Pada penjelasan sebelumnya telah disinggung bahwa tekanan udara mirip dengan tekanan zat cair [tekanan hidrostatis]. Tekanan zat cair akan bertambah jika kedalamannya bertambah dan sebaliknya, tekanan zat cair akan berkurang jika kedalamannya berkurang. Di udara juga akan berlaku demikian, semakin dekat ke permukaan bumi tekanan udara semakin tinggi dan semakin jauh dari permukaan bumi tekanan udara semakin kecil.
Tekanan udara di permukaan laut = 76 cmHg atau 1 atm. Setiap ketinggian bertambah 100 m tekanan udara berkurang 1 cmHg. Secara matematis pernyataan tersebut dapat dirumuskan:
h = [76 cmHg - P] 100 m/cmHg
dengan:
h = ketinggian tempat [m]
P = tekanan udara [cmHg]
Hal ini dapat kamu rasakan jika kamu pergi ke tempat tinggi. Misalkan seorang pendaki akan semakin sulit mendaki gunung yang sangat tinggi. Selain udara yang dingin, di ketinggian tekanannya pun sangat rendah. Pada tempat yang tekanannya rendah partikel udaranya pun rendah sehingga pendaki gunung tidak dapat bernapas tanpa bantuan tabung oksigen.
Contoh Soal Pengaruh Ketinggian terhadap
Tekanan Udara
Di suatu tempat, tekanan udaranya diukur menggunakan barometer raksa [alat pengukur tekanan]. Jika angka yang ditunjukkan alat tersebut 72 cmHg, hitunglah ketinggian tempat tersebut!
Penyelesaian:
Tekanan
di laut adalah 76 cmHg. Barometer menunjukkan angka 72 cmHg berarti ketinggian tempat tersebut dari permukaan laut dapat dihitung dengan rumus:
h = [76 cmHg - P] 100 m
h = [76 cmHg - 72 cmHg] 100 m/cmHg
h = 4 cmHg . 100 m/cmHg
h = 400 m
Jadi, ketinggian tempat tersebut dari permukaan laut adalah 400 m.
Related Posts :
Nilai tekanan udara antara satu tempat dengan tempat lain bisa jadi berbeda. Kondisi ini terjadi karena tekanan udara di suatu tempat dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat dapat dilakukan menggunakan rumus P = 76 cmHg ‒ h/100. Di mana h adalah ketinggian suatu tempat yang dinyatakan dalam satuan meter [m].
Salah satu sifat udara adalah menekan ke segala arah yang besar tekanannya dapat dinyatakan dalam sebuah nilai. Sekarang, tekanan udara dalam suatu wadah dapat diukur dengan alat yang disebut barometer atau manometer. Prinsip kerja dari alat ukur tekanan udara adalah sebuah percobaan yang dilakukan oleh Toricelli.
Besar tekanan udara di atmosfer nyatanya dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat. Bagaimana cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat? Bagaimana pengaruh ketinggian suatu tempat terhadap besar/ kecilnya tekanan udara di atmosfer pada suatu tempat dengan ketinggian tertentu?
Melalui halaman ini, sobat idschool dapat mencari tahu bagaimana cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat.
Table of Contents
Hubungan Tekanan Udara dan Ketinggian Suatu Tempat
Hubungan besar tekanan udara di atmosfer dan ketinggian pada suatu tempat pertama kali disampaikan oleh Evangelista Torricelli pada tahun 1643. Percobaan tersebut kini dikenal dengan percobaan Torricelli [Toricelli’s Experiment].
Eksperimen sederhana untuk mengukur tekanan udara yang dilakukan oleh Torricelli menggunakan sebuah tabung kecil dan bejana berisi fluida. Pada awalnya, percobaan dilakukan menggunakan air namun diganti dengan air raksa [Hg] karena molekulnya lebih rapat.
Tabung kecil diisi raksa sampai penuh, begitu juga dengan bejana. Tabung kecil ditutup bagian ujungnya dan dibalikkan secara cepat ke dalam bejana yang berisi raksa.
Dari percobaan tersebut didapat bahwa permukaan raksa dalam tabung turun dan berhenti dan meninggalkan ruang vakum pada bagian atas kolom tabung. Tinggi kolom raksa dalam tabung di atas permukaan raksa dalam bejana adalah 76 cm.
