Pahami konsep dasar fisika tentang tekanan dengan koleksi soal terlengkap ini! Materi tekanan merupakan salah satu bab penting dalam fisika yang sering muncul dalam ujian di berbagai jenjang pendidikan. Latihan soal ini dirancang khusus untuk membantu Anda menguasai berbagai aspek tekanan, mulai dari tekanan zat padat, tekanan hidrostatis pada zat cair, hingga aplikasi Hukum Pascal dan Hukum Archimedes. Dengan 20 soal pilihan ganda, 5 soal isian singkat, 5 soal uraian, dan 2 soal menjodohkan, Anda akan mendapatkan pengalaman belajar yang komprehensif. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan penjelasan singkat untuk mempermudah pemahaman. Tingkatkan kemampuan analisis dan pemecahan masalah Anda dalam topik tekanan, persiapkan diri Anda untuk menghadapi ulangan atau ujian nasional, serta bangun fondasi yang kuat dalam fisika. Mari berlatih dan kuasai materi tekanan sekarang juga!
Contoh Soal soal fisika materi tekanan
A. Pilihan Ganda
1. Sebuah balok memiliki massa 5 kg dan ukuran panjang 2 m, lebar 1 m, serta tinggi 0,5 m. Jika balok diletakkan di atas meja dengan sisi terluasnya, berapakah tekanan yang diberikan balok pada meja? (g = 10 m/s²)
- A. 25 N/m²
- B. 50 N/m²
- C. 100 N/m²
- D. 200 N/m²
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Sisi terluas adalah panjang × lebar = 2 m × 1 m = 2 m². Gaya berat balok (F) = massa × gravitasi = 5 kg × 10 m/s² = 50 N. Tekanan (P) = F/A = 50 N / 2 m² = 25 N/m².
2. Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah…
- A. Joule
- B. Newton
- C. Pascal
- D. Watt
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Satuan tekanan dalam SI adalah Pascal (Pa), yang setara dengan N/m².
3. Tekanan hidrostatis yang dialami suatu titik di dalam zat cair bergantung pada faktor-faktor berikut, KECUALI…
- A. Massa jenis zat cair
- B. Kedalaman zat cair
- C. Percepatan gravitasi
- D. Luas permukaan bejana
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Tekanan hidrostatis (Pₕ) = ρ × g × h. Jadi, bergantung pada massa jenis zat cair (ρ), percepatan gravitasi (g), dan kedalaman (h). Luas permukaan bejana tidak memengaruhi tekanan hidrostatis.
4. Sebuah bejana diisi air hingga kedalaman 80 cm. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatis di dasar bejana?
- A. 800 Pa
- B. 8000 Pa
- C. 80.000 Pa
- D. 800.000 Pa
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Kedalaman (h) = 80 cm = 0,8 m. Tekanan hidrostatis (Pₕ) = ρ × g × h = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 0,8 m = 8000 Pa.
5. Prinsip kerja dongkrak hidrolik didasarkan pada…
- A. Hukum Pascal
- B. Hukum Archimedes
- C. Hukum Boyle
- D. Hukum Newton
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Dongkrak hidrolik memanfaatkan prinsip Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah sama besar.
6. Sebuah dongkrak hidrolik memiliki dua penampang dengan luas A₁ = 10 cm² dan A₂ = 500 cm². Jika pada penampang kecil diberikan gaya 20 N, berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang besar?
- A. 100 N
- B. 500 N
- C. 1000 N
- D. 2000 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Menurut Hukum Pascal, P₁ = P₂ atau F₁/A₁ = F₂/A₂. Maka, 20 N / 10 cm² = F₂ / 500 cm². F₂ = (20 N × 500 cm²) / 10 cm² = 1000 N.
7. Sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair. Benda tersebut akan terapung jika…
- A. Gaya apung < Gaya berat benda
- B. Gaya apung > Gaya berat benda
- C. Gaya apung = Gaya berat benda
- D. Massa jenis benda > Massa jenis zat cair
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Benda akan terapung jika gaya apung (Fₐ) lebih besar dari gaya berat benda (W), atau jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair.
8. Bunyi Hukum Archimedes adalah…
- A. Tekanan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan luas permukaan.
- B. Tekanan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah sama besar.
- C. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
- D. Benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkannya.
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Hukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.
9. Sebuah benda memiliki berat 100 N di udara. Ketika dicelupkan seluruhnya ke dalam air, beratnya menjadi 60 N. Berapakah gaya apung yang dialami benda tersebut?
- A. 40 N
- B. 60 N
- C. 100 N
- D. 160 N
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Gaya apung = Berat benda di udara – Berat benda di dalam air = 100 N – 60 N = 40 N.
10. Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara adalah…
- A. Manometer
- B. Barometer
- C. Termometer
- D. Higrometer
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Barometer adalah alat untuk mengukur tekanan atmosfer (udara). Manometer mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup.
11. Mengapa pisau yang tajam lebih mudah digunakan untuk memotong dibandingkan pisau tumpul?
- A. Luas permukaan ujung pisau tajam lebih kecil, sehingga tekanan lebih besar.
