2.1 Tekanan Cecair — Nota JomSkor
Tekanan cecair adalah tekanan yang disebabkan oleh berat turus cecair dan dihitung menggunakan formula $P = h \rho g$. Ia bergantung kepada kedalaman cecair, ketumpatan cecair, dan pecutan graviti, tetapi tidak pada jisim, isi padu atau luas permukaan cecair. Tekanan cecair bertindak pada semua arah dan titik-titik pada aras yang sama dalam cecair statik mempunyai tekanan yang sama.
Fizik · Tingkatan 5
Tekanan cecair adalah tekanan yang disebabkan oleh berat turus cecair dan dihitung menggunakan formula $P = h \rho g$. Ia bergantung kepada kedalaman cecair, ketumpatan cecair, dan pecutan graviti, tetapi tidak pada jisim, isi padu atau luas permukaan cecair. Tekanan cecair bertindak pada semua arah dan titik-titik pada aras yang sama dalam cecair statik mempunyai tekanan yang sama.
Formula Tekanan Cecair
Tekanan ($P$) pada suatu kedalaman dalam cecair adalah hasil darab kedalaman ($h$), ketumpatan cecair ($\rho$), dan pecutan graviti ($g$). Unit S.I. bagi tekanan ialah pascal (Pa).
$P = h \rho g$
Faktor-faktor Mempengaruhi Tekanan Cecair
Tekanan cecair dipengaruhi oleh kedalaman cecair, ketumpatan cecair, dan pecutan graviti. Ia tidak bergantung pada jisim, isi padu, atau luas permukaan cecair.
Tekanan Sebenar dalam Cecair
Tekanan sebenar yang dialami oleh objek dalam cecair adalah jumlah tekanan cecair ($h \rho g$) dan tekanan atmosfera ($P_{atm}$) yang bertindak di permukaan cecair.
$P_{sebenar} = h \rho g + P_{atm}$
Sifat Tekanan Cecair
Tekanan dalam cecair pada satu titik bertindak pada semua arah. Titik-titik pada aras yang sama mempunyai tekanan yang sama hanya jika cecair dalam keadaan statik.
Contoh soalan
Rajah 2.7 menunjukkan seekor ikan berada pada kedalaman 1.5 m di dalam sebuah akuarium. Ketumpatan air akuarium ialah 1 050 kg m⁻³ dan tekanan atmosfera ialah 100 kPa. [Pecutan graviti, g = 9.81 m s⁻²] (a) Berapakah tekanan yang dialami oleh ikan itu disebabkan oleh air di sekelilingnya? (b) Hitungkan tekanan sebenar yang bertindak ke atas ikan itu.
- Kenal pasti maklumat yang diberikan: Kedalaman ikan, $h = 1.5 \text{ m}$. Ketumpatan air akuarium, $\rho = 1050 \text{ kg m}^{-3}$. Pecutan graviti, $g = 9.81 \text{ m s}^{-2}$. Tekanan atmosfera, $P_{atm} = 100 \text{ kPa}$.
- Untuk (a), hitung tekanan air ke atas ikan menggunakan formula $P = h \rho g$. $P = 1.5 \text{ m} \times 1050 \text{ kg m}^{-3} \times 9.81 \text{ m s}^{-2}$.
- Untuk (b), hitung tekanan sebenar yang bertindak ke atas ikan menggunakan formula $P_{sebenar} = h \rho g + P_{atm}$. $P_{sebenar} = 15.5 \text{ kPa} + 100 \text{ kPa}$.
(a) $15.5 \text{ kPa}$ (b) $115.5 \text{ kPa}$
- Mengabaikan tekanan atmosfera apabila menghitung tekanan sebenar pada objek yang terendam dalam cecair yang terdedah kepada atmosfera.
- Menganggap tekanan cecair bergantung pada luas permukaan atau bentuk bekas.
- Tidak menukar unit kedalaman (cm ke m) atau tekanan (kPa ke Pa) sebelum melakukan pengiraan.
- Pastikan unit S.I. digunakan dalam pengiraan ($h$ dalam meter, $\rho$ dalam $\text{kg m}^{-3}$, $g$ dalam $\text{m s}^{-2}$, $P$ dalam Pascal).
- Fahami perbezaan antara tekanan cecair (disebabkan oleh cecair sahaja) dan tekanan sebenar (termasuk tekanan atmosfera).
- Gunakan formula $h_1 \rho_1 = h_2 \rho_2$ untuk membandingkan ketumpatan dua cecair tak bercampur dalam tiub-U.
- Ingat bahawa tekanan cecair pada aras yang sama adalah sama dalam cecair statik.
- Tekanan Cecair
- Kedalaman Cecair
- Ketumpatan Cecair
- Pecutan Graviti
- Pascal (Pa)
- Tekanan Atmosfera
- Tiub-U
- Manometer
- Sifon
- Empangan
- Cecair Intravena