Setelah percobaan dilakukan pada tempat yang memiliki ketinggian berbeda dari permukaan laut. Hasilnya, percobaan menunjukkan terdapat hubungan berbanding terbalik antara tekanan udara dengan ketinggian suatu tempat. Kesimpulan dari percobaan Torricelli adalah besar tekanan udara akan turun 1 cm Hg setiap ketinggian tempat naik 100 m.
Baca Juga: Apa Itu Tekanan Udara dan Faktor Apa Saja yang Mempengaruhi Besar Tekanan Udara
Rumus dan Cara Menghitung Tekanan Udara Jika Diketahui Ketinggian
Berdasarkan percobaan Torricelli yang sudah dibahas di atas dapat disimpulkan dalam sebuah persamaan. Kesimpulan persamaan menyatakan rumus tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat seperti berikut.
Misalkan diketahui sebuah tempat terukur memiliki ketinggian 400 meter dari permukaan laut. Tekanan udara di permukaan laut sama dengan 1 atm. Besar tekanan udara pada suatu tempat dengan ketinggian 400 meter kemudian dapat diukur dengan rumus tekanan udara di atas.
Penyelesaian:
Berdasarkan informasi yang diberikan dapat diketahui beberapa nilai besaran berikut.
- Tekanan udara permukaan laut adalah 1 atm = 76 cmHg.
- Ketinggian tempat: h = 400 meter
Cara menghitung tekanan udara jika diketahui ketinggian suatu tempat h = 400 meter:P = 76 cmHg – [h/100]P = 76 cmHg – [400/100]
P = 76 cmHg – 4 = 72 cmHg
Ketinggian berpengaruh terhadap tekanan udara. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut maka tekanan udaranya akan semakin rendah.
Halo Sobat Zenius, di artikel kali ini kita akan belajar tentang rumus tekanan udara beserta contoh soal dan pembahasan. Cari tahu juga hubungannya dengan ketinggian. Baca sampai habis ya!
Elo udah tau belum sih tentang tekanan? Sebenernya tekanan ini ada berbagai jenis, kali ini kita cukup bahas tekanan udara dulu aja biar elo nggak pusing. Tenang aja, sadar atau nggak sadar pasti kita semua udah pernah ngadepin tekanan udara dalam kehidupan. Jadi bakalan gampang deh pahami konsepnya.
Elo yang pernah naik pesawat atau mendaki gunung, ada yang pernah telinganya kaya ngerasa ganjel gitu ngga sih? Kalau gue biasa sebut fenomena ini kuping pengang, dan ternyata ada kaitannya sama tekanan udara loh.
Tekanan Udara Itu Apa Sih?
Tekanan udara adalah sebuah tenaga yang menggerakkan massa partikel udara menekan searah gaya gravitasi bumi. Kalau kita ngomongin tekanan udara, yang paling penting elo tau adalah tempat yang tinggi memiliki tekanan udara yang lebih rendah daripada tempat yang rendah. Oleh karena itu, tempat seperti puncak gunung memiliki tekanan udara yang lebih rendah dibandingkan di pantai.
Lalu hubungan tekanan udara dengan ketinggian apa dong?
Tempat tinggi memiliki tekanan udara rendah namun semakin rendah suatu tempat maka tekanan udaranya semakin besar. Dari sini bisa kita simpulkan, ketinggian berbanding terbalik tekanan udara.
Udara ini mengalir dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat ke tempat yang tekanannya lebih rendah. Hal inilah yang menjelaskan fenomena angin. Terus fungsinya tekanan udara itu apa ya?
Tekanan udara pada jarum suntik [Dok: Unsplash]Banyak banget sebenernya guys, ada berbagai macam peralatan yang memanfaatkan tekanan udara. Alat suntik itu salah satu contohnya, ketika dia ditarik, tekanan udara di dalam alat suntik diperkecil sehingga bisa menarik masuk cairan obat atau darah. Selain itu, ada alat-alat lainnya seperti penghisap debu dan kompresor.
Kenapa Kuping Berdengung di Ketinggian?
Setelah belajarin tentang tekanan udara, sekarang kita tau kalau tekanan udara di tempat tinggi dan rendah itu berbeda. Ketika kita berada di ketinggian seperti saat mendaki gunung atau naik pesawat, tekanan udara di dalam dan luar telinga itu berbeda loh.
Perubahan tekanan udara ini dapat menyebabkan saluran tuba eustachius di telinga kita terutup, terutama ketika terjadi perubahan secara tiba-tiba. Saluran tuba ini memiliki fungsi sebagai penyeimbang tekanan udara di dalam dan luar telinga. Hal inilah yang menyebabkan rasa pengang atau berdengung di telinga kita guys.