- B. Pisau tajam memiliki massa yang lebih besar.
- C. Gaya yang diberikan pada pisau tajam lebih besar.
- D. Pisau tumpul tidak memiliki gaya tekan.
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Pisau tajam memiliki luas permukaan ujung yang sangat kecil. Dengan gaya yang sama, tekanan yang dihasilkan akan jauh lebih besar (P = F/A), sehingga lebih mudah memotong.
12. Kedalaman kolam renang adalah 3 meter. Berapakah perbedaan tekanan hidrostatis antara dasar kolam dan titik pada kedalaman 1 meter dari permukaan? (ρ air = 1000 kg/m³, g = 10 m/s²)
- A. 10.000 Pa
- B. 20.000 Pa
- C. 30.000 Pa
- D. 40.000 Pa
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Tekanan di dasar (h=3m) = 1000 × 10 × 3 = 30.000 Pa. Tekanan di kedalaman 1m = 1000 × 10 × 1 = 10.000 Pa. Perbedaannya = 30.000 – 10.000 = 20.000 Pa.
13. Sebuah kapal laut dapat mengapung di air karena…
- A. Kapal memiliki massa yang sangat besar.
- B. Kapal terbuat dari logam yang sangat kuat.
- C. Massa jenis rata-rata kapal lebih kecil dari massa jenis air.
- D. Kapal bergerak dengan kecepatan tinggi.
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Kapal laut dapat mengapung karena massa jenis rata-rata kapal (termasuk udara di dalamnya) lebih kecil daripada massa jenis air laut, sehingga gaya apung yang dialami kapal lebih besar dari gaya beratnya.
14. Jika sebuah benda melayang di dalam air, maka…
- A. ρ benda < ρ zat cair
- B. ρ benda = ρ zat cair
- C. ρ benda > ρ zat cair
- D. Benda akan bergerak ke atas
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: B
Pembahasan: Benda melayang berarti gaya apung sama dengan gaya berat benda (Fₐ = W), atau massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (ρ benda = ρ zat cair).
15. Sebuah ban mobil memiliki tekanan udara 2 atm. Jika 1 atm = 10⁵ Pa, berapakah tekanan ban mobil dalam Pascal?
- A. 10⁵ Pa
- B. 1000 Pa
- C. 2000 Pa
- D. 2 × 10⁵ Pa
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Tekanan = 2 atm × 10⁵ Pa/atm = 2 × 10⁵ Pa.
16. Pada sebuah pipa U yang berisi dua jenis cairan yang tidak bercampur, permukaan cairan yang memiliki massa jenis lebih kecil akan…
- A. Lebih tinggi
- B. Lebih rendah
- C. Sama tinggi
- D. Tidak dapat ditentukan
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Cairan dengan massa jenis lebih kecil akan memiliki ketinggian yang lebih besar untuk menghasilkan tekanan hidrostatis yang sama pada batas kedua cairan.
17. Sebuah jarum dapat mengapung di permukaan air jika diletakkan secara hati-hati. Fenomena ini disebabkan oleh…
- A. Hukum Archimedes
- B. Gaya gravitasi
- C. Massa jenis jarum lebih kecil dari air
- D. Tegangan permukaan air
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: D
Pembahasan: Jarum dapat mengapung karena adanya tegangan permukaan air, bukan karena Hukum Archimedes atau massa jenis jarum yang lebih kecil dari air.
18. Jika kedalaman suatu benda di dalam air bertambah dua kali lipat, maka tekanan hidrostatis yang dialaminya akan…
- A. Bertambah dua kali lipat
- B. Berkurang dua kali lipat
- C. Tetap
- D. Bertambah empat kali lipat
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Tekanan hidrostatis (Pₕ) berbanding lurus dengan kedalaman (h). Jika h menjadi 2h, maka Pₕ juga akan menjadi 2Pₕ.
19. Penerapan prinsip tekanan pada zat padat dapat ditemukan pada…
- A. Kapal selam
- B. Dongkrak hidrolik
- C. Kaki bebek yang berselaput
- D. Balon udara
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: C
Pembahasan: Kaki bebek yang berselaput memperbesar luas permukaan, mengurangi tekanan pada lumpur sehingga tidak mudah terperosok. Ini adalah penerapan tekanan zat padat.
20. Sebuah botol plastik kosong ditutup rapat dan dimasukkan ke dalam air. Botol tersebut akan…
- A. Terapung
- B. Melayang
- C. Tenggelam
- D. Bergerak naik turun
Lihat Kunci Jawaban
Jawaban: A
Pembahasan: Botol plastik kosong yang tertutup rapat berisi udara. Massa jenis rata-rata botol (termasuk udara di dalamnya) akan lebih kecil daripada massa jenis air, sehingga botol akan terapung.
