Tekanan Zat Cair

 Tekanan Zat Cair (Hidrostatik)

kalau kamu pernah berobat ke dokter dan disuntik, pasti kamu akan sedikit merasakan rasa sakit ketika awal jarum mengenai bagian tubuh kamu, dan kemudian ada cairan yang dimasukkan ke dalam tubuh kamu biar kamu tetap sehat. Inilah contoh penerapan tekanan pada kehidupan sehari hari.

Tekanan pada zat cair dapat dilihat dari daya pancar yang keluar dari sebuah tabung berlubang yang diisi oleh zat cair.

Tekanan zat cair dipengaruhi oleh kedalaman. Semakin dalam airnya, tekanan zat cair semakin besar. Tekanan pada zat cair yang diam disebut tekanan hidrostatik.

    Rumus Tekanan Zat Cair (Hidrostatik)

Rumus tekanan hidrostatik (hidrostatis) adalah sebagai berikut:

p_h = ρ . g . h, atau  p_h = S . h

Keterangan:

• p_h = Tekanan hidrostatis (^N/_m² atau Pa)
• ρ = massa jenis zat cair (^kg/_m³)
• g = percepatan gravitasi (^m/_s²)
• h = kedalaman zat cair (m)
• S = berat jenis zat cair (^N/_m³) 

Ada tiga hukum fisika yang bekerja pada tekanan zat cair, yaitu hukum Pascal, bejana berhubungan, dan hukum Archimedes.

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan zat cair pada ruang tertutup diteruskan ke segala arah dan besarnya sama.

Pada gambar di atas, gaya F₁ menekan alas A₁ sehingga zat cair menekan ke alas A₂ dan menghasilkan tekanan sebesar F₂. Rumus tekanan berdasarkan hukum Pascal adalah sebagai berikut:

p = ^F₁/_A1 = ^F₂/_A2

Keterangan:

• F₁ = Gaya yang menekan pada tabung 1 (N)
• F₂ = Gaya yang menekan pada tabung 2 (N)
• A₁ = luas alas tabung 1 (m²)
• A₂ = luas alas tabung 2 (m²) 

Sementara itu, bejana berhubungan adalah rangkaian beberapa bejana yang saling berhubungan satu sama lainnya dan bagian atasnya terbuka.

Keadaan permukaan air yang sama jenisnya selalu mendatar, sekalipun bejana dimiringkan.

Dalam bejana berhubungan berlaku rumus:

p₁ = p₂

ρ₁. g₁ . h₁ = ρ₂. g₂ . h₂

ρ₁ . h₁ = ρ₂ . h₂

Kemudian, hukum Archimedes berbicara tentang gaya tekan ke atas zat cair. Besarnya gaya tekan ke atas (F_a) sama dengan hasil kali antara volume benda (V_b), massa jenis zat cair (ρ), dan gravitasi (g).

Berat benda di udara lebih berat dari benda saat di dalam zat cair karena di dalam zat air ada gaya tekan ke atas oleh zat cair tersebut. Besar gaya tekan ke atas ini sebanding dengan volume zat cair yang terdesak oleh benda itu.

Rumus hukum Archimedes adalah sebagai berikut:

F_a = V_b. ρ . g

F_a = V_b. S

Keterangan:

• F_a = Gaya tekan ke atas zat cair (N)
• V_b = Volume benda yang tercelup (m³)
• ρ = massa jenis zat cair (^kg/_m³)
• S = berat jenis zat cair (^N/_m³)

Catatan: Jika percepatan gravitasi (g) tidak disebutkan secara langsung di soal, maka gunakan nilai umum 10 ^m/_s². 

Tekanan Zat ( Bagian 1 )

 Tekanan Zat dan Penerapannya

Saat ini kita berada di musim hujan. Kalian tentu sering menjumpai jalanan yang berlumpur akibat terguyur hujan. Akibatnya kita lebih sulit untuk melewati jalanan tersebut. Nah, jika kamu akan melewati jalanan yang berlumpur, sepatu manakah yang akan kamu gunakan? Sepatu boot atau sepatu hak tinggi?

Agar kita dapat melewati jalanan berlumpur dengan mudah, tentu sebaiknya kita menggunakan sepatu boot. Dengan menggunakan sepatu boot kita akan mudah melewati jalanan yang berlumpur dan tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur. Mengapa hal ini dapat terjadi? Coba amati gambar sepatu boot dan sepatu hak tinggi yang terdapat pada gambar berikut!

Apabila kita cermati, sepatu boot memiliki permukaan pijakan lebih luas dibandingkan dengan sepatu hak tinggi. Sepatu yang memiliki permukaan pijakan lebih luas tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur.

