Artikel ini mempelajari rumus tekanan udara disertai dengan contoh soal dan pembahasannya.
Haloo temen-temen Zenius! Kalian udah tau belum sih tentang tekanan? Sebenernya tekanan ini ada berbagai jenis, kali ini kita cukup bahas tekanan udara dulu aja biar temen-temen ga pusing. Tenang aja, sadar atau ga sadar pasti kita semua udah pernah ngadepin tekanan udara dalam kehidupan. Jadi bakalan gampang deh pahamin konsepnya.
Temen-temen yang pernah naik pesawat atau mendaki gunung, ada yang pernah telinganya kaya aneh-aneh gitu ga sih? Kalau gua biasa sebut fenomena ini kuping pengang, dan ternyata ada kaitannya sama tekanan udara loh. Mau tau lebih lanjut? Kalau gitu dibaca sampai abis ya artikelnya!
Tekanan Udara Itu Apa Sih?
Tekanan udara adalah sebuah tenaga yang menggerakkan massa partikel udara menekan searah gaya gravitasi bumi. Kalau kita ngomongin tekanan udara, yang paling penting temen-temen tau itu tempat yang tinggi memiliki tekanan udara yang lebih rendah daripada tempat yang rendah. Oleh karena itu, tempat seperti puncak gunung memiliki tekanan udara yang lebih rendah dibandingkan di pantai.
Udara ini mengalir dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat ke tempat yang tekanannya lebih rendah. Hal inilah yang menjelaskan fenomena angin. Terus fungsinya tekanan udara itu apa ya?
Dok: UnsplashBanyak banget sebenernya guys, ada berbagai macam peralatan yang memanfaatkan tekanan udara. Alat suntik itu salah satu contohnya, ketika dia ditarik, tekanan udara di dalam alat suntik diperkecil sehingga bisa menarik masuk cairan obat atau darah. Selain itu, ada alat-alat lainnya seperti penghisap debu dan kompresor.
Kenapa Kuping Berdengung di Ketinggian?
Setelah belajarin tentang tekanan udara, sekarang kita tau kalau tekanan udara di tempat tinggi dan rendah itu berbeda. Ketika kita berada di ketinggian seperti saat mendaki gunung atau naik pesawat, tekanan udara di dalam dan luar telinga itu berbeda loh.
Perubahan tekanan udara ini dapat menyebabkan saluran tuba eustachius di telinga kita terutup, terutama ketika terjadi perubahan secara tiba-tiba. Saluran tuba ini memiliki fungsi sebagai penyeimbang tekanan udara di dalam dan luar telinga. Hal inilah yang menyebabkan rasa pengang atau berdengung di telinga kita guys.
Dok: UnsplashKalau dari pengalaman gua, solusi terbaik untuk ngadepin kuping pengang ini adalah menguap. Waktu di pesawat gua paksain deh untuk menguap, padahal mah belum ngantuk sama sekali. Mungkin di gunung bakalan lebih gampang ya berhubung udah cape nanjak?
Rumus Tekanan Udara
Rumus tekanan udara ini biasa kita pakai untuk mencari tahu tekanan udara pada ketinggian tertentu. Rumus pertama adalah sebagai berikut:
Keterangan:
Ph = Tekanan udara pada ketinggian h
Pu = Tekanan udara permukaan air laut
h = Tinggi tempat
Selain itu, temen-temen juga bisa langsung memakai rumus berikut untuk mencari ketinggian suatu tempat jika diketahui tekanan udaranya.
h = (Pu – Ph) x 100 m
Keterangan:
Ph = Tekanan udara pada ketinggian h
Pu = Tekanan udara permukaan air laut
h = Tinggi tempat
Sebelum kita lompat ke contoh soal dan pembahasan, gua mau elaborasiin dikit nih tentang tekanan udara permukaan air laut. Jika di soal tidak diberi informasi lain mengenai tekanan udara permukaan air laut, maka besarnya adalah 1 atm (Atmosfer) atau sebesar 101.300 Pascal. Karena kita biasa menggunakan barometer raksa dalam mengukur tekanan udara, maka 1 atm = 76 cmHg.
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh Soal 1
Sebuah kota memiliki ketinggian 300 meter di atas permukaan air laut. Berapakah tekanan udara di kota tersebut?.
Jawab
Diketahui:
h = 300 m
Pu = 76 cmHg
Ditanya: Ph
Jawab:
Ph =
Ph = 76 – 3 = 73 cmHg
Jadi tekanan udara di kota tersebut adalah 73 cmHg.
Contoh Soal 2
Anton sedang mendaki sebuah gunung yang diketahui tekanan udara pada puncaknya sebesar 60 cmHg. Berapakah ketinggian gunung yang sedang Anton daki?
Pembahasan:
Diketahui:
Ph = 60 cmHg
Pu = 76 cmHg
Ditanya: h
Jawab:
h = (Pu – Ph) .100
h = (76 – 60) . 100
h = 16 . 100
h = 1600 m
Jadi tinggi gunung yang didaki Anton adalah 1600 meter.