B. Isian Singkat
1. Rumus tekanan pada zat padat adalah P = F/A, di mana F adalah gaya dan A adalah…
Jawaban: Luas permukaan
2. Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup adalah…
Jawaban: Manometer
3. Jika massa jenis suatu benda lebih besar dari massa jenis zat cair tempatnya berada, maka benda tersebut akan mengalami kondisi…
Jawaban: Tenggelam
4. Prinsip kerja rem hidrolik pada kendaraan didasarkan pada Hukum…
Jawaban: Pascal
5. Tekanan yang diberikan oleh zat cair karena beratnya sendiri disebut tekanan…
Jawaban: Hidrostatis
C. Menjodohkan
1. Jodohkanlah konsep fisika tentang tekanan berikut dengan definisinya yang tepat!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Hukum Pascal | Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah sama besar. |
| Tekanan Hidrostatis | Tekanan yang diakibatkan oleh berat zat cair itu sendiri pada suatu kedalaman tertentu. |
| Gaya Apung | Gaya ke atas yang dialami benda yang dicelupkan ke dalam zat cair. |
2. Jodohkanlah alat-alat berikut dengan fungsi atau prinsip kerjanya yang paling sesuai!
| Premis | Respon |
|---|---|
| Barometer | Mengukur tekanan udara atmosfer. |
| Manometer | Mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup. |
| Dongkrak Hidrolik | Menggunakan Hukum Pascal untuk mengangkat beban berat. |
D. Uraian
1. Jelaskan perbedaan mendasar antara tekanan zat padat dan tekanan hidrostatis pada zat cair, serta berikan masing-masing satu contoh aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari!
Tekanan zat padat adalah gaya per satuan luas yang diberikan oleh benda padat pada suatu permukaan. Tekanan ini hanya bekerja pada arah tegak lurus permukaan kontak. Contoh: Tekanan yang dihasilkan oleh ujung paku yang runcing untuk menancap ke kayu. Sedangkan tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh zat cair akibat beratnya sendiri pada kedalaman tertentu. Tekanan ini bekerja ke segala arah dan besarnya bergantung pada kedalaman, massa jenis zat cair, dan percepatan gravitasi. Contoh: Tekanan air pada dasar kolam renang atau pada dinding bendungan.
2. Sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat. Jelaskan bagaimana prinsip Archimedes dan pengaturan tangki pemberat ini memungkinkan kapal selam untuk tenggelam, melayang, dan terapung di dalam air!
Kapal selam memanfaatkan Hukum Archimedes dan prinsip massa jenis rata-rata. Untuk tenggelam, tangki pemberat diisi air sehingga massa jenis total kapal selam menjadi lebih besar dari massa jenis air laut, membuat gaya apung lebih kecil dari gaya berat. Untuk melayang, sebagian air dikeluarkan dari tangki pemberat sehingga massa jenis total kapal sama dengan massa jenis air laut (gaya apung = gaya berat). Untuk terapung (naik ke permukaan), udara bertekanan tinggi dimasukkan ke tangki pemberat untuk mendorong air keluar, sehingga massa jenis total kapal selam menjadi lebih kecil dari massa jenis air laut (gaya apung > gaya berat).
3. Sebuah dongkrak hidrolik memiliki piston kecil dengan luas penampang 5 cm² dan piston besar dengan luas penampang 200 cm². Jika sebuah mobil bermassa 1 ton (1000 kg) ingin diangkat, berapakah gaya minimum yang harus diberikan pada piston kecil? (g = 10 m/s²)
Massa mobil (m) = 1000 kg. Gaya berat mobil (F₂) = m × g = 1000 kg × 10 m/s² = 10.000 N. Luas penampang kecil (A₁) = 5 cm². Luas penampang besar (A₂) = 200 cm². Menggunakan Hukum Pascal: F₁/A₁ = F₂/A₂. F₁ / 5 cm² = 10.000 N / 200 cm². F₁ = (10.000 N × 5 cm²) / 200 cm² = 50.000 / 200 N = 250 N. Jadi, gaya minimum yang harus diberikan pada piston kecil adalah 250 N.
4. Mengapa bangunan atau gedung pencakar langit memerlukan pondasi yang sangat luas dan kuat?
Bangunan pencakar langit memiliki massa yang sangat besar, sehingga menghasilkan gaya berat (F) yang sangat besar pula. Untuk mengurangi tekanan (P) yang diberikan oleh bangunan pada tanah di bawahnya agar tidak ambles atau retak, luas permukaan pondasi (A) harus dibuat sangat besar. Dengan P = F/A, semakin besar A, semakin kecil P yang disalurkan ke tanah. Pondasi yang luas juga membantu mendistribusikan beban secara merata.
5. Jelaskan mengapa penyelam merasakan tekanan yang semakin besar saat menyelam lebih dalam ke laut!
Penyelam merasakan tekanan yang semakin besar karena adanya tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis (Pₕ) dirumuskan sebagai Pₕ = ρ × g × h, di mana h adalah kedalaman. Semakin dalam penyelam menyelam, nilai h semakin besar. Karena massa jenis air laut (ρ) dan percepatan gravitasi (g) cenderung konstan, peningkatan kedalaman (h) akan menyebabkan peningkatan tekanan hidrostatis secara proporsional. Selain itu, penyelam juga merasakan tekanan atmosfer di permukaan air yang diteruskan ke kedalaman.