Hukum Pascal

Hukum Pascal – Bunyi, Rumus, Penerapan dan Contoh Soal – Untuk pembahasan kali ini kami akan mengulas mengenai Hukum Pascal yang dimana dalam hal ini meliputi bunyi, rumus, penerapan dan contoh soal, untuk lebih memahami dan mengerti simak ulasan dibawah ini.

Hukum Pascal

Sebelum membahas lebih lanjut mengenai hukum Pascal, bagaimana jika sebuah bejana U diisi dengan fluida homogen dan salah satu pipanya ditekan dengan gaya sebesar F? Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal.

Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan.

Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar.

Baca Juga Artikel yang Mungkin Terkait : Hukum Faraday – Percobaan, Makalah, Penerapan Dan Contoh Soal

Bunyi Hukum Pascal

Gambar di atas dapat dijelaskan menggunakan hukum pascal yang berbunyi  :

Tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan kesegala arah dan semua bagian ruang tersebut dengan sama besar.

Hukum Pascal dinyatakan oleh seorang ahli matematika dan fisika berkembangsaan Prancis Blaise Pascal (1623-1662). Hukum ini terlahir dari suatu percobaan yang dilakukan oleh Pascal menggunakan alat penyemprot atau pesawat Pascal.

Dari hasil percobaan, ketika batang penghisap ditekan, air yang berada di dalam tabung tertekan ke segala arah sehingga air menyembur ke luar melalui lubang-lubang pada tabung. Semburan air yang keluar dari lubang-lubang tersebut tekanannya sama rata.

Prinsip hukum Pascal ini banyak digunakan untuk membuat peralatan hidrolik, seperti dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, rem hidrolik dan mesin pengepres hidrolik. Prinsip ini digunakan karena dapat memberikan gaya yang kecil untuk menghasilkan gaya yang besar.

Baca Juga Artikel yang Mungkin Terkait : Pengertian Dan Bunyi Hukum Permintaan Serta Faktor Yang Mempengaruhinya

Rumus Hukum Pascal

Secara analisis sederhana, Hukum Pascal dapat digambarkan seperti pada Gambar diatas. Tekanan oleh gaya sebesar F1 terhadap pipa 1 yang memiliki luas penampang pipa A1,

akan diteruskan oleh fluida menjadi gaya angkat sebesar F2 pada pipa 2 yang memiliki luas penampang pipa A2 dengan besar tekanan yang sama. Oleh karena itu, secara matematis Hukum Pascal ditulis sebagai berikut.

P1 = P2

(F1/A1) = (F2/A2)

Keterangan:

F1 = gaya pada pengisap pipa 1,

A1 = luas penampang pengisap pipa 1,

F2 = gaya pada pengisap pipa 2, dan

A2 = luas penampang pengisap pipa 2.

Sistem kerja rem hidrolik di atas merupakan salah satu contoh pengaplikasian hukum Pascal. Selain itu, hukum pascal juga dapat di jumpai pada sistem alat pengangkat air, alat pengepres, dongkrak hidrolik, dan drum hidrolik.

Baca Juga Artikel yang Mungkin Terkait : Hukum Kepler 1 2 3 – Konsep, Rumus, Sejarah, Contoh Soal

Penerapan Hukum Pascal dalam Kehidupan Sehari-Hari

Pernyataan di atas pertama kali dikemukakan oleh Blaise Pascal. Setelah melakukan percobaan dengan alat penyemprotan (penyemprot Pascal), dia menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah sama besar.

Selanjutnya, pernyataan tersebut dikenal sebagai hukum pascal. Beberapa penerapan hukum Pascal dalam teknologi kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

1. Dongkrak Hidrolik

Dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat beban berat dengan gaya kecil. Pada dongkrak hidrolik terdapat dua tabung dengan ukuran berbeda.

Tabung satu berdiameter kecil dan tabung dua berdiameter besar. Masing-masing tabung dilengkapi dengan penghisap. Tekanan yang diberikan pada penghisap kecil diteruskan ke penghisap besar.

Pada penghisap besar dihasilkan gaya angkat ke atas yang jauh lebih besar daripada gaya tekan pada penghisap kecil. Itulah sebabnya dongkrak hidrolik dapat digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat seperti; menahan mobil pada saat pergantian ban.

 

2. Alat Pengangkat Mobil

Alat pengangkat mobil banyak kita jumpai pada bengkel-bengkel mobil yang besar. Udara yang memiliki tekanan tinggi dimasukkan melalui salah satu dari dua keran yang ada pada alat pengangkatm mobil.

Udara selanjutnya dimampatkan dalam suatu ruangan. Udara yang mampat tersebut menghasilkan tekanan yang sangat besar. Tekanan yang sangat besar diteruskan oleh minyak ke penghisap besar.

