekan dan memperkecil luas bidang

Jawaban :

Untuk menjawab pertanyaan di atas, sebaiknya kamu mengetahui hubungan antara tekanan dengan gaya tekan, dan hubungan antara tekanan dengan luas bidang tekan.

Hubungan antara tekanan dan gaya tekan yaitu berbanding lurus. Maksud berbanding lurus, ketika gaya tekan diperbesar maka tekanan yang dihasilkan juga semakin besar. Ketika gaya tekan diperkecil, maka tekanan yang dihasilkan akan semakin kecil.

Hubungan antara tekanan dan luas bidang tekan adalah berbanding terbalik. Maksudnya yaitu jika luas bidang tekan diperbesar maka tekanan yang ditimbulkan akan semakin kecil. Namun bila luas bidang diperkecil, maka tekanan yang ditimbulkan akan semakin besar.

Jadi jika ingin menperbesar tekanan maka yang harus dilakukan adalah memperbesar gaya tekan dan memperkecil luas bidang tekan. (D)

4. Seorang penyelam menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis air 1.000 kg/m³, konstanta gravitasi pada tempat tersebut adalah 10 N/kg. Besar tekanan hidrostatisnya adalah....N/m²

  • A. 3.000
  • B. 30.000
  • C. 40.000
  • D. 50.000

Jawaban :

Pertanyaan di atas diselesaikan dengan rumus tekanan hidrostatis yaitu Ph=𝛒.g.h. Cara menyelesaikannya adalah sebagai berikut :

Diketahui :

  • h = 3 m
  • 𝛒 = 1.000 kg/m³
  • g = 10 N/kg

Ditanyakan :

  • Ph = ....N/m²

Jawab :

  • Ph =𝛒.g.h
  • Ph = 1.000 kg/m³ . 10 N/kg . 3 m
  • Ph = 30.000 N/m² (B)

Ingat dalam menyelesaikan soal hitungan fisika, setiap tahapan harus dilakukan dengan benar agar hasilnya juga benar. Jika ada salah satu saja bagian tahapan yang tidak benar maka hasilnya juga tidak akan benar.

Baca juga : Memahami Tekanan Hidrostatis dan Bejana Berhubungan

5. Sebuah drum besi dapat mengapung di dalam air disebabkan oleh....

  • A. Massa jenis seluruh drum lebih kecil dari pada massa jenis air
  • B. Massa jenis seluruh drum lebih besar dari pada massa jenis air
  • C. Massa jenis bahan pembuat drum lebih kecil dari pada massa jenis air
  • D. Massa jenis bahan pembuat drum lebih besar dari pada massa jenis air

Jawaban :

Syarat benda mengapung adalah memiliki massa jenis lebih kecil dari air dan gaya tekan ke atas air terhadap benda lebih besar dari berat bendanya. Gaya tekan ke atas dapat diperbesar dengan memperbesar volume benda tersebut.

Sebuah drum besi dapat mengapung di air karena terdapat rongga yang berisi udara dalam drum tersebut dan lubang drum ditutup. Rongga yang berisi udara menunjukkan adanya peningkatan volume drum. Adapun drum ditutup agar air tidak masuk ke dalam drum.

Peningkatan volume drum besi menyebabkan drum besi mendapatkan gaya tekan ke atas oleh air yang semakin besar sehingga drum mengapung dan massa jenis keseluruhan drum lebih kecil dari massa jenis air (A).

6. Perhatikan tabel berikut :

hubungan antara ketinggian dan tekanan udara
Hubungan ketinggian dan tekanan udara

Berdasarkan tabel tersebut pernyataan yang benar mengenai hubungan tekanan udara dengan ketinggian adalah...

  • A. Ketinggian tempat menghambat tekanan udara
  • B. Semakin rendah tempat maka tekanan udaranya terhambat
  • C. Semakin tinggi tempat maka tekanan udara semakin besar
  • D. Semakin tinggi tempat maka tekanan udaranya semakin kecil

Jawaban :

Hubungan antara ketinggian tempat dengan tekanan udara adalah berbanding terbalik. Semakin rendah suatu daerah maka semakin besar tekanan udara pada daerah tersebut. Jika daerah tersebut semakin tinggi maka tekanan udara di daerah tersebut semakin kecil (D)

7. Teknologi berikut ini yang tidak menggunakan prinsip archimedes adalah....

  • A. Hidrometer
  • B. Jembatan ponton
  • C. Balon udara
  • D. Dongkrak mobil

Jawaban :

Prinsip archimedes menyatakan bahwa benda berada pada suatu fluida akan mengalami gaya ke atas seberat fluida yang dipindahkan. Hukum archimedes dirumuskan dengan Fa=𝛒.g.v.

Hidrometer, jembatan ponton dan balon udara menerapkan prinsip archimedes, sedangkan dongkrak mobil menerapkan hukum pascal. Hukum pascal menyatakan bahwa jika suatu tekanan diberikan ke zat cair dalam ruang tertutup, maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dan sama besar. (D)

8. Perhatikan gambar berikut !

menghitung gaya ke atas air terhadap benda
Hitung gaya ke atas air terhadap benda

Sebuah benda memiliki berat 50 N, ketika ditimbang di dalam air, beratnya hanya 45 N, maka gaya ke atas yang menekan benda adalah....N

  • A. 5
  • B. 25
  • C. 45
  • D. 50

Jawaban :

Rumus untuk menghitung gaya ke atas air adalah Fa = Wb-Wa. Fa adalah gaya ke atas air, Wb adalah berat benda dan Wa adalah berat benda saat di dalam air.

Diketahui :

  • Wb = 50 N
  • Wa = 45 N

Ditanyakan :

  • Fa = ....?

Jawab :

  • Fa = Wb-Wa
  • Fa = 50 N - 45 N
  • Fa = 5 N

9. Pada tumbuhan air dari akar dapat naik ke daun disebabkan oleh daya kapilaritas batang. Pernyataan yang benar terkait peristiwa tersebut adalah....

  • A. Di dalam sel-sel akar terjadi peristiwa osmosis sehingga menyebabkan daya kapilaritas batang meningkat
  • B. Jaringan xilem memiliki diameter yang sangat kecil sehingga memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun
  • C. Jaringan floem memiliki diameter yang sangat kecil sehingga memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun
  • D. Air dari dalam tanah dapat naik karena daya isap daun yang rendah sehingga tekanan osmosis dalam sel meningkat

Jawaban :

Pembuluh pada tumbuhan yang berperan dalam mengalirkan air dan garam mineral adalah xilem. Adapun floem merupakan pembuluh yang mengedarkan hasil fotosintesis. Pembuluh xilem memiliki diameter yang sangat kecil sehingga memudahkan air dapat naik dari batang ke daun, seperti sedotan. Oleh karena itu, kemampuan batang mengalirkan air melalui pembuluh xilem disebut kapilaritas batang. (B) 

10. Pada saat mengukur tekanan darah dengan tensimeter, berlaku hukum....

  • A. Pascal
  • B. Archimedes
  • C. Boyle
  • D. Newton

Jawaban :

Hukum pascal menjelaskan tentang tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup. Hukum archimedes menerangkan tentang gaya ke atas air terhadap benda di dalam air. Hukum boyle menerangkan hubungan tekanan gas dan volume gas dalam ruang tertutup. Hukum newton menerangkan tentang gaya dan percepatan.

Tensimeter adalah alat untuk mengukur tekanan darah. Salah satu unsur yang terdapat dalam tensimeter yaitu air raksa ketika air raksa diberi tekanan, maka tekanan akan akan diteruskan ke segala arah dan sama besar. Jadi hukum yang sesuai dengan kerja alat tensimeter adalah hukum pascal. (A)

B. Jawaban essai

1. 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 dengan posisi seperti gambar a, b dan c, tentukan besar tekanan pada masing-masing posisi tersebut!

menghitung besar tekanan pada balok dengan luas bidang tekan berbeda
Besar tekanan pada luas bidang tekan berbeda

Jawaban :

Jika berkaitan dengan tekanan benda padat, maka gunakan rumus P=F/A. Berdasarkan soal, gaya yang bekerja pada balok tersebut berasal dari gaya berat balok tersebut yaitu sebesar 30 N. Luas bidang tekannya diketahui dari luas permukaan balok yang bersentuhan dengan lantai.

Pada pertanyaan nomor 1 di atas, terdapat satuan cm dan N, maka sebaiknya satuan cm dikonversi menjadi satuan m. 1 cm = 1/100 = 0,01 m. Sekarang cara menghitungnya sebagai berikut :

Diketahui :

  • F = 30 N
  • Aa = p.l = 12/100 m x 8/100 m = 96/10000 m²
  • Ab = l.t = 8/100 m x 3/100 m = 24/10000 m²
  • Ac = p.t = 12/100 m x 3/100 m = 36/10000 m²

Ditanyakan :

  • Tekanan pada posisi a (Pa) = ..... ?
  • Tekanan pada posisi b (Pb) = ..... ?
  • Tekanan pada posisi c (Pc) = ..... ?

Jawab :

Tekanan pada posisi a (Pa)

  • Pa = F/Aa
  • Pa = 30 N/96/10000 m²
  • Pa = 30 N x 10000/96 m²
  • Pa = 3125 N/m²

Tekanan pada posisi b

  • Pb = F/Ab
  • Pb = 30 N/24/10000 m²
  • Pb = 30 N x 10000/24 m²
  • Pb = 12000 N/m²

Tekanan pada posisi c

  • Pc = F/Ac
  • Pc = 30 N/36/10000 m²
  • Pc = 30 N x 100000/36 m²
  • Pc = 8333,33 N/m²

Jika diurutkan nilai tekanannya dari terkecil sampai terbesar adalah Pa-Pc-Pb. adapun urutan luas bidang tekan dari terkecil sampai terbesar yaitu Ab-Ac-Aa. Berdasarkan jawaban tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar angka luas bidang tekannya (A) maka tekanannya akan semakin kecil. Jadi hubungan antara tekanan dengan luas bidang tekan adalah berbanding terbalik.

2. Sebuah dongkrak hidrolik dapat mengangkat benda dengan massa 1 ton serta luas penampang piston pengisap besar 0,2 m². Jika luas penampang piston pengisap kecil 0,02 m². Serta besar percepatan gravitasi 9,8 N/m³. Berapakah gaya minimal yang harus diberikan agar dapat mengangkat benda tersebut ?

Jawaban :

Pada soal di atas, mungkin ada salah ketik dalam penulisan satuan gravitasi. Satuan gravitasi tertulis N/m³, seharusnya N/kg. Dalam penghitungannya akan diperbaiki.

Rumus untuk menyelesaikan soal di atas adalah rumus hukum pascal F₁/A₁=F₂/A₂. Proses penyelesaiannya sebagai berikut :

Diketahui :

  • m = 1 ton = 1000 kg
  • A₂ = 0,2 
  • A₁ = 0,02 
  • g = 9,8 N/Kg

Ditanyakan :

  • F₁ = ....?

Jawab :

  • F₁/A₁=F₂/A₂
  • F₁ = F₂.A₁/A₂, Nilai F₂ = m.g = 1000 kg x 9.8 N/kg = 9800 N
  • F₁ = 9800 N x 0,02 m² / 0,2 m²
  • F₁ = 980 N

3. Jelaskan peristiwa tekanan yang terjadi pada saat memompa darah ke seluruh tubuh!

Jawaban :

Ketika jantung memompa darah, maka jantung sudah memberikan tekanan kepada darah. Tekanan tersebut akan diteruskan oleh cairan darah yang terdapat di dalam pembuluh aorta ke segala arah, sesuai hukum pascal. Darah dari pembuluh aorta akan diteruskan menuju pembuluh kapiler yang terhubung dengan jaringan tubuh. Tekanan darah di pembuluh aorta akan sama besar dengan tekanan darah di pembuluh kapiler.

4. Identifikasilah hubungan antara gaya apung dan berat benda sebuah kapal selam ketika berada dalam keadaan a) terapung b) melayang dan c) tenggelam !

Jawaban :

Gaya apung biasa disimbolkan dengan Fa dan berat benda disimbolkan dengan Wb. Hubungan antara gaya apung dan berat benda pada kondisi mengapung, melayang dan tenggelam adalah sebagai berikut :

Saat mengapung, gaya apung yang dialami benda lebih besar dari berat benda tersebut (Fa>Wb). Hal tersebut disebabkan oleh benda tersebut memiliki volume yang besar sehingga benda mempunyai massa jenis lebih kecil dari pada massa jenis air.

Ketika melayang, gaya apung yang dialami benda sama dengan berat benda tersebut (Fa=Wb) atau juga massa jenis benda sama dengan massa jenis air. Pada kondisi tenggelam, gaya apung yang dialami benda lebih kecil dari berat benda tersebut (Fa<Wb). Hal tersebut disebabkan oleh volume benda diperkecil sehingga massa jenis benda mengalami kenaikan. Ketika massa jenis benda lebih besar dari air, maka benda tersebut akan tenggelam.

5. Jelaskan bagaimana mekanisme pengangkutan air dari akar menuju daun!

Jawaban :

Air dalam tanah diserap oleh rambut akar menuju jaringan-jaringan akar sampai ke pembuluh xilem. Karena akar terus menerus menyerap air dalam tanah, air terdorong dari xilem akar menuju xilem di dalam batang. Dengan adanya daya kapilaritas batang dan daya isap daun, air dalam pembuluh xilem batang diteruskan ke daun.

Daya kapilaritas batang merupakan naiknya air dalam xilem batang yang disebabkan oleh diameter pembuluh xilem yang sangat kecil dan adanya kohesi antar molekul air serta adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. Daya isap daun merupakan kemampuan daun menyerap air dari jaringan di bawahnya. Daya isap daun disebabkan adanya transpirasi atau penguapan air di daun. Penguapan air tersebut menyebabkan daun kekurangan air sehingga menyebabkan tekanan osmosis pada sel daun lebih besar dari tekanan osmosis pada sel batang. Gambaran naiknya air dari akar ke daun, seperti kamu minum air dengan menggunakan sedotan.

Baca juga : Pengertian, bahan, proses, hasil dan manfaat fotosintesis pada tumbuhan

Sekian jawaban-jawaban dari uji kompetensi tekanan fisika kelas 8 tingkat SMP/MTs. Teruslah membaca, berlatih soal dan menerapkan pengetahuanmu dalam berpikir, berbicara dan berprilaku. Tidak perlu bosan, karena ketika kamu bosan belajar pada saat itulah kamu akan berhenti belajar. Mudah-mudahan dengan ketekunanmu belajar, kamu akan menjadi orang yang sukses dan bermanfaat bagi diri sendiri, ayah dan ibumu, saudaramu, tetanggamu dan masyarakat serta alam serta menjadi orang yang diridhai oleh Allah SWT.

Silahkan baca bacaan-bacaan lain yang bermanfaat di ipamts.com dan bagikan juga postingan-postingannya ke teman-temanmu agar mereka memperoleh manfaat dari postingan yang kamu bagikan. terima kasih.

Bagika artikel :

Translate

Pencarian