Jelaskan hubungan antara kerapatan udara ketinggian dan tekanan udara dalam atmosfer

Tekanan udara bulan September 2021

Tekanan udara merupakan suatu tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu, tenaga yang menggerakkan massa udara tersebut menekan searah gaya gravitasi bumi. Satuan tekanan udara adalah milibar (mb) atau Hecto Pascal (hPa). Tekanan udara dipengaruhi oleh temperature/suhu udara yang terjadi pada suatu tempat dan waktu, apabila temperatur udara tinggi maka volume molekul/partikel udara akan berkembang sehingga tekanan udara menjadi rendah dan berbanding sebaliknya. Tekanan udara juga merupakan salah satu parameter yang berkaitan erat dengan variasi pembentukan arah dan kecepatan angin.

Pada Stasiun Meteorologi Sangkapura Gresik tercatat rata-rata tekanan perhari periode September 2021 sebesar 1009,8 mb. Berdasarkan grafik diketahui ra-rata tekanan berkisar antara 1009.1 mb hingga 1010.1 mb. Hal ini masih menunjukkan nilai yang wajar apabila dilihat dari tekanan normalnya dan tidak menunjukan perubahan yang signifikan.

Gambar 1

Nilai rata-rata tekanan udara (dalam mb) di Stasiun Meteorologi Sangkapura Gresik selama bulan April tahun 2016-2020 dapat dilihat dari grafik berikut :

Gambar 2

Berdasarkan grafik diatas dapat diketahui rata-rata tekanan udara tertinggi dalam kurun waktu 5 tahunan (2017 – 2021) untuk bulan September terjadi pada tahun 2019, sedangkan untuk rata-rata tekanan terendah terjadi pada tahun 2018.

Gambar 3

Pada bulan September 2021 Pulau Bawean memiliki pola tekanan tertinggi terjadi pada pukul 07.00 hingga 10.00 WIB yakni berkisar antara 1011,5 mb – 1011,7 mb. Sedangkan untuk tekanan terendah terjadi pada pukul 15.00 hingga 16.00 WIB yakni sekitar 1008.0 mb  seperti yang terlihat pada Gambar 3.

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? 

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.

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