Baca Juga Artikel yang Mungkin Terkait : Hukum Proust (Perbandingan Tetap) : Pengertian, Contoh, Rumus Dan Perannya

Tekanan inilah yang menghasilkan gaya angkat sangat besar yang mempu mengangkat mobil. Selanjutnya, untuk menurunkan mobil dilakukan dengan cara membuang udara mampat melalui keran lainnya yaitu keran pengeluaran udara.

 

3. Rem Hidrolik

Bagian-bagian utama rem hidrolik adalah pedal rem, silinder master, sepatu jepit, dan minyak rem. Pada saat pedal rem ditekan dengan kaki, tekanan tersebut diteruskan oleh minyak rem ke sepatu jepit melalui silinder rem (ada 4 buah silinder rem, dua di depan dan dua di belakang).

Pada sepatu jepit dihasilkan gaya gesek (hambat) yang sangat besar sehingga mampu menghentikan putaran roda mobil. Hal ini disebabkan luas penghisap silinder rem jauh lebih besar dari pada luas penghisap silinder master.

 

4. Tensimeter atau Sfigmomanometer

Alat ini biasa yang digunakan untuk mengukur tekanan darah yang bekerja secara manual saat memompa maupun mengurangi tekanan pada manset, dengan sistem non-invasive.

Cairan yang tekanannya akan diukur harus memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding cairan manometrik. Oleh karena itu pada alat pengukur tekanan darah dipilih air raksa sebagai cairan manometrik karena air raksa memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan berat jenis darah.

Dalam kasus alat pengukur tekanan darah yang menggunakan air raksa, berarti tekanan darah dapat diukur dengan menghitung berat jenis air raksa dikalikan dengan gravitasi dan ketinggian air raksa kemudian dikurangi dengan berat jenis darah dikalikan dengan gravitasi dan ketinggian darah.

 

5. Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik menggunakan energi kinetik dari cairan yang dipompa pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan).

Baca Juga Artikel yang Mungkin Terkait : Rumus Cermin Cembung

Pompa ini berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran.

Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik.

Ada 2 macam peralatan yang biasanya digunakan dalam mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik yaitu motor hidrolik dan aktuator.

 

6. Press Hidrolik

Berdasarkan hukum Pascal, alat press hidrolik menggunakan tekanan yang seluruh sistem tertutup adalah konstan.

Salah satu bagian dari sistem itu adalah piston yang bertindak sebagai pompa, dengan kekuatan mekanik sederhana yang bekerja pada luas penampang kecil.Bagian lain adalah piston dengan luas yang lebih besar yang menghasilkan kekuatan mekanis yang lebih besar pula.

Hanya memerlukan pipa berdiameter kecil yang lebih mudah dalam menolak tekanan jika pompa dipisahkan dari silinder tekan.Ketika tekanan pada silinder tekan dilepaskan, cairan akan kembali ke reservoir,

gaya dibuat dengan tekanan yang dikurangi menjadi lebih rendah. Piston utama tidak menarik kembali ke posisi aslinya kecuali sebuah mekanisme tambahan digunakan.

Contoh Soal Hukum Pascal

Berikut ini terdapat beberapa contoh soal hukum pascal, diantaranya adalah:

1. Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 4 × 10–4 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

Jawab:

Diketahui:

A1 = 4 × 10–4 m2, A2 = 0,1 m2, dan F2 = 2 × 104 N.

Berdasarkan Hukum Pascal

Dengan demikian, gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah 80 N.

2. Sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder memiliki jari-jari 4 cm dan 20 cm. Jika pengisap kecil ditekan dengan gaya 200 N, berapakah gaya yang dihasilkan pada pengisap besar?

Baca Juga Artikel yang Mungkin Terkait : Cepat Rambat Bunyi

Jawab:

Diketahui:

r2 = 20 cm, r1 = 4 cm, dan F1 = 200 N.

Berdasarkan Hukum Pascal

3. Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa besar memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memilki jari-jari 2 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila berat mobil adalah 15.000 N?

Jawab:

Diketahui:

R1 = 2 cm, R2= 25 cm, F2 = 15.000 N

Berdasarkan Hukum Pascal

Daftar Pustaka:

• Azizah, S. N. & Nur Rokhim. 2007. Acuan Pengayaan Fisika. Surakarta: PT.Nyata Grafik Media.

• Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.

• Resnick, Haliday. 1985. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Terjemahan. Jakarta: Erlangga.

• Tipler, P. A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga

• Petrus, Ongga, Dkk. 2009. Konsepsi Mahasiswa Tentang Tekanan Hidrostatis. Universitas Negeri Yogyakarta (Online)

Demikianlah pembahasan mengenai Hukum Pascal – Bunyi, Rumus, Penerapan dan Contoh Soal semoga dengan adanya ulasan tersebut dapat menambah wawasan dan pengetahuan anda semua, terima kasih banyak atas kunjungannya.