Satuan Tekanan: Pengertian, Rumus dan Cara Mengkonversinya

Satuan tekanan – Dalam ilmu fisika, ada materi pembelajaran yang membahas mengenai tekanan. Fenomena ini dibagi menjadi tiga bagian yaitu tekanan zat padat, tekanan zat cair dan tekanan zat gas. Pembelajaran fisika, tidak hanya materi belaka, sebab manusia hidup dekat dengan fenomena-fenomena dalam keilmuan fisika termasuk tekanan.

Contoh paling sederhana ialah ketika seseorang berdiri, maka kaki akan menekan di permukaan tanah guna menjaga keseimbangan atau ketika seseorang menyelam di kedalaman laut.

Pada keilmuan fisika, tekanan merupakan besarnya gaya yang bekerja pada setiap satuan luas permukaan ataupun bidang tekanan. Fenomena tersebut timbul sebagai akibat dari gaya tekan yang bekerja pada benda per satuan luas di permukaan dengan arah yang tegak lurus.

Suatu tekanan akan sangat bergantung pada besarnya gaya. Lebih lanjut tentang tekanan, satuan tekanan dan pengertiannya, simak penjelasannya dalam artikel ini.

 

 

Pengertian Tekanan

Sumber: Pexels

Tekanan merupakan satuan fisika yang digunakan untuk menyatakan gaya per satuan luas. Dikenal pula sebagai perbandingan antara jumlah gaya yang diberi pada sebuah benda dengan luas permukaan benda. Ada beberapa rumus terkait tekanan yang perlu Grameds kenali dan paling sering digunakan.

Lebih jelasnya, tekanan dijelaskan dalam buku berjudul Chemistry: Understanding Substance and Matter (2015) yang ditulis oleh Russel Kuhtz. Dalam buku tersebut, dijelaskan bahwa tekanan adalah satuan fisika yang digunakan untuk menyatakan gaya per satuan luas.

Gaya yang dimaksud merupakan gaya yang tegak lurus yaitu dengan permukaan dari suatu objek. Satuan tekanan tersebut, sering kali digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan maupun gas.

Satuan tekanan tersebut dapat atau bisa dihubungkan dengan satuan volume atau isi dan suhu. Semakin tinggi suatu tekanan di dalam suatu tempat dengan jumlah isi yang sama, maka suhu tersebut pun akan semakin tinggi.

Hal tersebut dapat digunakan untuk menjelaskan kenapa suhu pada pegunungan cenderung lebih rendah dibandingkan suhu pada dataran rendah, hal ini karena pada dataran rendah memiliki tekanan yang lebih tinggi.

Namun, fenomena tersebut dikecualikan pada uap air. Jika tekanan pada uap air lebih tinggi atau ditingkatkan maka akan terjadi perubahan gas kembali menjadi cair. Semakin kecil luas permukaan, maka dengan gaya yang sama akan didapatkan tekanan yang lebih tinggi. Tekanan udara tersebut dapat diukur dengan menggunakan alat bernama barometer.

Unit dari Tekanan

Saat ini maupun sebelumnya, unit dari tekanan adalah berikut ini:

 

Atmosfer (atm)

Manometric unit: 

• senitimeter, inchi dan milimeter merkuri (torr)
• tinggi kolom air setara termasuk milimeter (mm H2O), centimeter (cm H2O), meter, inchi dan kaki dari air.

Adat unit: 

• Ton force (pendek), ton force (lama), pound force, ons force dan poundal inchi per persegi.
• psi (pound per square inch)

Non SI unit metrik:

• Decibar, bar, millibar
• Kilogram force atau kilopond, per sentimeter persegi (tekanan atmosfer)
• Gram force dan ton force metrik per sentimeter persegi
• Barye (dyne per sentimeter persegi)
• Kilogram force dan ton gaya per meter persegi
• Sthene per meter persegi atau pieze

Pengertian Satuan Tekanan

Setelah mengetahui pengertian tekanan, apakah Grameds tahu apa satuan tekanan? Dalam ilmu fisika, satuan tekanan internasional merupakan Newton per meter kuadrat atau N/m2, sedangkan besaran tekanan dapat disimbolkan dengan huruf P atau p.

