Kajian Tentang Kesan Tekanan Air Kepada Penyelam

Pada kebiasaannya, seseorang penyelam itu tidak menyelam melebihi kedalaman 30 meter.

Ini adalah kerana bagi setiap 10 meter di bawah aras laut seseorang penyelam akan mengalami pertambahan tekanan sebanyak satu atmosfera (1 atmosfera).

Pada kedalaman 30 meter seseorang penyelam akan menghadapi tekanan air sebesar tiga kali ganda, berbanding tekanan atmosfera di permukaan laut.

Tekanan air semakin bertambah jika seseorang penyelam itu meyelam lebih dalam lagi ke dasar laut.

Tekanan air yang tinggi boleh menyebabkan lebihan gas nitrogen melarut ke dalam darah penyelam itu.

Semasa naik ke permukaan air, gelembung udara akan terbentuk di dalam darah menyebabkan kesakitan yang teramat ataupun kematian.

Untuk melindungi lebihan tekanan air, penyelam laut dalam akan memaki baju selam yang terdiri daripada topi keledar getah yang dilengkapi cermin bulat.

Topi ini dibekalkan dengan udara termampat dari silinder yang dibawa di belakang penyelam.

Sebelum penyelam naik ke permukaan air, tekanan pada badannya dikurangkan secara beransur-ansur di dalam ruang penyahmampatan.

Ini adalah penting untuk menyingkirkan gas nitrogen daripada darah dan menghalang gelembung udara terhasil di dalam darah.

Aplikasi Tekanan Dalam Kehidupan Harian

Tekanan yang tinggi dan tekanan yang rendah boleh digunakan dalam pelbagai situasi.

Magnitud tekanan yang dikenakan ke atas sesuatu permukaan boleh ditingkatkan dengan

• menggunakan daya yang lebih besar, atau
• mengurangkan luas permukaan sentuhan.

Sebaliknya, magnitud tekanan boleh dikurangkan dengan menggunakan daya yang lebih kecil atau meningkatkan luas permukaan sentuhan.

Aplikasi Tekanan Tinggi

Sebilah pisau yang tajam boleh digunakan untuk memotong sesuatu objek dengan mudah. Ini adalah kerana daya yang kecil dikenakan ke atas luas yang sangat kecil pada mata pisau boleh menghasilkan tekanan yang tinggi untuk memotong objek.

Begitu juga dengan gergaji, pahat dan pengetam yang mempunyai mata pisau yang tajam untuk menghasilkan tekanan yang tinggi untuk memotong. Paku, peniti dan jarum juga mempunyai hujung yang tajam untuk menghasilkan tekanan yang tinggi untuk menembusi sesuatu objek dengan mudah.

Kasut larian berpaku boleh memberi cengkaman yang lebih baik pada ahli sukan di trek kerana kasut-kasut ini mempunyai paku yang menghasilkan tekanan tinggi untuk mencucuk trek itu.

Kasut peluncur ais direka untuk mempunyai luas bersentuhan yang kecil di antara kasut luncur dan ais. Semasa menggelongsor, berat peluncur mengenakan tekanan yang tinggi ke atas ais untuk meleburkan ais, dengan demikian, dia dapat meluncur dengan mudah di atas satu lapisan air yang nipis.

Aplikasi Tekanan Rendah

Jentolak selalunya bergerak dengan roda berantai yang bermata tajam di antara permukaan kawasan besar untuk mengurangkan tekanan yang dikenakan pada tanah. Dengan itu, rantai tersebut boleh mengelakkan jentolak daripada terbenam ke dalam tanah lembut.

Lori dan bas yang berat mempunyai lebih daripada empat buah roda yang besar untuk mengurangkan tekanan pada tayar. Ini boleh mengelakkan tayar daripada pecah atau terbenam ke dalam tanah lembut akibat daripada tekanan yang berlebihan yang bertindak ke atasnya.

Papan luncur direka dengan mempunyai luas permukaan tapak yang besar untuk mengurangkan tekanan yang dikenakan ke atas salji. Ini membolehkan peluncur bergerak dengan mudah dan mengelok daripada tenggelam dalam salji.

Bangunan yang tinggi biasanya dibina di atas suatu permukaan tapak yang luas untuk mengurangkan tekanan dan mengelakkan bangunan daripada tenggelam ke dalam tanah.

Contoh 1

Seorang penjual buah-buahan menggunakan sebilah pisau dengan mata yang tajam dan luas keratan rentas 0.5 cm2 untuk memotong sebiji tembikai.

a) Jika daya yang dikenakan oleh tangan penjual itu ialah 18 N, berapakah tekanan yang dihasilkan oleh pisau ke atas tembikai?

b) Kemudian penjual itu menggunakan pisau yang sama untuk memotong buah betik dengan mengenakan tekanan sebanyak 2 x 105 Pa. Hitungkan nilai daya yang digunakan untuk memotong betik tersebut.

Penyelesaian:

Contoh 2

Sebuah bongkah kaca berjisim 420 g dan ketinggiannya adalah 7 cm ditunjukkan pada rajah di atas. Bongkah kaca itu diletakkan di atas permukaan yang berbeza bersentuh dengan meja. Hitungkan,

a) Tekanan maksimum yang boleh dikenakan ke atas permukaan meja itu.

b) Tekanan minimum yang boleh dikenakan ke atas permukaan meja itu.

Penyelesaian:

Tekanan

Tekanan (pressure) ditakrifkan sebagai daya berserenjang (perpendicular) atau normal per unit luas (unit area) yang bertindak ke atas suatu permukaan.

dimana;

F = Daya berserenjang yang bertindak ke atas, dalam unit Newton (N)

A = Luas permukaan, dalam unit meter persegi (m²)

Unit SI bagi tekanan adalah pascal (Pa) atau newton per meter persegi (Nm^-2).

Ia adalah bersamaan dengan daya 1 newton yang bertindak ke atas luas permukaan seluas 1 meter persegi.

Tekanan yang dikenakan oleh daya ke atas suatu permukaan adalah bergantung kepada daya yang dikenakan serta luas permukaan.

Tekanan yang tinggi dan tekanan yang rendah digunakan dalam pelbagai situasi.

Magnitud tekanan yang dikenakan ke atas sesuatu permukaan boleh ditingkatkan dengan menggunakan daya yang lebih besar, atau mengurangkan luas permukaan yang bersentuh.

Sebaliknya, magnitud tekanan boleh dikurangkan dengan menggunakan daya yang lebih kecil, atau meningkatkan luas permukaan yang bersentuh.

Sebagai contoh, tapak kasut tumit tinggi (high-heeled) adalah kecil, menyebabkan tekanan yang bertindak ke atas tanah adalah lebih tinggi, manakala tapak kasut sukan yang rata adalah besar, menyebabkan tekanan yang bertindak ke atas tanah adalah lebih rendah.

Contoh tekanan yang bertindak dari
dua jenis tapak kasut yang berbeza.

Tekanan ke atas permukaan juga bergantung kepada arah daya yang dikenakan.

Jika daya bertindak pada sebarang sudut ke atas suatu permukaan, hanya komponen daya yang berserenjang dengan permukaan sahaja yang digunakan untuk menentukan tekanan.