Fenomena tersebut juga bisa kita amati pada angsa, bebek, dan ayam. Coba perhatikan tempat hidup angsa dan ayam! Angsa dapat dengan mudah mencari makan di tempat yang berlumpur, misalnya di sawah, sedangkan ayam kesulitan untuk mencari makan di tempat tersebut. Mengapa angsa dapat memiliki kemampuan seperti itu? Coba perhatikan struktur dari kaki angsa dan ayam. Angsa memiliki selaput pada kakinya, sedangkan ayam tidak memiliki.

Permukaan pijakan yang luas menyebabkan tekanan yang dihasilkan oleh kaki terhadap lumpur semakin kecil, sehingga angsa tidak mudah terperosok masuk ke dalam lumpur.

Itulah kasih sayang Tuhan Yang Maha Esa. Allah SWT telah merancang struktur kaki angsa yang dilengkapi selaput sehingga angsa dapat mencari makan di tempat yang berlumpur. Masih banyak fenomena di alam terkait tekanan yang menarik untuk dipelajari. Kamu tentu ingin mengetahuinya lebih dalam bukan? Ayo kita pelajari dengan lebih semangat!

Tekanan Zat Padat

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda tiap satuan luas bidang tekan.

Besar tekanan dapat ditulis dalam bentuk rumus berikut.

Keterangan:

P = tekanan (N/m²)

F = gaya tekan (N)

A = luas bidang tekan (m²)

Dalam SI satuan tekanan adalah pascal (Pa) atau N/m².

Semakin besar gaya tekan, semakin besar tekanannya. Semakin luas bidang tekan, semakin kecil tekannya.

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa:

1.      Makin besar gaya tekan yang diberikan, makin kecil tekanan yang dihasiilkan

2.      Makin kecil luas permukaan bidang tekan, makin besar tekanan yang dihasilkan.

Contoh menghitung besarnya tekanan, luas bidang tekan dan gaya yang bekerja pada benda:

Indah kalalo memiliki massa 50 kg pergi ke pasar dengan menggunakan sepatu hak lancip, jika tekanan yang indah berikan pada lantai 1500 N/m², hitunglah berapa luas permukaan sepatu indah….!! (g = 10 m/s² )

Jawab:

Pada penjelasan di awal, diberikan beberapa contoh penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini diberikan contoh lain penerapan konsep tekanan.

1. Kapak

Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukang kayu dalam memotong atau membelah kayu. Orang yang memotong kayu dengan kapak yang tajam akan lebih sedikit mengeluarkan tenaganya daripada jika ia menggunakan kapak yang tumpul dengan gaya yang sama. Jadi, kapak yang baik adalah kapak yang mempunyai luas permukaan bidang yang kecil. Dalam bahasa sehari-hari luas permukaan kapak yang kecil disebut tajam.

2. Sirip Ikan

Sirip ikan yang lebar memungkinkan ikan bergerak dalam air karena memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip ini memberikan tekanan yang besar ke air ketika sirip tersebut digerakkan. Akibatnya, ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya.

3. Sepatu Salju

Orang-orang yang hidup di daerah bersalju secara langsung atau tidak telah memanfaatkan konsep tekanan. Mereka membuat sepatu salju yang luas alasnya besar sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada 

GANGGUAN PADA SISTEM PENCERNAAN

Gangguan yang terjadi pada sistem pencernaan antara lain:

1. Peradangan

a. Stomatitis, radang jaringan halus pada rongga mulut.

b. Parotitis/gondongan, radang kelenjar parotis karena Mumpsvirus.

c. Dispepsia, yaitu keluhan yang muncul akibat rasa tidak enak/nyeri pada bagian ulu hati (perut bagian atas).

- Dispepsia organik, yaitu disebabkan karena infeksi alat pencernaan.

- Dispepsia fungsional, yaitu disebabkan karena gangguan fungsi fisiologis organ, seperti sekresi HCl lambung berlebihan.

d. Peritonitis, radang pada rongga perut karena infeksi.

e. Gastritis, radang pada selaput lendir dinding lambung dan usus.

f. Gastroenteritis, gastritis yang sudah akut.

g. Sirosis hati, radang hati karena sel-sel hati berganti menjadi jaringan serabut.

h. Pankreasitis, radang pankreas karena terhambatnya saluran pankreas oleh batu empedu.

i. Apendisitis, radang pada appendiks usus buntu.

NUTRISI MAKANAN

Berbicara mengenai makanan tidak pernah lepas dari kandungan dan nilai gizi serta kalori yang terdapat dalam makanan.

Fungsi utama makanan yang kita makan adalah

1.      untuk pertumbuhan,

2.      menghasilkan tenaga dan kalori,

3.      menjaga kestabilan suhu tubuh, serta

4.      proses metabolisme dan menghasilkan sel-sel baru. 

Makanan dibagi menjadi 2 jenis, yaitu zat organik dan zat anorganik. Zat organik adalah zat makanan yang berupa karbohidrat, lemak, protein, dan vitamin. Adapun zat anorganik berupa garam-garam mineral dan air.

1.      Karbohidrat 

Fungsi Karbohidrat

Ada tiga fungsi utama karbohidrat yang sangat diperlukan oleh tubuh, yaitu:

• Sumber energi utama

Fungsi karbohidrat yang pertama adalah sebagai sumber energi utama bagi tubuh. Energi tersebut dibutuhkan mulai dari bernapas hingga aktivitas tubuh yang lebih intens, seperti berlari. Selama proses pencernaan berlangsung, sumber karbohidrat akan dipecah menjadi gula, untuk kemudian diserap oleh saluran cerna dan masuk ke aliran darah. Gula ini yang dikenal sebagai gula darah (glukosa).

• Membatasi asupan kalori

Fungsi karbohidrat yang kedua adalah untuk membatasi asupan kalori. Bagaimana caranya? Menurut bukti ilmiah, kandungan serat yang tinggi dari makanan yang mengandung karbohidrat kompleks mampu memperpanjang rasa kenyang. Dibandingkan lemak, karbohidrat juga mengandung lebih sedikit kalori. Dalam 1 gram lemak terkandung 9 kalori, sedangkan dalam 1 gram karbohidrat hanya terkandung 4 kalori.

• Menurunkan risiko penyakit tertentu
  Karbohidrat juga berfungsi untuk mengurangi risiko penyakit. Hal ini berdasarkan bukti dari beberapa penelitian mengenai serat pangan dari biji-bijian utuh yang diduga mampu menekan risiko penyakit jantung, obesitas, diabetes tipe 2, dan menjaga kondisi kesehatan organ pencernaan.
• Penentu indeks glikemik

Indeks glikemik adalah patokan yang menilai seberapa cepat karbohidrat atau gula dalam makanan diserap ke dalam tubuh. 

Karbohidrat atau sering disebut hidrat arang merupakan zat penghasil kalori dengan angka kalori 4. Semua jenis serealia, tepung, dan gula merupakan karbohidrat. Karbohidrat ada 3 jenis, yaitu:

a. Monosakarida

Termasuk ke dalam monosakarida adalah berbagai jenis gula, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

b. Disakarida

Disakarida disebut juga sebagai gula kompleks. Jenis gula yang termasuk disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa. Gula sukrosa banyak terkandung pada batang tebu.

c. Polisakarida

Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang berupa tepungtepungan. Beberapa jenis polisakarida antara lain adalah amilum, selulosa, dan glikogen. Segala jenis padi-padian seperti beras, jagung, dan gandum mengandung karbohidrat berupa amilum. Kentang dan berbagai jenis umbi juga mengandung amilum. Sedangkan kayu, kertas, dan daun mengandung selulosa. Berikut ini beberapa pernyataan yang menerangkan mengenai pencernaan karbohidrat.

a. Polisakarida seperti amilum dapat dicerna oleh sistem pencernaan menjadi disakarida.

b. Disakarida akan dicerna lebih lanjut menjadi monosakarida.

c. Tenaga dihasilkan oleh proses metabolisme monosakarida di dalam sel.

d. Glukosa berperan sangat penting di dalam proses pembentukan tenaga ini.

e. Karbohidrat sangat penting untuk peningkatan daya tahan tubuh.

f. Karbohidrat juga mengandung serat yang cukup besar sehingga konsumsi karbohidrat sangat baik bagi percernaan.

g. Konsumsi karbohidrat yang berlebih dapat meningkatkan risiko terjadinya kencing manis dan juga kegemukan.

SISTEM PENCERNAAN ( Bag. 2 )

KERONGKONGAN (ESOFAGUS)

Faring atau rongga tekak adalah suatu daerah dengan tiga percabangan menuju:

1) Rongga hidung

2) Kerongkongan (esofagus)

3) Tenggorokan (trakea)

Faring dilengkapi dengan epiglotis yang dapat membuka dan menutup.

a. Dalam keadaan biasa, epiglotis akan selalu terbuka.

b. Ketika ada makanan masuk, epiglotis menutup faring sehingga makanan masuk ke dalam esofagus.

Esofagus adalah saluran pencernaan yang terdiri dari otot lurik dan otot polos, dan dindingnya tersusun atas epitel berlapis pipih.

Esofagus melakukan gerak peristaltik, yaitu gerak kontraksi dan relaksasi otot polos yang mendorong makanan menuju lambung. Gerak peristaltik menghasilkan makanan berbentuk gumpalan yang disebut bolus.