Contoh Soal 3
Budi tinggal di desa yang memiliki ketinggian di atas permukaan air laut sebesar 200 m. Berapakah tekanan udara di desa Budi?
Pembahasan
Diketahui:
h = 200 m
Pu = 76 cmHg
Ditanya: Ph
Jawab:
Ph = 76 – 2
Ph = 74 cmHg
Jadi tekanan udara di desa Budi adalah 74 cmHg.
Itu dia rumus tekanan udara temen-temen, kira-kira udah pada paham belum nih? Kalau ada pertanyaan atau mau ngobrol kalian bisa langsung tulis di kolom komentar ya! Semoga materinya bisa ngebantu pemahaman kalian. Jangan lupa juga untuk cek materi-materi Zenius berikut ini, salah satunya ngebahas apa yang terjadi ke tubuh manusia saat mendaki gunung loh. Yuk kita lanjut belajar!
Baca Juga:
Tekanan Udara dan Dilema Para Pendaki Gunung
Mengenal Rumus Tekanan Hidrostatis dalam Fisika
Materi Fisika SMA: Hukum Gravitasi Newton
Udara di atmosfer permukaan bumi terdiri dari banyak campuran gas. Beberapa gas yang terdapat di atmosfer permukaan bumi meliputi nitrogen, oksigen, karbon dioksida, dan aneka macam jenis gas lainnya. Salah satu sifat udara adalah menekan ke segala arah. Nilai tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lain bisa jadi berbeda. Hal ini dikarenakan adanya beberapa faktor yang mempengaruhi besar atau kecilnya tekanan udara di suatu tempat. Salah satu faktor yang mempengaruhi besar tekanan udara adalah ketinggian suatu tempat. Bagaimana cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat? Melalui halaman ini, sobat idschool akan mempelajari bagaimana pengaruh ketinggian pada besar/kecilnya tekanan udara di suatu tempat.
Hubungan Tekanan Udara dan Ketinggian Suatu Tempat
Besar tekanan di suatu tempat dapat diukur menggunakan sebuah alat yang disebut barometer atau manometer. Besar tekanan udara dapat dinyatakan dalam atmosfer (atm), millimeter kolom air raksa (mmHg), atau milibar (mbar). Hubungan besar tekanan udara dan ketinggian pada suatu tempat pertama kali disampaikan oleh Evangelista Torricelli pada tahun 1643. Percobaan tersebut kini dikenal dengan percobaan Torricelli.
Eksperimen sederhana untuk mengukur tekanan udara yang dilakukan oleh Torricelli menggunakan sebuah tabung kaca kuat dengan panjang sekitar 1 m dengan salah satu ujungnya tertutup. Kemudian, tabung tersebut diisi raksa sampai penuh. Ia menutup salah satu ujung lain dari kolom raksa yang terbuka dengan jempolnya dan membaliknya. Selanjutnya, secara cepat ia melepaskan jempolnya dari tabung dan menaruhnya secara vertikal dalam sebuah bejana berisi raksa.
Dari percobaan tersebut, ia mengamati bahwa permukaan raksa dalam tabung turun dan berhenti ketika tinggi kolom raksa dalam tabung 76 cm di atas permukaan raksa dalam bejana. Percobaan tersebut meninggalkan ruang vakum yang terperangkap di atas kolom raksa.
Percobaan dilakukan pada tempat yang memiliki ketinggian berbeda dari permukaan laut. Hasilnya, percobaan menunjukkan terdapat hubungan antara tekanan udara dan ketinggian suatu tempat. Kesimpulan dari percobaan Torricelli yang diperoleh adalah besar tekanan udara berbanding terbalik dengan ketinggian suatu tempat
Inti kesimpulan tersebut adalah semakin tinggi suatu tempat, tekanan udara semakin rendah. Atau lebih spesifiknya, setiap kenaikan 100 m, besar tekanan udara turun 1 cmHg.
Baca Juga: Apa Itu Tekanan Udara dan Faktor Apa Saja yang Mempengaruhi Besar Tekanan Udara
Rumus Tekanan Udara
Berdasarkan percobaan Torricelli yang sudah dibahas di atas, dapat disimpulkan dalam sebuah persamaan. Kesimpulan persamaan ini menyatakan rumus tekanan udara pada suatu ketinggian.
Misalkan diketahui sebuah tempat terukur memiliki ketinggian 400 meter dari permukaan laut. Tekanan udara di permukaan laut sama dengan 1 atm. Besar tekanan udara pada suatu tempat dengan ketinggian 400 meter kemudian dapat diukur dengan rumus tekanan udara di atas.
Perhatikan penyelesaian berikut.
Diketahui:
- Tekanan udara permukaan laut adalah 1 atm = 76 cmHg.
- Ketinggian tempat: h = 400 meter
Menghitung besar tekanan udara pada ketinggia 400 meter:
P = 76 cmHg – (h/100)P = 76 cmHg – (400/100)
P = 76 cmHg – 4 = 72 cmHg