Materi Fisika - Hukum Pascal: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal
Oct 27, 2020
Edit
Materi Fisika SMA kelas 11 (Hukum Pascal) – Pada pembahasan kali ini kami akan menjelaskan tentang hukum pascal. Yang mana meliputi pengertian hukum pascal, bunyi hukum pascal, rumus hukum pascal, aplikasi atau penerapan hukum pascal, prinsip kerja atau cara kerja dan contoh soal hukum pascal yang dibahas dengan lengkap dan ringan. Agar lebih detailny silakan simak ulasan dibawah ini dengan seksama.
Gejala tekanan zat cair tersebut pada awalnya diteliti oleh seorang ahli fisika bernama Blaise Pascal (1623-1662) sampai muncul hukum yang disebut dengan hukum pascal.
Pada kehidupan sehari-hari penerapan dari hukum pascal sering digunakan pada seperti bidang otomotif, dongkrak hidrolik, rem piringan hidrolik, rem tangan hidrolik, alat pres hidrolik, tensimeter atau sfigmomanometer. Hukum pascal yaitu penerapakan dari suatu konsep tekanan dalam suatu zat cair. Apabila pernah melihat seorang montir yang mengunakan dongkrak hidrolik untuk mengangkat mobil maka itulah penerapan dari hukum pascal.
Pemanfaatan hukum pascal diterapkan pada rem (cakram) hidrolik. Rem (cakram) memakai fluida minyak. Pada saat kaki menginjak pedal rem, piston (pipa penghubung) akan memberi tekanan pada minyak yang ada didalamnya. Tekanan tersebut selanjutnya diteruskan pada kedua piston keluaran yang fungsina sebagai pengatur rem.
Rem ini akan menjepit piringan logam yang mengakibatkan dapat timbul gesekan pada piringan yang melawan arah gerak piringan sehingga putran roda berhenti. Pada saat piston pertama (A1) ditekan, maka permukaan piston kedua (A2) akan naik.
Dengan keadaan tersebut, menurut hukum pascal dapat dihasilkan keterkaitan volume minyak yang didesak sama dengan volume minyak yang naik. Jika volume minyak yang didesak (V1) sama dengan A1 h1 dan volume minyak naik (V2) sama dengan A2 h2, maka:
Dengan keterangan:
h1 = tinggi fluida di piston pertama
h2 = tinggi fluida di piston kedua
A1 = luas penampang piston pertama
A2 = luas penampang piston kedua
Pada saat sebuah dongkrak hidrolik ditekan, maka minyak di silinder kecil akan tertekan dan mengalir menuju silinder besar. Tekanan pada silinder besar akan menjadikan timbul gaya sehingga dapat mengangkat sebuah benda atau beban berat. Jika menekan silinder kecil dengan gaya F1, maka tekanan yang dijalankan yaitu:
Berdasarkan hukum pascal, tekanan ini dapat dialami pada silinder besar sehinga berlaku:
Penyelesaian:
Diketahui:
A1 =1
A2 =5
F2 = 5000 N
Ditanya: F1 …?
Jawab:
Maka gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat mobil dengan berat 5000 N adalah sebesar 1000 N.
Pembahasan:
Pengertian Hukum Pascal
Hukum pascal berbunyi “Jika tekanan yang diberikan pada satu bagian zat cair dalam suatu ruangan tertutup, maka akan diteruskan oleh zat cair ke segala arah dengan sama besar”.Gejala tekanan zat cair tersebut pada awalnya diteliti oleh seorang ahli fisika bernama Blaise Pascal (1623-1662) sampai muncul hukum yang disebut dengan hukum pascal.
Pada kehidupan sehari-hari penerapan dari hukum pascal sering digunakan pada seperti bidang otomotif, dongkrak hidrolik, rem piringan hidrolik, rem tangan hidrolik, alat pres hidrolik, tensimeter atau sfigmomanometer. Hukum pascal yaitu penerapakan dari suatu konsep tekanan dalam suatu zat cair. Apabila pernah melihat seorang montir yang mengunakan dongkrak hidrolik untuk mengangkat mobil maka itulah penerapan dari hukum pascal.
Rumus Hukum Pascal
Pernyataan hukum pascal dapat dijelaskan dengan meneliti perilaku zat cair didalam suatu bejana berhubungan. Jika pada pengisap I diberi gaya tekan F1 maka tekanan yang didapat akan diteruskan ke pengisap II dengan sama besar, sehingga berlaku:p1 = p2
Dengan keterangan:
F1 = gaya di penampang I (N)
F2 = gaya di penampang I (N)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
Dengan dasar rumus diatas gaya F2 dipengaruhi oleh masing-masing permukaan bejana. Dengan demikian jika permukaan bejana lebih besar, maka gaya yang didapatkan juga akan lebih besar. Itulah sebabnya seorang montir mampu mengangkat sebuah mobil.
