| English | Pressure in liquids |
|---|---|
| Bahasa Melayu | Tekanan dalam cecair |
| 中文 | 液体压强 |
Maksud
Tekanan pada satu titik dalam cecair, yang bertambah dengan kedalaman dan ketumpatan (tekanan = tinggi × ketumpatan × kekuatan medan graviti) dan bertindak sama rata ke semua arah.
Perkara yang perlu diketahui
Tekanan ditakrifkan sebagai daya yang bertindak per unit luas, ditulis sebagai P = F ÷ A, dengan P ialah tekanan dalam pascal (Pa), F ialah daya dalam newton (N), dan A ialah luas dalam meter persegi (m²). Satu pascal bersamaan dengan satu newton per meter persegi (1 Pa = 1 N m⁻²).
Tekanan dalam cecair pada kedalaman tertentu diberikan oleh P = hρg, dengan h ialah kedalaman di bawah permukaan cecair dalam meter (m), ρ ialah ketumpatan cecair dalam kilogram per meter padu (kg m⁻³), dan g ialah kekuatan medan graviti, kira-kira 9.81 m s⁻² (kadangkala diambil sebagai 10 m s⁻² dalam pengiraan).
Formula ini menunjukkan bahawa tekanan cecair bergantung hanya kepada kedalaman dan ketumpatan, meningkat apabila kedalaman bertambah, dan tidak bergantung kepada bentuk bekas atau luas permukaan tapaknya. Dua bekas berbentuk berbeza tetapi mengandungi cecair yang sama pada kedalaman yang sama oleh itu mempunyai tekanan yang sama pada kedalaman tersebut, yang menjelaskan mengapa cecair sentiasa mencari dan mengekalkan aras yang sama.
Contoh penyelesaian
Seorang penyelam menyelam ke kedalaman 5 m di bawah permukaan air laut yang berketumpatan ρ = 1030 kg m⁻³. Hitung tekanan akibat air sahaja pada kedalaman ini, dengan mengambil g = 9.81 m s⁻².
Menggunakan P = hρg, tekanan ialah P = 5 m × 1030 kg m⁻³ × 9.81 m s⁻² = 50 521.5 Pa, yang boleh dibundarkan kepada P ≈ 50 500 Pa.
Nilai ini mewakili hanya tekanan akibat berat air di atas penyelam itu; jumlah tekanan yang dialami penyelam juga merangkumi tekanan atmosfera yang menekan permukaan air, jadi kedua-dua tekanan ini perlu ditambah untuk mendapatkan jumlah tekanan pada kedalaman tersebut.
Perhatikan bahawa kedalaman diukur secara menegak ke bawah daripada permukaan dalam meter, ketumpatan dinyatakan dalam kilogram per meter padu, dan tekanan akhir dinyatakan dengan betul dalam pascal sepanjang pengiraan.
Cara ia diuji dalam peperiksaan
Dalam Kertas 1, soalan objektif sering meminta calon mengira tekanan menggunakan P = F ÷ A atau P = hρg, atau mengenal pasti faktor yang mempengaruhi tekanan cecair daripada senarai pilihan. Dalam Kertas 2, soalan berstruktur biasanya meminta calon menyatakan faktor yang mempengaruhi tekanan dalam cecair, menerangkan mengapa tekanan meningkat dengan kedalaman berdasarkan berat cecair di atas suatu titik, dan mengira tekanan pada kedalaman yang diberi.
Dalam Kertas 3, tugasan amali biasanya menggunakan alat dengan lubang pada ketinggian berbeza pada sebuah bekas untuk menerangkan bagaimana julat pancutan air menunjukkan tekanan meningkat dengan kedalaman.
Kesilapan biasa ialah mengelirukan tekanan dengan daya dengan mengabaikan sebutan luas atau kedalaman, atau salah menganggap bekas yang lebih lebar atau lebih besar mengubah tekanan pada kedalaman tertentu.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)