Tekanan (pressure) ialah daya yang bertindak pada setiap unit luas, jadi p = F ÷ A. Ia muncul apabila soalan bertanya mengapa sesuatu tenggelam dalam tanah lembut, mengapa paku diasah, atau berapa banyak daya yang boleh diberikan oleh omboh hidraulik.
Kemahiran ini membuka tekanan dalam pepejal dan bendalir dan digunakan semula dalam setiap pelajaran seterusnya.
Apakah yang dikatakan oleh persamaan ini?
Daya yang sama pada luas yang kecil memberi tekanan yang besar. Sebarkan pada luas yang besar dan tekanannya kecil. Itulah sebabnya kasut tumit tinggi meninggalkan kesan pada lantai lembut lebih daripada kasut rata, walaupun pemakainya sama.
Persamaan ini boleh disusun semula dalam tiga cara:
- tekanan = daya ÷ luas, p = F ÷ A
- daya = tekanan × luas, F = p × A
- luas = daya ÷ tekanan, A = F ÷ p
Unit: daya dalam newton (N), luas dalam meter persegi (m²), tekanan dalam pascal (Pa), dengan 1 Pa = 1 N/m².
Cara menyediakan mana-mana soalan tekanan
- Tulis maklumat yang diberi, lengkap dengan unit.
- Tukar luas kepada m² jika dalam cm². Bahagi dengan 10 000, kerana 1 m² = 10 000 cm².
- Semak bahawa daya dalam newton. Jika jisim diberi, lihat mengelak jisim apabila daya diperlukan.
- Tulis persamaan dan gantikan nilai.
- Beri jawapan dengan unit, dan semak bahawa saiznya munasabah.
Contoh berlangkah
Sebuah kotak tertutup mempunyai berat 240 N. Tapaknya berukuran 0.30 m kali 0.20 m. Kotak itu kemudian didirikan pada muka terkecilnya, yang berukuran 0.20 m kali 0.10 m. Cari tekanan pada setiap kedudukan. (Data contoh rekaan.)
Langkah 1, luas pertama: 0.30 × 0.20 = 0.060 m².
Langkah 2, tekanan pertama: p = 240 ÷ 0.060 = 4000 Pa.
Langkah 3, luas kedua: 0.20 × 0.10 = 0.020 m².
Langkah 4, tekanan kedua: p = 240 ÷ 0.020 = 12 000 Pa.
Semakan: luas menjadi tiga kali lebih kecil (0.060 ÷ 0.020 = 3), maka tekanan tiga kali lebih besar (12 000 ÷ 4000 = 3). Berat tidak berubah, hanya luas sentuhan.
Kesilapan yang perlu diperhatikan
Kesilapan lazim ialah membiarkan luas dalam cm² tetapi tetap menamakan jawapan sebagai pascal.
Jawapan yang salah: daya 240 N pada luas 600 cm² memberi p = 240 ÷ 600 = 0.4 Pa.
Persamaannya betul, tetapi 600 cm² bukan 600 m². Jawapannya ialah 0.4 N/cm², bukan 0.4 Pa.
Pembetulannya ialah menukar dahulu: 600 cm² = 600 ÷ 10 000 = 0.060 m². Kemudian p = 240 ÷ 0.060 = 4000 Pa. Tekanan 0.4 Pa terlalu kecil untuk beban 240 N, dan semakan saiz itu menangkap kesilapan tersebut.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Daya 500 N bertindak pada luas 0.25 m². Cari tekanan.
Tunjukkan jawapan
p = F ÷ A = 500 ÷ 0.25 = 2000 Pa
2. Tekanan di bawah sebuah pelantar ialah 15 000 Pa dan luasnya 0.40 m². Berapakah daya yang ditanggungnya?
Tunjukkan jawapan
F = p × A = 15 000 × 0.40 = 6000 N
3. Yang manakah memberi tekanan lebih besar: 800 N pada 0.50 m², atau 300 N pada 0.10 m²?
Tunjukkan jawapan
Pertama: 800 ÷ 0.50 = 1600 Pa. Kedua: 300 ÷ 0.10 = 3000 Pa. Yang kedua memberi tekanan lebih besar, walaupun dayanya lebih kecil, kerana luasnya jauh lebih kecil.
Ke mana selepas ini
Seterusnya, lihat bagaimana kedalaman menghasilkan tekanan dalam tekanan cecair dalam keadaan yang dinyatakan. Set latihan tekanan mencampurkan semua kemahiran dalam modul ini.
Sesetengah pelajar boleh menjawab soalan satu langkah ini tetapi hilang arah apabila soalan menyembunyikan luas atau memberi jisim. Guru kami mencari corak seperti itu dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.