Hukum Pascal – Bunyi, Rumus, Penerapan dan Contoh Soal
Hukum Pascal – Bunyi, Rumus, Aplikasi dan Contoh Soal – Untuk pembahasan kali ini kita akan mengulas tentang hukum Pascal yang dalam hal ini meliputi suara, rumus, aplikasi dan contoh soal, untuk lebih memahami dan memahami simak ulasan dibawah ini.
hukum Pascal
Sebelum membahas lebih lanjut tentang hukum Pascal, bagaimana jika bejana U diisi dengan fluida homogen dan salah satu pipanya ditekan dengan gaya F? Proses fisik yang terjadi di kapal U tersebut diselidiki oleh Blaise Pascal.
Melalui penelitiannya, Pascal menyimpulkan bahwa jika tekanan diberikan pada suatu fluida yang mengisi ruangan tertutup, maka tekanan tersebut akan disalurkan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besaran yang sama tanpa mengalami reduksi.
Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada tahun 1653. Berdasarkan hukum Pascal diperoleh prinsip bahwa gaya yang kecil dapat menghasilkan gaya yang lebih besar.
Baca Juga Artikel Terkait : Hukum Faraday – Eksperimen, Makalah, Aplikasi Dan Contoh Soal
Hukum Pascal berbunyi
Gambar di atas dapat dijelaskan dengan menggunakan hukum Pascal yang berbunyi :
Tekanan yang diberikan pada cairan dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dan semua bagian ruang secara merata.
Hukum Pascal dikemukakan oleh ahli matematika dan fisikawan Perancis Blaise Pascal (1623-1662). Hukum ini lahir dari percobaan yang dilakukan oleh Pascal dengan menggunakan atomizer atau pesawat Pascal.
Dari hasil percobaan, pada saat batang hisap ditekan, air di dalam tabung ditekan ke segala arah sehingga air menyembur keluar melalui lubang-lubang yang ada di dalam tabung. Pancaran air yang keluar dari lubang memiliki tekanan yang sama.
Prinsip hukum Pascal ini banyak digunakan untuk pembuatan peralatan hidrolik, seperti dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, rem hidrolik dan pengepres hidrolik. Prinsip ini digunakan karena dapat memberikan gaya yang kecil untuk menghasilkan gaya yang besar.
Baca Juga Artikel Terkait : Definisi dan Bunyi Hukum Permintaan dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya
Rumus Hukum Pascal
Secara sederhana, Hukum Pascal dapat digambarkan seperti pada Gambar di atas. Ditekan oleh gaya F1 pada pipa 1 yang mempunyai luas penampang pipa A1,
akan diteruskan oleh fluida menjadi gaya angkat F2 pada pipa 2 yang memiliki luas penampang pipa A2 dengan tekanan yang sama. Oleh karena itu, secara matematis Hukum Pascal ditulis sebagai berikut.
P1 = P2
(F1/A1) = (F2/A2)
Informasi:
F1 = gaya pada pipa hisap 1,
A1 = luas penampang pipa hisap 1,
F2 = gaya pada pipa hisap 2, dan
A2 = luas penampang pipa hisap 2.
Sistem rem hidrolik di atas merupakan contoh penerapan hukum Pascal. Selain itu, hukum Pascal juga dapat ditemukan pada sistem pengangkat air, pengepres, dongkrak hidrolik, dan drum hidrolik.
Baca Juga Artikel 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 bereksperimen dengan penyemprot (penyemprot Pascal), dia menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada cairan di ruang tertutup ditransmisikan secara merata ke segala arah.
Selanjutnya, pernyataan itu dikenal sebagai hukum Pascal. Beberapa penerapan hukum Pascal dalam teknologi kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
-
Dongkrak hidrolik
Dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat beban berat dengan tenaga minimal. Di dongkrak hidrolik ada dua tabung dengan ukuran berbeda.
Tabung satu berdiameter kecil dan tabung dua berdiameter besar. Setiap tabung dilengkapi dengan suction. Tekanan yang diberikan pada cangkir hisap kecil ditransmisikan ke cangkir hisap besar.
Cangkir hisap besar menghasilkan daya angkat ke atas yang jauh lebih besar daripada gaya tekan pada cangkir hisap kecil. Oleh karena itulah dongkrak hidrolik dapat digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat seperti; pegang mobil saat mengganti ban.
-
Alat Angkat Mobil
Kami banyak menjumpai pengangkat mobil di bengkel mobil besar. Udara bertekanan tinggi dimasukkan melalui salah satu dari dua katup pada lift mobil.
Udara kemudian dikompresi dalam sebuah ruangan. Udara terkompresi menghasilkan tekanan yang sangat besar. Tekanan yang sangat besar disalurkan oleh oli ke cangkir hisap yang besar.
Baca Juga Artikel Terkait : Hukum Proust (Perbandingan Tetap): Definisi, Contoh, Rumus dan Peran
Tekanan inilah yang menghasilkan gaya angkat yang sangat besar yang mampu mengangkat mobil. Selanjutnya untuk menurunkan mobil dilakukan dengan membuang udara tekan melalui kran lain yaitu kran keluaran udara.
