Bagaimana Manometer Bekerja?

Ketika Anda memeriksa cuaca, jika Anda seperti kebanyakan orang, apa yang paling menarik bagi Anda adalah hal-hal yang menentukan pakaian Anda: Apakah atau tidak semacam presipitasi kemungkinan akan turun dari langit selama Anda terpapar di luar ruangan, berapa suhu udaranya, dan apakah itu berangin.

Tergantung di mana Anda tinggal dan waktu dalam setahun, Anda juga dapat memeriksa (terkadang dengan rasa takut) untuk melihat kerabatnya tingkat kelembaban, untuk memastikan Anda cukup terhidrasi untuk keringat yang kemungkinan akan mengikuti mengingat suhu tinggi bacaan.

Kebanyakan orang menyadari fenomena tekanan atmosfer (biasa disebut barometrik) karena mereka mendengarnya disebut sebagai fitur standar prakiraan cuaca, tetapi kebanyakan orang tidak sampai sejauh menyelidiki apa hubungannya, dan mengapa udara mengalami perubahan tekanan pada semua. Bukankah angin bertiup secara horizontal, sedangkan tekanan diukur dari atas sebagai semacam "dorongan"?

Tekanan adalah besaran dalam fisika yang berlaku untuk hampir setiap proses fisik yang dapat dibayangkan. Ini berhubungan dengan kekuatan

Secara formal, tekanan adalah pengukuran efek penyebaran memaksa (diukur dalam newton, atau N, dalam sistem pengukuran internasional standar) di beberapa permukaan nyata atau yang ditentukan secara matematis (diukur dalam meter persegi atau m²). Anda mungkin pernah mengalami masalah fisika di mana gaya (seperti gravitasi, atau diri Anda sendiri) bekerja dan bergerak suatu benda bermassa, tetapi tekanannya berbeda karena benda tersebut pada dasarnya menggambarkan pengenceran atau konsentrasi memaksa.

• Bayangkan dua kotak padat yang berbeda, masing-masing dengan volume V dari 10 m³ (meter kubik) dan diisi dengan bahan padat seragam dengan kepadatan ρ

  setengah dari air, atau 0,5 kg/L, atau (500 kg/m³). Satu kotak berukuran panjang 1 m, lebar 1 m, dan tinggi 10 m, sedangkan kotak lainnya berukuran panjang 2,5 m, lebar 2,5 m, dan tinggi 1,6 m. Tidak ada kotak yang diputar dari posisinya. Jika Anda ingin memastikan platform terdekat yang tampak kuno bisa dukung antara kotak, tetapi hanya dapat memilih salah satu dari dua untuk mengkonfirmasi ini, mana yang akan Anda pilih?
  Massa benda adalah sama karena volume dan massa jenisnya sama (ρ = m/V, jadi m = V = (500 kg/m³)(10 m³) = 5.000kg. Diketahui bahwa percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah 9,8 m/s², gaya (atau berat) masing-masing kotak adalah (5.000 kg)(9,8 m/s2) = 49.000 N.
  Namun, bandingkan area di mana masing-masing massa didistribusikan: Kotak pertama memiliki alas (panjang kali lebar) 1 m × 1 m = 1 m², sedangkan kotak lainnya memiliki alas 2,5 × 2,5 = 6,25 m². Karena tekanan sama dengan gaya dibagi dengan luas, kotak sempit, dengan kurang dari seperenam dari luas alas untuk bekerja dengan kotak kedua, akan mengerahkan 6,25 kali lebih banyak tekanan di platform seperti yang akan dilakukan mitranya. Jadi, jika platform bobrok dapat mendukung kotak pertama, platform itu juga harus dapat menahan kotak kedua sendiri – asalkan Anda dapat mengangkatnya ke atas sana!

Dalam contoh di atas, tekanan kotak pertama pada setiap permukaan tempat ia berada adalah (49.000 N)/(1 m²) dan yang kedua adalah (49.000 N) (6,25 m²). Satuan tekanan dalam sistem standar adalah N/m², lebih sering disebut pascal (Pa). Karena ini bekerja dalam jumlah yang sangat kecil di dunia nyata, kilopascal (kPa) jauh lebih umum digunakan.