Rasa berdengung di telinga saat di ketinggian [Dok: Unsplash]Kalau dari pengalaman gue, solusi terbaik untuk ngadepin kuping pengang ini adalah menguap. Waktu di pesawat gue paksain deh untuk menguap, padahal mah belum ngantuk sama sekali. Mungkin di gunung bakalan lebih gampang ya berhubung udah capek nanjak?
Habis ini kita bahas tentang rumus tekanan udara ya, tapi elo udah download aplikasi Zenius belum nih? Kalau belum sayang banget, lho kalau nggak manfaatin kesempatan ini untuk akses fitur-fitur gratis Zenius, cukup login doang. Yuk, coba download sekarang!
Download Aplikasi Zenius
Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimalin persiapanmu sekarang juga!
Rumus Tekanan Udara
Rumus tekanan udara ini biasa kita pakai untuk mencari tahu tekanan udara pada ketinggian tertentu. Rumus pertama adalah sebagai berikut:
Keterangan:
Ph = Tekanan udara pada ketinggian h
Pu = Tekanan udara permukaan air laut
h = Tinggi tempat
Selain itu, temen-temen juga bisa langsung memakai rumus berikut untuk mencari ketinggian suatu tempat jika diketahui tekanan udaranya.
h = [Pu – Ph] x 100 m
Keterangan:
Ph = Tekanan udara pada ketinggian h
Pu = Tekanan udara permukaan air laut
h = Tinggi tempat
Sebelum kita lompat ke contoh soal dan pembahasan, gue mau elaborasi dikit nih tentang tekanan udara permukaan air laut.
Tekanan atmosfer di permukaan laut adalah sebesar 1,01 x 105 Pa. Jika di soal tidak diberi informasi lain mengenai tekanan udara permukaan air laut, maka besarnya adalah 1 atm [Atmosfer] atau sebesar 101.300 Pascal. Karena kita biasa menggunakan barometer raksa dalam mengukur tekanan udara, maka 1 atm = 76 cmHg.
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh Soal 1
Sebuah kota memiliki ketinggian 300 meter di atas permukaan air laut. Berapakah tekanan udara di kota tersebut?.
Jawab
Diketahui:
h = 300 m
Pu = 76 cmHg
Ditanya: Ph
Jawab:
Ph =
Ph = 76 – 3 = 73 cmHg
Jadi tekanan udara di kota tersebut adalah 73 cmHg.
Contoh Soal 2
Anton sedang mendaki sebuah gunung yang diketahui tekanan udara pada puncaknya sebesar 60 cmHg. Berapakah ketinggian gunung yang sedang Anton daki?
Pembahasan:
Diketahui:
Ph = 60 cmHg
Pu = 76 cmHg
Ditanya: h
Jawab:
h = [Pu – Ph] .100
h = [76 – 60] . 100
h = 16 . 100
h = 1600 m
Jadi tinggi gunung yang didaki Anton adalah 1600 meter.
Contoh Soal 3
Budi tinggal di desa yang memiliki ketinggian di atas permukaan air laut sebesar 200 m. Berapakah tekanan udara di desa Budi, jika tekanan atmosfer di permukaan laut adalah 76 cmhg?
Pembahasan
Diketahui:
h = 200 m
Pu = 76 cmHg
Ditanya: Ph
Jawab:
Ph = 76 – 2
Ph = 74 cmHg
Jadi tekanan udara di desa Budi adalah 74 cmHg.
Seru banget nih belajarnya. Latihan dan ulik terus soal-soal baru tuh perlu banget, lho. Elo bisa kerjain sampai bahas soal bareng-bareng di Live Class bareng Zen Tutor. Dapetin akses ke video premium, latihan soal, rangkuman hingga live class dengan berlangganan paket belajar Zenius, klik di bawah ini ya!
Itu dia rumus tekanan udara Sobat Zenius, kira-kira udah pada paham belum nih? Kalau ada pertanyaan atau mau ngobrol kalian bisa langsung tulis di kolom komentar ya! Semoga materinya bisa ngebantu pemahaman kalian.
Mau nonton penjelasannya dalam bentuk video? Bisa klik banner di bawah ini ya! Yuk kita lanjut belajar!
Baca Juga:
Tekanan Udara dan Dilema Para Pendaki Gunung
Mengenal Rumus Tekanan Hidrostatis dalam Fisika
Materi Fisika SMA: Hukum Gravitasi Newton
Originally published: September 17, 2021
Updated by: Silvia Dwi