-
Rem Hidrolik
Bagian utama dari rem hidrolik adalah pedal rem, master silinder, sepatu penjepit dan minyak rem. Saat pedal rem ditekan dengan kaki, tekanan disalurkan oleh minyak rem ke sepatu penjepit melalui silinder rem (ada 4 silinder rem, dua di depan dan dua di belakang).
Clip-on shoe menghasilkan gaya gesek yang sangat besar sehingga dapat menghentikan putaran roda mobil. Hal ini dikarenakan area hisap silinder rem jauh lebih besar dibandingkan dengan area hisap master silinder.
-
Tensimeter atau Sphygmomanometer
Alat ini biasa digunakan untuk mengukur tekanan darah yang bekerja secara manual saat memompa atau mengurangi tekanan pada manset, dengan sistem non-invasif.
Cairan yang akan diukur tekanannya harus memiliki berat jenis yang lebih rendah daripada cairan manometrik. Oleh karena itu, merkuri dipilih sebagai cairan manometrik untuk mengukur tekanan darah karena merkuri memiliki berat jenis yang lebih besar daripada darah.
Dalam hal alat pengukur tekanan darah yang menggunakan air raksa, artinya tekanan darah dapat diukur dengan cara menghitung berat jenis air raksa dikalikan berat jenis dan tinggi air raksa kemudian dikurangi berat jenis darah dikalikan dengan gravitasi dan kadar darah.
-
Pompa hidrolik
Pompa hidrolik menggunakan energi kinetik cairan yang dipompa dalam kolom dan energi ini dihembuskan secara tiba-tiba menjadi energi dalam bentuk lain (energi tekan).
Baca Juga Artikel 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 ke sistem hidrolik dalam bentuk aliran.
Aliran ini dimanfaatkan dengan mengubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan menghalangi aliran oli dalam sistem hidrolik.
Ada 2 jenis peralatan yang biasanya digunakan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik yaitu motor hidrolik dan aktuator.
-
Tekan Hidrolik
Menurut hukum Pascal, mesin press hidrolik menggunakan tekanan konstan di seluruh sistem tertutup.
Salah satu bagian dari sistem tersebut adalah piston yang bertindak sebagai pompa, dengan gaya mekanis sederhana yang bekerja pada luas penampang kecil. Bagian lainnya adalah piston dengan area yang lebih besar yang menghasilkan gaya mekanik yang lebih besar.
Hanya membutuhkan pipa berdiameter kecil yang lebih mudah menahan tekanan jika pompa dipisahkan dari silinder tekanan. Ketika tekanan di dalam silinder tekanan dilepaskan, cairan akan kembali ke reservoir,
gaya yang diciptakan oleh tekanan yang berkurang menjadi lebih rendah. Piston utama tidak mundur ke posisi semula kecuali mekanisme tambahan digunakan.
Contoh Soal Hukum Pascal
Berikut adalah beberapa contoh soal hukum Pascal, antara lain:
1. Sebuah pengangkat mobil yang memiliki luas hisap 0,10 m2 dan 4 × 10–4 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapa gaya yang harus diberikan pada cangkir hisap kecil?
Menjawab:
Dikenal:
A1 = 4 × 10–4 m2, A2 = 0,1 m2, dan F2 = 2 × 104 N.
Berdasarkan Hukum Pascal
Jadi, gaya yang harus diberikan pada cangkir hisap kecil adalah 80 N.
2. Sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder dengan jari-jari 4 cm dan 20 cm. Jika cangkir hisap kecil ditekan dengan gaya 200 N, berapa gaya yang diberikan pada cangkir hisap besar?
Baca Juga Artikel Terkait : Suara Pelan Cepat
Menjawab:
Dikenal:
r2 = 20 cm, r1 = 4 cm, dan F1 = 200 N.
Berdasarkan Hukum Pascal
3. Sebuah mobil sedang diangkat menggunakan dongkrak hidrolik. Jika pipa besar berjari-jari 25 cm dan pipa kecil berjari-jari 2 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil jika berat mobil 15.000 N?
Menjawab:
Dikenal:
R1 = 2 cm, R2 = 25 cm, F2 = 15.000 N
Berdasarkan Hukum Pascal
Bibliografi:
-
Azizah, SN & Nur Rokhim. 2007. Referensi Pengayaan Fisika. Surakarta: PT. Media Grafis Nyata.
-
Kanginan, Marten. 2007. Fisika untuk Kelas XI SMA. Jakarta: Erlangga.
-
Resnick, Haliday. 1985. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Terjemahan. Jakarta: Erlangga.
-
Tipler, PA 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga
-
Petrus, Onga, dkk. 2009. Konsepsi Siswa Tentang Tekanan Hidrostatis. Universitas Negeri Yogyakarta (Online)
Demikianlah pembahasan mengenai Hukum Pascal – Bunyi, Rumus, Aplikasi dan Contoh Soal Semoga ulasan ini dapat menambah wawasan dan pengetahuan bagi anda semua, terima kasih banyak atas kunjungannya.