F1 = gaya di penampang I (N)
F2 = gaya di penampang I (N)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
Dengan dasar rumus diatas gaya F2 dipengaruhi oleh masing-masing permukaan bejana. Dengan demikian jika permukaan bejana lebih besar, maka gaya yang didapatkan juga akan lebih besar. Itulah sebabnya seorang montir mampu mengangkat sebuah mobil.
Prinsip Kerja Hukum Pascal
Alat-alat yang bekerja dengan menerapkan prinsil kerja dengan hukum pascal, antara lain:1. Rem Cakram Hidrolik
Pemanfaatan hukum pascal diterapkan pada rem (cakram) hidrolik. Rem (cakram) memakai fluida minyak. Pada saat kaki menginjak pedal rem, piston (pipa penghubung) akan memberi tekanan pada minyak yang ada didalamnya. Tekanan tersebut selanjutnya diteruskan pada kedua piston keluaran yang fungsina sebagai pengatur rem.
Rem ini akan menjepit piringan logam yang mengakibatkan dapat timbul gesekan pada piringan yang melawan arah gerak piringan sehingga putran roda berhenti. Pada saat piston pertama (A1) ditekan, maka permukaan piston kedua (A2) akan naik.
Dengan keadaan tersebut, menurut hukum pascal dapat dihasilkan keterkaitan volume minyak yang didesak sama dengan volume minyak yang naik. Jika volume minyak yang didesak (V1) sama dengan A1 h1 dan volume minyak naik (V2) sama dengan A2 h2, maka:
V1 = V2
A1 h1 = A2 h2 h2
h1 = tinggi fluida di piston pertama
h2 = tinggi fluida di piston kedua
A1 = luas penampang piston pertama
A2 = luas penampang piston kedua
2. Dongkrak Hidrolik
Dongkrak hidrolik adalah alat yang dipakai untuk mengangkat sebuah mobil ketika mengganti ban mobil atau kepentingan lainnya. Alat ini memanfaatkan dua buah silinder, yakni silinder besar dan silinder kecil.Pada saat sebuah dongkrak hidrolik ditekan, maka minyak di silinder kecil akan tertekan dan mengalir menuju silinder besar. Tekanan pada silinder besar akan menjadikan timbul gaya sehingga dapat mengangkat sebuah benda atau beban berat. Jika menekan silinder kecil dengan gaya F1, maka tekanan yang dijalankan yaitu:
3. Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik memakai kinetik energi dan cairan yang dipompakan pada suatu kolom dan energi itu diberikan tekanan yang tiba-tiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini fungsinya untuk memindahkan energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik bekerja dengan cara mengisap oli yang asalnya dari tangki hidrolik dan mendorongnya ke dalam sistem hidrolk berupa aliran. Aliran ini yang digunakan dengan cara mengubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik4. Alat Pres Hidrolik
Alat pres hidrolik sangat bergantung dengan prinsip hukum pascal, yaitu tekanan seluruh sistem tertutup adalah konstan. Salah satu bagian dari sistem tertutup yaitu piston bekerja sebagai pompa, dengan kekuatan mekanik sederhana yang bekerja pada luas penampang kecil, bagian lain yakni piston yang dengan luas lebih besar menghasilkan kekuatan mekanik yang besar pula.Contoh Soal Hukum Pascal
# Soal 1
Suatu alat pengangkat hidrolik mobil mempunyai perbandingan luas penampang kecil dan besar 1:5. Jika alat itu dipakai untuk mengangkat mobil yang beratnya 5000 newton, maka berapa gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat mobil tersebut?Penyelesaian:
Diketahui:
A1 =1
A2 =5
F2 = 5000 N
Ditanya: F1 …?
Jawab:
# Soal 2
Sebuah pengungkit hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil. Udara bertekanan tinggi digunakan untuk menekan piston kecil yang memiliki jari-jari 5 cm. Takanan yang diterima diteruskan oleh cairan didalam sistem tertutup ke piston besar yang memiliki jari-jari 15 cm. Berapa besar gaya yang harus diberikan udara bertekan tinggi untuk mengangkat mobil yang memiliki berat sebesar 13.300 N? Berapa tekanan yang dihasilkan oleh udara bertekanan tinggi tersebut?Pembahasan: