📘 Kurikulum Merdeka — Fase D

Modul Ajar Lengkap & Terpadu
Tekanan Zat & Penerapannya

Kajian Komprehensif Fisika Tekanan Zat Padat, Cair (Fluida Statis), Gas Atmosfer, Aplikasi Teknologi Modern, Sistem Biofisika Makhluk Hidup, serta Panduan Praktikum STEM

IPA TerpaduMata Pelajaran

Kelas VIII / GenapKelas / Semester

8 JP (4 Pertemuan)Alokasi Waktu

Tim Pengembang Kurikulum IPAPenyusun

Capaian Pembelajaran & Elemen KompetensiPeta Jangkauan Materi

Peserta didik mampu mengidentifikasi fenomena tekanan pada zat padat, cair, dan gas; mengorelasikan variabel gaya, luas permukaan, massa jenis, dan kedalaman terhadap besarnya tekanan; menganalisis penerapan hukum-hukum fluida (Pascal, Archimedes, Boyle, Tekanan Hidrostatis) dalam teknologi modern dan sistem organ makhluk hidup; serta merancang percobaan sederhana berbasis STEM.

🧱

Bab 1

Tekanan Zat Padat & Desain Teknis Alat

💧

Bab 2

Tekanan Zat Cair (Hidrostatis, Pascal, Archimedes)

🌬️

Bab 3

Tekanan Gas/Udara, Atmosfer & Hukum Boyle

Bab 4

Biofisika (Xilem Tumbuhan, Jantung/Darah, Pernapasan)

🔬

Bab 5

Panduan Praktikum STEM & Proyek Sederhana

📝

Bab 6

LKPD, Bank Soal HOTS & Pembahasan Lengkap

Tekanan Zat Padat & PenerapannyaBab 1 — Konsep Dasar Tekanan

Ketika kita berjalan di tanah berlumpur, menggunakan sepatu tumit tinggi (high heels) membuat kaki kita melesak lebih dalam dibandingkan saat memakai sepatu bermuka rata. Mengapa demikian? Fenomena ini dijelaskan oleh konsep Tekanan Zat Padat. Tekanan (P) adalah besarnya gaya tekan (F) yang bekerja secara tegak lurus pada bidang seluas satu satuan (A).

📐 Persamaan Tekanan Zat Padat

P = F / A | F = P × A | A = F / P

P = Tekanan dalam Pascal (Pa) atau N/m² (1 Pa = 1 N/m²; 1 kPa = 1.000 Pa)
F = Gaya Tekan dalam Newton (N). Jika benda di atas permukaan horizontal: F = w = m × g
A = Luas bidang tekan / luas permukaan sentuh dalam meter persegi (m²)

Hubungan Antar Variabel Tekanan Zat Padat

⬆️ Gaya Tekan (F) — Berbanding Lurus

Semakin besar gaya yang diberikan pada luas bidang yang sama, tekanan akan semakin besar.

🔻 Luas Bidang Tekan (A) — Berbanding Terbalik

Semakin kecil luas permukaan sentuh, tekanan yang dihasilkan akan semakin besar untuk gaya yang sama.

🔍 Analisis Kasus & Penerapan dalam Kehidupan

✅ Memaksimalkan Tekanan (Mengecilkan Luas Alas A)

Mata Pisau, Kapak, dan Pahat: Sisi potong dibuat sangat tipis agar luas alas tekan (A) sangat kecil. Gaya pemotong kecil dari tangan menghasilkan tekanan tinggi untuk membelah kayu atau bahan makanan.
Paku dan Jarum Suntik: Ujung jarum dibuat sangat runcing. Saat ditancapkan atau disuntikkan ke kulit, gaya kecil menghasilkan tekanan besar sehingga jaringan kulit atau kayu mudah ditembus tanpa merusak area sekitarnya.
Paruh Burung Pelatuk & Gigi Karnivora: Paruh burung pelatuk yang runcing dan gigi taring hewan pemangsa dirancang secara alami untuk menghasilkan tekanan tinggi saat mematuk kayu atau mengoyak daging.
Sepatu Sepak Bola (Pul/Studs): Tonjolan di bawah sepatu bola mengecilkan penampang sentuh tanah sehingga menancap ke rumput, memberikan gaya cengkeram (traksi) tinggi agar pemain tidak mudah terpeleset.

⬇️ Meminimalkan Tekanan (Memperbesar Luas Alas A)

Ban Truk Berat, Ekskavator, dan Traktor: Truk pengangkut beban berat menggunakan 8–18 ban lebar, sedangkan ekskavator memakai rantai kelabang (continuous track). Luas permukaan kontak yang sangat lebar membagi gaya berat traktor ke tanah sehingga tekanan kecil dan traktor tidak tenggelam di lumpur.
Sepatu Salju (Snowshoes) & Kaki Bebek: Sepatu salju memiliki alas jaring lebar agar tekanan tubuh ke salju berkurang. Demikian juga kaki bebek memiliki selaput renang lebar sehingga saat berjalan di lumpur tidak dengan mudah terperosok.
Pondasi Bangunan (Fondasi Cakar Ayam): Dibuat lebar di bagian dasar bangunan tinggi agar beban gedung disebarkan ke area tanah yang luas, mencegah penurunan tanah (settlement) atau keruntuhan struktur.

💡 Contoh Soal 1: Analisis Posisi Balok & Tekanan Maksimum/Minimum

Soal: Sebuah balok beton bermassa 120 kg memiliki ukuran panjang p = 2 m, lebar l = 1 m, dan tinggi t = 0,5 m. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², hitunglah: (a) Tekanan maksimum, dan (b) Tekanan minimum yang dapat dihasilkan balok pada lantai!

Penyelesaian:
Gaya tekan total = Gaya berat (F = w = m × g = 120 kg × 10 m/s² = 1.200 N)

Kombinasi luas permukaan yang mungkin:
• A₁ = p × l = 2 × 1 = 2 m² (Luas Terbesar)
• A₂ = p × t = 2 × 0,5 = 1 m²
• A₃ = l × t = 1 × 0,5 = 0,5 m² (Luas Terkecil)

(a) Tekanan Maksimum terjadi saat luas penampang paling kecil (Amin = A₃ = 0,5 m²):
Pmaks = F / Amin = 1.200 N / 0,5 m² = 2.400 Pa

(b) Tekanan Minimum terjadi saat luas penampang paling besar (Amaks = A₁ = 2 m²):
Pmin = F / Amaks = 1.200 N / 2 m² = 600 Pa

Tekanan Zat Cair (Fluida Statis) & TeknologinyaBab 2 — Hukum-Hukum Fluida

Zat cair tidak memiliki bentuk tetap melainkan mengikuti wadahnya. Molekul zat cair dapat bergerak bebas dan memberikan tekanan ke seluruh dinding wadah serta benda yang berada di dalamnya. Ada 3 hukum utama fluida statis yang mendasari berbagai teknologi modern.

1️⃣ Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dilakukan oleh zat cair yang diam akibat gaya gravitasi yang bekerja pada massa zat cair tersebut di atas kedalaman tertentu.

📐 Persamaan Tekanan Hidrostatis & Tekanan Mutlak

Ph = ρ × g × h | Ptotal = P₀ + (ρ × g × h)

Ph = Tekanan hidrostatis (Pa atau N/m²)
ρ (rho) = Massa jenis zat cair (kg/m³) — Air murni = 1.000 kg/m³, Air laut ≈ 1.025 kg/m³, Raksa = 13.600 kg/m³
g = Percepatan gravitasi (m/s²)
h = Kedalaman posisi benda dari permukaan bebas zat cair (meter)
P₀ = Tekanan udara luar/atmosfer (≈ 1,01 × 10⁵ Pa atau 1 atm)

🏗️

Konstruksi Dinding Bendungan

Semakin dalam air waduk, kedalaman (h) semakin besar sehingga tekanan hidrostatis di dasar sangat masif. Fondasi dinding bendungan dibuat semakin tebal melengkung ke arah dasar untuk mencegah keretakan.

💉

Posisi Kantong Infus Pasien

Cairan infus dipasang pada tiang tinggi melebihi tinggi badan pasien. Kedalaman fluida (h) cukup besar sehingga tekanan hidrostatis cairan infus melampaui tekanan darah pembuluh vena pasien.

🏠

Menara Penampungan Air (Toren)

Toren dipasang di atap rumah atau menara tinggi agar terjadi selisih ketinggian air yang menciptakan tekanan hidrostatis tinggi ke keran-keran di bawahnya tanpa perlu memutar pompa terus-menerus.

🤿

Telinga Penyelam & Kapal Selam

Penyelam merasakan sakit pada gendang telinga saat menyelam makin dalam karena kenaikan Ph. Kapal selam modern dirancang dengan lambung ganda dari baja titanium silindris tebal.

2️⃣ Hukum Pascal

Fisikawan Prancis Blaise Pascal menemukan bahwa: "Tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dan ke setiap bagian zat cair tersebut dengan sama besar."

📐 Persamaan Hukum Pascal & Keuntungan Mekanis

P₁ = P₂ ⇒ F₁/A₁ = F₂/A₂ ⇒ F₂ = F₁ × (A₂/A₁)

Jika penampang silinder sekunder (A₂) dibuat jauh lebih besar dari penampang primer (A₁), maka gaya input kecil (F₁) akan dilipatgandakan menjadi gaya keluaran (F₂) yang amat sangat besar.
Keuntungan Mekanis: KM = A₂ / A₁

🔧 Teknologi Hidrolik	⚙️ Mekanisme Kerja Berdasarkan Hukum Pascal	✅ Manfaat dalam Kehidupan
Dongkrak Hidrolik	Tuas manual menekan piston kecil berdiameter sempit. Minyak hidrolik meneruskan tekanan ke piston besar yang mengangkat poros roda mobil.	Mengganti ban kendaraan mogok di jalan dengan tenaga manusia yang minim.
Mesin Pengangkat Mobil (Car Lift)	Kompresor udara memberikan tekanan gas pada fluida dalam tangki tertutup, meneruskan tekanan ke piston besar pembawa beban mobil.	Perawatan bagian bawah mobil di stasiun cuci atau bengkel otomotif.
Rem Cakram Hidrolik	Injakan kaki pada pedal rem menekan minyak rem pada master silinder. Tekanan disalurkan merata melalui selang baja ke kaliper rem roda.	Menghentikan laju kendaraan bermotor secara presisi dan aman.
Ekskavator & Alat Berat	Pompa hidrolik bertenaga mesin diesel menekan oli hidrolik ke silinder pendorong untuk menggerakkan lengan (boom & bucket).	Konstruksi jalan, pengerukan tanah, dan pertambangan besar.

3️⃣ Hukum Archimedes

Archimedes menyatakan: "Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas (gaya apung/gaya Archimedes) yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut."

📐 Formulasi Hukum Archimedes

Fa = ρcair × g × Vtercelup | wsemu = wudara - Fa

Fa = Gaya ke atas / gaya apung (Newton)
Vtercelup = Volume bagian benda yang tenggelam di dalam cair (m³)

3 Tipe Keadaan Benda dalam Fluida:

🟢 Terapung

ρbenda < ρcair → Benda menyembul di permukaan; gaya angkat Fa = wbenda.

🟡 Melayang

ρbenda = cair → Benda berada di sembarang posisi dalam zat cair; Fa = wbenda.

🔴 Tenggelam

ρbenda > ρcair → Benda menyentuh dasar wadah; gaya berat wbenda > Fa.

Teknologi Terapan Berdasarkan Hukum Archimedes:

Kapal Laut Baja: Meskipun baja memiliki massa jenis 7.850 kg/m³ (jauh lebih besar dari air laut 1.025 kg/m³), kapal dibuat berongga udara sangat luas. Volume total kapal (V) menjadi sangat raksasa sehingga massa jenis rata-rata total kapal menjadi lebih kecil dari air laut, akibatnya gaya angkat Fa mampu menopang bobot kapal beserta muatannya.
Kapal Selam & Tangki Ballast: Kapal selam memiliki ruangan khusus bernama tangki ballast.
• Menyelam: Katup atas dibuka, air laut masuk mengisi tangki ballast → berat kapal naik (w > Fa) → kapal tenggelam.
• Terapung: Udara bertekanan tinggi ditiupkan ke dalam tangki membuang air laut keluar → berat kapal turun (w < Fa) → kapal naik ke permukaan.
Galangan Kapal (Dock Apung): Struktur berongga besar yang diselamkan di bawah kapal yang akan diperbaiki, lalu air ditumpahkan keluar agar mengapung kembali membawa kapal keluar dari air.
Hidrometer: Alat uji massa jenis cairan berbasis kaca berbobot timbal di bawahnya. Semakin tinggi massa jenis cairan yang diuji, semakin dangkal hidrometer tercelup.

💡 Contoh Soal 2: Perhitungan Gaya Angkat & Hukum Pascal

Soal 2A (Pascal): Sebuah dongkrak hidrolik memiliki piston kecil ber-penampang A₁ = 20 cm² dan piston besar A₂ = 500 cm². Jika pada penampang kecil didorong gaya 150 N, berapakah beban maksimum yang dapat terangkat di penampang besar?

Jawab: F₂ = F₁ × (A₂/A₁) = 150 × (500/20) = 150 × 25 = 3.750 N

Soal 2B (Archimedes): Sebuah benda bervolume 0,04 m³ dicelupkan seluruhnya ke dalam minyak yang bermassa jenis 800 kg/m³. Berapakah gaya angkat Archimedes yang dialami benda? (g = 10 m/s²)

Jawab: Fa = ρ × g × Vtercelup = 800 kg/m³ × 10 m/s² × 0,04 m³ = 320 N

Tekanan Gas (Udara) & Hukum-Hukum GasBab 3 — Atmosfer & Hukum Boyle

Bumi diliputi lapisan udara yang sangat tebal yang disebut atmosfer. Udara memiliki massa dan ditarik oleh gravitasi bumi, sehingga memberikan Tekanan Udara pada permukaan bumi.

🌡️ Tekanan Atmosfer Standar & Rumus Ketinggian Tempat

1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = 1,013 × 10⁵ Pa ≈ 1 bar

h = (76 - Pbarometer) × 100 meter | Ptempat = 76 - (h/100) cmHg

Prinsip Ketinggian: Semakin tinggi suatu lokasi dari permukaan laut, semakin tipis kolom udara di atasnya, sehingga tekanan udaranya semakin rendah (berkurang ≈ 1 cmHg setiap naik 100 m).

1️⃣ Hukum Boyle (Tekanan Gas dalam Ruang Tertutup)

Robert Boyle menyatakan bahwa pada suhu konstan (isotermal), hasil kali antara tekanan (P) dan volume (V) gas di dalam ruang tertutup adalah konstan.

📐 Persamaan Hukum Boyle

P₁ × V₁ = P₂ × V₂

2️⃣ Penerapan Tekanan Gas dalam Alat-Alat Kehidupan

🌤️

Barometer & Altimeter

Barometer mengukur tekanan udara atmosfer. Altimeter pada kokpit pesawat dan jam tangan pendaki mengukur ketinggian berdasarkan perubahan tekanan udara luar.

💉

Alat Suntik (Syringe) & Sedotan

Saat pengisap disedot/ditarik, volume ruang dalam membesar sehingga tekanan gas drop di bawah 1 atm. Tekanan udara luar yang lebih tinggi mendorong cairan masuk ke dalam tabung.

🔧

Pompa Air Hidram & Ban Angin

Pompa hidram memanfaatkan efek hentakan air dan tekanan udara terkompresi di tabung udara untuk menaikkan air tanpa energi listrik ke lereng gunung.

🧹

Pembersih Debu (Vacuum Cleaner)

Kipas listrik berputar cepat menyedot udara keluar dari kantong debu, menciptakan vakum parsial. Udara atmosfer luar beserta debu terdorong masuk ke dalam penampung.

Biofisika: Penerapan Tekanan pada Organisme HidupBab 4 — Sistem Biologi & Tekanan

Prinsip-prinsip tekanan fisika beroperasi secara alamiah pada tubuh makhluk hidup. Tanpa mekanisme gradien tekanan, distribusi air pada pohon tinggi, aliran darah manusia, dan pertukaran gas pernapasan tidak akan terjadi.

🌱 1. Transportasi Air dan Nutrisi pada Tumbuhan Tinggi

Bagaimana air tanah dapat naik puluhan meter ke pucuk pohon Redwood (tinggi > 100 m) tanpa pompa bertenaga listrik? Terjadi keterpaduan 3 gaya tekanan:

🌿 Tekanan Akar (Penyerapan Osmosis)

Rambut akar secara aktif menyerap garam mineral sehingga cairan sel akar menjadi kental (hipertonis). Air tanah yang encer (hipotonis) terdorong masuk ke dalam akar secara osmosis, menghasilkan tekanan mendorong air ke atas xilem.

💧 Kapilaritas Pembuluh Xilem

Xilem berbentuk pipa-pipa sangat sempit (kapiler). Gaya adhesi (tarik-menarik molekul air dengan dinding pembuluh) dan gaya kohesi (tarik-menarik sesama molekul air) membentuk rantai air yang ditarik ke atas tanpa terputus.

🍃 Daya Isap Daun (Evapotranspirasi)

Air menguap dari stomata daun. Penguapan ini menciptakan tekanan negatif (efek sedotan) di sel-sel mesofil daun yang menarik kolom air xilem di bawahnya secara terus-menerus.

2. Tekanan Darah & Pembuluh Darah Manusia

Jantung bertindak sebagai pompa tekan hidrolik ganda. Saat bilik jantung berkontraksi, gaya tekan dihantarkan ke cairan darah dalam ruang tertutup pembuluh darah (mengikuti Hukum Pascal).

Pengukuran Tensimeter (Sfigmomanometer): Pengukuran dilakukan pada lengan atas setinggi jantung. Hal ini menjamin tekanan hidrostatis darah di tempat manometer sama persis dengan tekanan darah di jantung.
Tekanan Sistol dan Diastol: Pembacaan normal manusia dewasa ≈ 120/80 mmHg.
• Sistol (120 mmHg): Tekanan puncak saat ventrikel jantung berkontraksi memompa darah ke aorta.
• Diastol (80 mmHg): Tekanan minimum saat ventrikel jantung berelaksasi mengisi kembali darah.
Gradien Tekanan Aliran Darah: Tekanan darah terbesar berada di Aorta (≈ 100 mmHg), menurun di Kapiler (≈ 20 mmHg), dan paling rendah saat kembali ke Vena Cava dekat jantung (≈ 0–5 mmHg).

🫁 3. Pernapasan & Difusi Gas berdasarkan Tekanan Parsial

Mekanisme bernapas manusia bekerja murni berdasarkan fluktuasi volume dan tekanan udara paru-paru (Hukum Boyle).

🌬️ Inspirasi (Mengecilkan Tekanan)

Otot diafragma berkontraksi mendatar & otot antartulang rusuk terangkat → Volume rongga dada membesar → Tekanan udara dalam paru-paru mendadak turun lebih rendah dari 1 atm → Udara luar kaya O₂ otomatis terisap masuk.

💨 Ekspirasi (Memperbesar Tekanan)

Otot relaksasi → Volume rongga dada mengecil → Tekanan paru-paru naik melampaui tekanan atmosfer → Udara kaya CO₂ terdorong keluar.

🔄 Pertukaran Gas Difusi Alveolus

Oksigen berdifusi spontan dari alveolus (PO₂ ≈ 104 mmHg) menuju darah kapiler (PO₂ ≈ 40 mmHg). Sebaliknya CO₂ berdifusi dari darah (PCO₂ ≈ 45 mmHg) ke alveolus (PCO₂ ≈ 40 mmHg).

Panduan Praktikum STEM & Proyek SederhanaBab 5 — Hands-On Learning

Untuk memperkuat pemahaman konsep melalui pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM), berikut 2 panduan praktikum sederhana yang dapat dilakukan di laboratorium sekolah atau rumah:

🔬 Praktikum 1: Menguji Hubungan Luas Alas & Tekanan Zat Padat

🧰 Alat & Bahan: 2 buah adonan mainan/plastisin dan 2 keping uang logam Rp500.

Langkah Kerja:

Letakkan Uang Logam A secara horizontal (posisi tidur/luas alas besar).
Letakkan Uang Logam B secara vertikal (posisi berdiri/luas alas kecil) di atas plastisin terpisah.
Berikan gaya tekan (F) yang sama besar dari atas kedua uang logam menggunakan balok kecil selama 3 detik.
Angkat uang logam, lalu amati dan ukur kedalaman bekas tancapan pada plastisin!

✅ Kesimpulan: Uang logam posisi berdiri menancap jauh lebih dalam karena luas alas sentuh (A) kecil menghasilkan tekanan (P) yang jauh lebih besar.

🛠️ Proyek STEM 2: Membuat Miniatur Dongkrak Hidrolik Sederhana

🧰 Alat & Bahan: 1 suntikan bekas ukuran 5 mL (A₁), 1 suntikan bekas ukuran 20 mL (A₂), selang akuarium 30 cm, air berwarna.

📋 Langkah Kerja:

Hubungkan kedua ujung suntikan dengan selang plastik.
Isi penuh sistem selang dan suntikan dengan air berwarna tanpa ada gelembung udara tersisa.
Letakkan beban kecil (seperti mobil mainan) di atas pengisap suntikan 20 mL.
Tekan pengisap suntikan 5 mL dengan jarimu. Amati betapa ringannya jarimu mengangkat mobil mainan tersebut!

✅ Prinsip: Membuktikan Hukum Pascal, di mana tekanan air diteruskan merata untuk menghasilkan gaya angkat kelipatan pada piston besar.

LKPD & Bank Soal EvaluasiBab 6 — Rangkuman, Soal HOTS & Kunci Jawaban

A. Rangkuman Matriks Formula & Fenomena Tekanan

📌 Fokus Kajian	📐 Persamaan Kunci	🔍 Fenomena & Penerapan Utama
Zat Padat	P = F/A	Pisau tajam, jarum suntik, sepatu salju, ban traktor kelabang.
Tekanan Hidrostatis	Ph = ·g·h	Dinding dasar bendungan tebal, tiang kantong infus, penyelaman.
Hukum Pascal	F₁/A₁ = F₂/A₂	Dongkrak hidrolik, rem cakram mobil, mesin pengangkat mobil.
Hukum Archimedes	Fa = ρ·g·Vtercelup	Kapal laut baja berongga, kapal selam, balon udara, hidrometer.
Tekanan Gas / Boyle	P₁·V₁ = P₂·V₂	Barometer, altimeter, alat suntik, sedotan, vacuum cleaner.
Biofisika Organisme	Gradien Tekanan & Osmosis	Kapilaritas xilem tumbuhan, tensimeter jantung, alveolus paru-paru.

B. Bank Soal Evaluasi Mandiri (Pilihan Ganda & Uraian HOTS)

1 Seorang tentara memakai sepatu boot khusus saat melintasi rawa-rawa basah. Prinsip fisika yang mendasari desain alas sepatu boot yang lebar tersebut adalah...

A. Memperbesar gaya tekan agar langkah semakin kokohB. Memperluas bidang tekan agar tekanan terhadap lumpur semakin kecil sehingga tidak terperosokC. Memperkecil luas bidang tekan agar gesekan dengan lumpur meningkatD. Menghilangkan gaya gravitasi bumi pada tubuh tentara

2 Sebuah peti kayu memiliki berat 800 N. Ukuran permukaan alas peti yang menyentuh lantai adalah 2 m × 0,5 m. Besar tekanan peti terhadap lantai adalah...

A. 400 N/m²B. 800 N/m²C. 1.600 N/m²D. 3.200 N/m²

3 Perhatikan faktor-faktor berikut: (1) Massa jenis zat cair, (2) Luas permukaan wadah, (3) Kedalaman titik dari permukaan, (4) Warna zat cair. Faktor yang memengaruhi besarnya tekanan hidrostatis adalah...

A. (1) dan (2)B. (1) dan (3)C. (2) dan (3)D. (3) dan (4)

4 Dongkrak hidrolik memiliki piston kecil penampang 5 cm² dan piston besar 250 cm². Untuk mengangkat mobil berbobot 10.000 N, gaya minimum yang harus dikerjakan pada piston kecil adalah...

A. 100 NB. 200 NC. 500 ND. 2.000 N

5 Sebuah benda melayang di dalam air laut bermassa jenis 1.025 kg/m³. Pernyataan yang benar mengenai kondisi benda tersebut adalah...

A. Massa jenis benda lebih besar dari 1.025 kg/m³B. Gaya angkat Archimedes lebih kecil dari berat bendaC. Massa jenis benda sama persis dengan 1.025 kg/m³D. Benda tidak mengalami gaya angkat sama sekali

6 Kota Bandung berada pada ketinggian 700 meter di atas permukaan laut. Berapakah perkiraan tekanan udara atmosfer di Kota Bandung?

A. 76 cmHgB. 69 cmHgC. 83 cmHgD. 70 cmHg

7 Pengangkutan air dari akar menuju daun pada tumbuhan tinggi dapat terjadi karena adanya...

A. Tekanan darah dan pompa jantung tumbuhanB. Tekanan akar, kapilaritas pembuluh xilem, dan daya isap daunC. Gaya dorong stoma dan tekanan hidrostatis tanahD. Hembusan angin atmosfer pada bagian batang

8 Saat dokter mengukur tekanan darah pasien menggunakan tensimeter dan diperoleh angka 120/80 mmHg, angka 120 mmHg menunjukkan...

A. Tekanan Diastol saat jantung berelaksasiB. Tekanan Hidrostatis pembuluh vena kakiC. Tekanan Sistol saat bilik jantung berkontraksi memompa darahD. Tekanan parsial oksigen dalam paru-paru

9 (Uraian HOTS) Kapal selam mampu mengapung di permukaan laut dan juga dapat menyelam hingga kedalaman ratusan meter. Jelaskan mekanisme kerja tangki ballast pada kapal selam saat proses menyelam dan saat mengapung kembali berdasarkan Hukum Archimedes!

10 (Uraian Pemecahan Masalah) Mengapa seorang penyelam tradisional yang menyelam tanpa tabung kompresor di kedalaman 30 meter dapat mengalami kerusakan gendang telinga bahkan pingsan? Analisis dari sudut pandang fisika tekanan hidrostatis!

🔑 Kunci Jawaban & Pembahasan Soal Evaluasi

✅ Kunci Jawaban Pilihan Ganda

Soal 1 — Jawaban B: Sesuai P = F/A, memperluas penampang alas (A) akan mengecilkan tekanan (P) ke tanah.

Soal 2 — Jawaban B: A = 2 × 0,5 = 1 m². Maka P = F/A = 800 N / 1 m² = 800 N/m².

Soal 3 — Jawaban B: Tekanan hidrostatis Ph = ρ·g·h dipengaruhi oleh massa jenis fluida (ρ) dan kedalaman (h).

Soal 4 — Jawaban B: F₁ = F₂ × (A₁/A₂) = 10.000 × (5/250) = 10.000 × (1/50) = 200 N.

Soal 5 — Jawaban C: Benda melayang jika dan hanya jika massa jenis benda sama persis dengan massa jenis fluida (ρbenda = ρcair).

Soal 6 — Jawaban B: P = 76 - (700/100) = 76 - 7 = 69 cmHg.

Soal 7 — Jawaban B: Pengangkutan air pada xilem tumbuhan dibantu oleh kombinasi tekanan akar, kapilaritas xilem, dan daya isap daun.

Soal 8 — Jawaban C: Angka atas (120 mmHg) adalah Sistol, yaitu tekanan puncak saat ventrikel jantung berkontraksi.

📝 Pembahasan Uraian

Soal 9: Berdasarkan Hukum Archimedes, benda tenggelam jika w > Fa dan terapung jika w < Fa. Saat menyelam, katup tangki ballast dibuka sehingga air laut masuk mengisi tangki, menambah gaya berat kapal (w) melampaui gaya angkat (Fa). Saat mengapung, udara bertekanan ditiupkan menekan air laut keluar tangki ballast, menurunkan berat kapal (w) sehingga gaya angkat Fa mendorong kapal ke permukaan.

Soal 10: Kedalaman h = 30 m menghasilkan tekanan hidrostatis sangat tinggi: Ph = ρ·g·h = 1.000 × 10 × 30 = 300.000 Pa (3 atm). Tekanan luar yang 3 kali lipat dari tekanan udara dalam selaput telinga menekan gendang telinga secara ekstrem hingga dapat merobek membran timpani dan mengganggu pasokan O₂ serta peredaran darah ke otak.

Modul Ajar IPA Kelas VIII — Tekanan Zat

Modul Ajar Lengkap & TerpaduTekanan Zat & Penerapannya