Selain N/m2, tekanan memiliki satuan ukur yang lain yaitu Pascal atau Pa yang diambil dari nama seorang tokoh fisikawan asal Perancis yaitu Blaise Pascal. Tekanan termasuk dalam besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok massa, waktu dan panjang.

Di samping itu, tekanan termasuk besaran vektor yang dinyatakan dalam angka dan juga nilai. Ada pula rumus tekanan, yaitu berikut ini:

p= F/A

Keterangan:

p= tekanan (N/(m²) atau Pa)

F= Gaya tekanan (N)

A= Luas permukaan (m²)

Rumus tekanan apabila diketahui massa bendanya:

p=m.g/A

Keterangan:

m= massa benda (kg)

g= percepatan gravitasi (m/s²)

A= luas permukaan (m²)

Diketahui satuan tekanan masuk dalam besaran turunan dari sebuah pokok massa, waktu dan panjang. Selain itu, tekanan juga masuk dalam besaran vektor yang dinyatakan dalam nilai serta angka.

Contoh Satuan Tekanan

Agar dapat memahami satuan tekanan lebih jelas, Grameds bisa menyimak contohnya dari sebuah cerita berikut ini.

Ada seseorang mengambil sebuah pin bowling dan mencoba memukulnya ke arah dinding. Dengan melakukan hal tersebut, maka ia mengetahui bahwa tidak akan terjadi hal apapun pada pin bowling, akan tetapi ia mengetahui bahwa dinding yang dipukul akan rusak.

Akan tetapi, ketika pin bowling diberikan paku di bawahnya, maka hasil dari pemukulan tersebut akan berbeda.

Ketika seseorang mencoba untuk memukulnya dengan kekuatan dan tenaga yang sama, maka paku yang ada pada pin bowling kemungkinan akan menembus dinding. Melalui contoh tersebut, maka Grameds dapat mengetahui bahwa besaran gaya saja tidak cukup untuk membuat dampak tertentu pada objek benda yang dipukul.

Perlu diketahui pula, bagaimana gaya tersebut akan didistribusikan pada permukaan tumbukan dinding. Maka artinya, mengenali rumus satuan tekanan dapat bermanfaat guna mengetahui seberapa besar gaya yang dikeluarkan serta apa dampak yang akan disebabkan.

Jenis-jenis Tekanan dan Rumusnya

Sumber: Pexels

Tekanan dibagi menjadi tiga. Pembagian tersebut mengacu kepada jenis zat yaitu tekanan dari zat padat, tekanan dari zat cair dan tekanan dari zat gas. Berikut penjelasan ketiga jenis tekanan beserta rumusnya tersebut.

1. Rumus Tekanan Zat Padat

Tekanan zat padat adalah gaya yang bekerja pada satuan luas pada bidang tekan. Apabila suatu zat padat diberikan gaya dari atas, maka otomatis akan menimbulkan tekanan. Semakin besar luas alas bidang tekannya, tekanan pun akan semakin kecil.

Ada pula rumus dari tekanan zat padat adalah p= F/A

2. Rumus Tekanan Zat Cair atau Hidrostatik

Tekanan pada zat cair dipengaruhi oleh kedalaman. Tekanan akan dapat dilihat dari daya pancar yang keluar dari sebuah tabung dengan lubang dan telah diisi dengan zat-zat cair. Semakin dalam tekanan zat cair, maka akan semakin besar.

Tekanan pada zat cair yang diam disebut sebagai tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik memiliki empat sifat secara umum, berikut penjelasannya.

• Semakin dalam letak dari suatu titik maupun benda dari permukaan zat cair, maka tekanan pun akan berubah semakin besar.
• Tekanan hidrostatis ke segala arah memiliki ukuran sama besar.
• Tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman, percepatan gravitasi serta massa dari jenis zat cair.
• Tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk wadahnya.
• Ada tiga hukum fisika yang bekerja pada tekanan zat cair di antara adalah hukum Archimedes, bejana berhubungan dan terakhir hukum Pascal.

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan pada zat cair yang ada pada ruang tertutup dapat diteruskan ke segala arah dan memiliki besaran sama. Sedangkan bejana berhubungan merupakan rangkaian dari beberapa bejana yang saling berhubungan dengan satu sama lain dengan bagian atas yang terbuka.

Keadaan permukaan air yang sama jenisnya selalu mendatar, sekalipun bejana tersebut dimiringkan. Menurut hukum Archimedes, gaya tekan ke atas zat cair. Besaran dari gaya tekan ke atas adalah Fa sama dengan hasil kali antara volume benda atau Vb dengan massa jenis zat cair yaitu p dan gravitasi yaitu g.

Rumus dari tekanan zat cair adalah sebagai berikut ini:

ph= p. g. H atau ph= S. h

Berikut keterangan dari rumusnya:

ph= tekanan hidrostatis berupa (N/m² atau Pa)

p= massa jenis zat cair (kg/ m³)

g = percepatan gravitasi (m/ s²)

h = kedalaman zat cair (m).

S = berat jenis zat cair (N/ m³).

3. Rumus Tekanan Zat Gas

Tekanan zat gas contohnya adalah udara yang dipengaruhi oleh adanya ketinggian dari suatu tempat. Sehingga, tekanan udara pada setiap tempat pun akan berbeda-beda. Ada pula rumus dari tekanan zat gas ialah sebagai berikut:

Tekanan udara= 76 cmHg – (ketinggian/ 100 meter) atau Tekanan udara= 760 mmHg – (ketinggian/ 10 meter)

Sementara itu, gas yang ada pada ruang tertutup akan berlaku pada Hukum Boyle. Tekanan serta volume gas dalam ruang tertutup ialah konstan selama suhu gas menetap atau tidak berubah.

Rumus tekanan gas yang ada pada ruang tertutup adalah sebagai berikut ini:

p.v = konstan

p1. V1 = p2. V2

Untuk gas campuran, berikut rumus yang digunakan:

Pcampuran = (p1.V1) – (p2.V2)/ (v1+ v2)

Tekanan pada gas sering kali dinyatakan dengan satuan atmosfer (atm) di mana:

1 atm = 10⁵ Pa atau

1 atm = 76 cmHg

Keterangan:

P1= tekanan awal (atm)

V1= volume awal (m3)

P2= tekanan akhir (atm)

V2= volume akhir (m3)

Faktor dan Cara Mengkonversi Satuan Tekanan

Sumber: Pexels

Satuan tekanan juga dapat dikonversi, konversi sama seperti mengubah. Dalam keilmuan fisika, mengubah sebuah satuan adalah hal yang sah untuk dilakukan, asalkan nilai besarannya tidak berubah.

Syarat untuk melakukan konversi satuan adalah pengubahnya berasal dari besaran yang sama. Contohnya satuan m dan cm, Grameds dapat merubahnya dari m ke cm dikarenakan keduanya sama-sama satuan panjang.

Aturan yang lainnya yang harus diperhatikan ialah faktor konversi. Sebuah satuan memiliki nilai standar yang dapat menunjukan kesetaraan dengan satuan yang berbeda-beda. Hal tersebutlah yang disebut sebagai faktor konversi. Contoh dari faktor konversi standar satuan m dan cm adalah 1 m= 100 cm.

Secara sederhana, faktor konversi merupakan angka yang digunakan sebagai wujud perbandingan antara jenis satuan tertentu dengan yang lain pada besaran yang sama. Contohnya seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa angka yang dikonversi harus menunjukan kesetaraan antara satuan.

Sama halnya dengan jenis besaran yang lain, melakukan konversi satuan tekanan juga perlu memahami faktor konversi.

Masing-masing dari satuan tekanan yang telah dijelaskan sebelumnya, memiliki keterkaitan dengan satu dan lainnya, sehingga dapat dikonversikan. Cara mengkonversi satuan tekanan akan lebih mudah, apabila Grameds menggunakan contoh tabel konversi satuan tekanan berikut ini. Dikutip dari laman majalahpendidikan.com, berikut tabel konversi satuan tekanan.

ATM	MILLIBAR	TORR	BAR	PSI	MICRON	PASCAL
1	1013	760	1,013	14,689	760 000	101 300
0,98716683	1000	750	1	14,5	750 000	100 000
0,78973346	800	600	0,8	11,6	600 000	80 000
0,52615992	533	399,75	0,533	7,729	399 750	53 300
0,26357354	267	200,25	0,533	3,872	200 250	26 700
0,13129319	133	99,75	0,267	1,929	99 750	13 300
0,05923001	60	45	0,133	0,870	45 000	6 000
0,0026535	27	20,25	0,06	0,392	20 250	2 700
0,00131293	1,33	0,9975	0,027	0,019	997,5	133
0,00091807	0,93	0,6975	0,00133	0,013	697,5	93
0,00076999	0,78	0,585	0,00093	0,011	585	78
0,00065153	0,66	0,495	0,00078	0,010	495	66
0,000523198	0,53	0,3975	0,00066	0,008	397,5	53
0,00039487	0,4	0,3	0,00053	0,006	300	40
0,00025666	0,26	0,195	0,0004	0,004	195	26
0,00012833	0,13	0,0975	0,00026	0,002	97,5	13
0,00008885	0,09	0,0675	0,00013	0,0013	67,5	9
0,00007897	0,08	0,08	0,00009	0,0012	60	8
0,0000691	0,07	0,0525	0,00008	0,0010	52,5	7
0,00004936	0,05	0,0325	0,00007	0,0007	37,5	5
0,00003949	0,04	0,03	0,00005	0,0006	30	4
0,00002962	0,03	0,0225	0,00004	0,0004	22,5	3
0,00001283	0,013	0,00975	0,00003	0,0002	9,75	1,3
0,00000691	0,007	0,00525	0,000013	0,000102	5,25	0,7
0,00000128	0,0013	0,000975	0,0000013	0,000019	0,975	0,13
0,00000069	0,0007	0,000525	0,0000007	0,0000102	0,525	0,07
0,00000013	0,00013	0,0000975	0,00000013	0,0000019	0,0975	0,013

Pada tabel di atas, maka dapat diketahui bahwa angka perbandingan dari masing-masing satuan tekanan. Grameds hanya perlu membagi atau mengkalikannya sesuai dengan nilai yang telah ada.

Agar lebih mudah, Grameds bisa memperhatikan contoh dari perhitungan konversi dari beberapa satuan tekanan berikut ini.

Bar

1 Bar   = 0,987 Atm

1 Bar   = 1000 MiliBar

1 Bar   = 750 Torr (mm of Hg)

1 Bar   = 750.000 Micron (miliTorr)

1 Bar   = 14,5 PSI

1 Bar   = 100.000 Pa

Athmospher (Atm)

1 Atm  = 1013 MiliBar

1 Atm  = 1,013 Bar

1 Atm  = 760 Torr (mm of Hg)

1 Atm  = 760.000 Mikron (MiliTorr)

1 Atm  = 14,698 PSI

1 Atm  = 101.300 Pa

MilliBar

27 MilliBar   = 0,0266535 Atm

27 MilliBar   = 0,027 Bar

27 MilliBar   = 20,25 Torr (mm of Hg)

27 MilliBar   = 20.250 Mikron (miliTorr)

27 MilliBar   = 0,392 PSI

27 MilliBar   = 2.700 Pa

Torr (mmHg)

760 Torr      = 1 Atm

760 Torr      = 1013 MilliBar

760 Torr      = 1,013 Bar

760 Torr      = 760.000 Mikron (MiliTorr)

760 Torr      = 14,689 PSI

760 Torr      = 101.300 Pa

Itulah penjelasan tentang satuan tekanan. Jika Grameds tertarik untuk mempelajari keilmuan fisika lainnya, Grameds bisa mendapatkan informasinya dengan membaca buku.

Sebagai #SahabatTanpaBatas gramedia.com menyediakan berbagai macam buku fisika untuk Grameds. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Khansa