Itu tekanan atmosfer di permukaan bumi adalah sekitar101.325 Pa, atau 101,3 kPa. Namun, karena cara manusia menentukan tekanan, sejumlah satuan lain digunakan sehari-hari. Salah satunya adalah torr, juga dikenal sebagai milimeter air raksa (mm Hg). (Keingintahuan apa pun yang Anda miliki tentang mengapa logam ini dipilih akan terpuaskan dalam beberapa saat.) 101,3 kPa, juga disebut 1 atm untuk referensi, sama dengan 760 torr menurut standar ini. Karena 1 inci = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760/25,4) = 29,92 dalam Hg. Akhirnya, 1 milibar = 0,001 atm, jadi tekanan atmosfer dalam milibar = 1,013 mbar.

Terakhir, bagaimana dengan pound per inci persegi (psi atau lb/in²) biasanya digunakan untuk mengukur tekanan ban di Amerika Serikat? Setelah menjalankan konversi antara lb dan kg dan antara in dan m, Anda dapat menunjukkan bahwa 101,3 kPa = 14,7 lb/in². Mengingat bahwa tekanan ban mobil minimum yang disarankan hanya sekitar 30 psi, apa yang disarankan ini tentang intuisi Anda mengenai berat "diabaikan", dan karena itu tekanan, udara?

SEBUAH manometer adalah alat untuk mengukur tekanan udara menggunakan wadah dengan tabung berbentuk "U" terbuka di salah satu atau kedua ujungnya. Dalam manometer tertutup, sampel gas dimasukkan ke salah satu ujungnya, yang kemudian ditutup. Kemudian, cairan yang kepadatannya diketahui dituangkan ke ujung yang lain. Fluida akan berhenti bergerak jika tekanan gas yang terperangkap di antara tutup dan fluida sama dengan tekanan pada bagian bawah kolom fluida di sisi itu sesuai dengan tekanan udara ditambah tekanan kolom fluida di tempat terbuka sisi.

Ketinggian fluida pada sisi terbuka adalah lebih tinggi di sisi itu ketika tekanan udara kurang dari tekanan gas dan menurunkan pada sisi terbuka ketika tekanan udara melebihi tekanan gas. Anda dapat menggunakan perbedaan ketinggian ini untuk menghitung tekanan gas.

Karena P = F/A = mg/A, m = V dan V = Ah untuk tabung silinder (yaitu, volume = luas kali tinggi), itu dapat ditunjukkan bahwa tekanan yang diciptakan oleh kolom vertikal fluida adalah gh, di mana h = tinggi dalam meter. Tekanan ini mewakili perbedaan positif atau negatif antara tekanan gas dan tekanan atmosfer.

• Manusia- adalah akar kata Latin untuk kata yang berarti tangan, yang juga merupakan asal kata "manipulasi"; salah satu cara mudah untuk menyampaikan konsep tekanan jika terbatas pada bahasa nonverbal adalah dengan menggunakan tangan Anda untuk menekan lembut tangan orang lain.
  

• SEBUAH barometer adalah jenis pengukur tekanan yang digunakan khusus untuk mengukur tekanan atmosfer.
  

• Alat manual yang digunakan untuk mengukur tekanan darah di tempat pelayanan kesehatan disebut a tensimeter, dengan sphyg- menerjemahkan secara longgar menjadi "memeras." Ini karena manset harus digembungkan ke lengan sampai rata atas tekanan darah tubuh untuk mengukurnya dengan benar; mereka harus benar-benar meremas lengan Anda untuk melakukannya.

Tekanan atmosfer tidak konstan, dan bervariasi dalam kisaran khas seperti suhu dan besaran geofisika lainnya. Sebuah diskusi terpisah dalam dirinya sendiri, tekanan ini merupakan indikator yang dapat diandalkan dari cuaca yang akan datang. Ketika sebuah sistem tekanan rendah memasuki suatu daerah, hasilnya biasanya awan, angin dan hujan, sedangkan a sistem tekanan tinggi biasanya menghasilkan cuaca yang cerah dan tenang. (Dapatkan itu? "Tekanan tinggi" berakhir dengan "tenang"... hanya di dunia fisika yang aneh!)