 LAMBUNG

Lambung (ventrikulus) adalah kantung makanan yang merupakan saluran pencernaan.

Lambung memiliki sfingter atau lubang lambung yang dapat membuka ketika makanan masuk.

Dinding lambung tersusun atas tiga lapis otot:

a. Otot memanjang (luar)

b. Otot melingkar (tengah)

c. Otot miring (dalam)

 Struktur lambung:

a. Kardia, yaitu bagian lambung yang terletak di sebelah atas dekat jantung.

b. Fundus, yaitu bagian lambung yang membulat dan terletak di tengah.

c. Pilorus, yaitu bagian lambung yang berada dekat usus.

d. Badan lambung, yaitu kantung keseluruhan lambung.

e. Membran mukosa, berfungsi melindungi dinding lambung dari abrasi asam lambung. Membran mukosa membentuk suatu bentuk lekuk-lekuk yang disebut rugae.

f. Sfingter esofageal, yaitu katup yang berfungsi untuk menjaga makanan agar makanan yang masuk tetap di lambung.

g. Sfingter pilorus, yaitu katup yang berfungsi untuk menjaga makanan agar tidak keluar sebelum pencernaan selesai.

Lambung melakukan gerak peristaltik dan pencernaan enzimatik. Perpaduan gerak peristaltik dan getah lambung menghasilkan makanan berbentuk bubur yang disebut kim.

Gerak peristaltik lambung berfungsi untuk mengaduk, mencampur makanan dengan getah lambung, dan mendorong makanan keluar dari lambung.

Getah lambung adalah getah yang dihasilkan daerah fundus yang berfungsi untuk mencerna makanan. Sekresi getah lambung dipacu dengan hormon gastrin yang dihasilkan dinding lambung.

Getah lambung mengandung:

1) Asam klorida (HCl), berfungsi untuk mematikan kuman, merusak struktur protein, dan mengubah pepsinogen menjadi pepsin.

2) Pepsin, berfungsi mengubah protein menjadi pepton.

3) Renin, berfungsi menggumpalkan kaseinogen susu menjadi kasein.

SISTEM PENCERNAAN MANUSIA ( Bag. 1 )

Sistem pencernaan manusia terdiri dari saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan.

Proses pencernaan terjadi dalam dua cara:

1) Pencernaan fisik/mekanik/ingesti, yaitu pencernaan makanan menjadi ukuran lebih kecil secara mekanik.

2) Pencernaan kimiawi/digesti, yaitu pencernaan makanan menjadi ukuran lebih kecil dengan enzim

1. RONGGA MULUT

Rongga mulut (cavum oris) merupakan tempat awal terjadinya pencernaan secara mekanik dan kimiawi.

Dalam rongga mulut terdapat gigi, lidah, dan kelenjar ludah.

Gigi adalah organ pencernaan mekanik yang terdapat pada mulut yang menempel pada gusi.

Struktur gigi:

a. Email, yaitu lapisan keras pelindung gigi.

b. Dentin, yaitu tulang gigi.

c. Pulpa, yaitu rongga gigi yang mengandung pembuluh darah dan saraf.

d. Sementum, yaitu lapisan luar akar gigi.

e. Gusi, yaitu tempat tumbuh dan menempelnya gigi.

Gigi susu (dens lakteus) adalah gigi pertama yang muncul pada usia 6 bulan.

Gigi sulung (dens desidui) adalah gigi-gigi yang muncul setelah munculnya gigi susu.

Gigi dewasa (dens permanentes) adalah gigi yang muncul setelah gigi susu dan sulung tanggal selama usia 6-14 tahun.

Macam-macam gigi:

1) Gigi seri (insisivus), berfungsi untuk memotong makanan.

2) Gigi taring (kaninus), berfungsi untuk merobek makanan.

3) Gigi geraham depan (premolar) dan gigi geraham belakang (molar), berfungsi untuk mengunyah dan menghaluskan makanan.

GERHANA MATAHARI DAN BULAN

Gerhana adalah peristiwa tertutupnya sebuah objek disebabkan adanya benda/objek yang melintas di depannya. Kedua objek yang terlibat dalam gerhana ini memiliki ukuran yang hampir sama jika diamati dari Bumi. Contohnya gerhana Matahari dan gerhana Bulan.

Gerhana Matahari

Gerhana Matahari terjadi saat posisi bulan terletak di antara Bumi & Matahari sehingga menutup sebagian atau seluruh cahaya Matahari. Meskipun Bulan berukuran lebih kecil, bayangan Bulan mampu melindungi cahaya Matahari sepenuhnya karena Bulan yang berjarak rata-rata jarak 384.400 kilometer dari Bumi lebih dekat dibandingkan Matahari yang mempunyai jarak rata-rata 149.680.000 kilometer.