HUKUM PASCALL, PENERAPAN, DAN CONTOH SOAL

Make You Smarter - Jika kita bicara tentang Hukum Pascal, inti dari pengertian hukum pascal adalah keterkaitan antara tekanan yang disebabkan oleh zat cair dalam ruang tertutup. Bunyi Hukum Pascal adalah : Tekanan yang ditimbulkan zat cair didalam ruang tertutup diteruskan secara merata ke segala arah. 

Contohnya, alat semprot obat nyamuk, ketika kita dorong untuk disemprotkan maka air yang keluar dari lubang penyemprot akan sama besar dan sama kuat. Hal ini menunjukkan bahwa air menekan secara merata ke segala arah.

Pascal`s Law

Pemanfaatan Hukum Pascal yang sangat penting dan berguna sekali adalah dalam hal "memanfaatkan gaya yang kecil menghasilkan gaya yang besar contohnya adalah pompa hidrolik. Pompa ini memiliki 2 buah tabung yang luas penampang tabungnya antar keduanya berbeda. Pada tabung kecil dikerjakan dengan gaya F1. Tekanan yang dihasilkan pada cairan adalah p =F1/ A1

dengan A1 adalah luas penampang dari tabung yang kecil. Tekanan sebesar ini kemudian diteruskan ke permukaan cairan dalam tabung yang besar. Gaya yang bekerja pada permukaan cairan dalam tabung besar adalah 

F2 = p A2   

F2 = F1 A2

                 A1

dengan A2 adalah luas penampang tabung besar.

Melihat rumus diatas, maka gaya F2 pada tabung besar dapat diusahakan sebesar mungkin dengan perbandingan A2/A1. Dengan kata lain, luas penampang A2 harus berkali-kali lipat luas penampang A1.

Contoh Penggunaan Rumus Hukum Pascal diatas adalah sebagai berikut :

Luas penampang kecil (A1) adalah = 10 cm2

Luas penampang besar (A2) adalah = 1 m2

Perbandingan antara A2/A1 adalah 1000 kali

Hal ini berarti, dengan mengerjakan gaya F1 = 10 N pada tabung kecil, maka gaya yang dihasilkan dan peroleh pada tabung besar adalah :

F2 = F1

= 10 N x 1.000

= 10.000 N 

Dengan demikian, gaya 10 N yang kalau kita perkirakan mampu untuk digunakan menekan sebuah paku payu payung pada papan, tetapi mampu menghasilkan gaya sebesar 10.000 N yang kira-kira sama dengan berat mobil sedan.

Contoh soal Hukum Pascal :

Pompa hidrolik mempunya luas penampang kecil 10 cm2. Jika gaya 10 N dapat digunakan untuk mengangkat  mobil dengan berat 10.000 N, berapa luas penampang besar?

Jawabannya adalah :

A2 = F1  A1 = 10.000 N  X 10 cm2

        F2                   10 N

= 10.000 cm2

= 1 m2

Penggunaan Hukum Pascal pada berbagai peralatan antara lain :

1. Jembatan Angkat

Contoh penggunaan jembatan angkat ini bisa kita lihat pada bengkel dan tempat pencucian mobil. Dengan diangkatnya mobil maka akan mempermudah perbaikan maupun pembersihan mobil bagian bawah. Didalam reservoir atau bak penampungan cairan jembatan angkat diisi dengan minyak. Diatasnya permukaan minyak terdapat udara yang dimampatkan atau dipadatkan sehingga mempunyai tekanan yang tinggi. Ketika jembatan angkat ini dipergunakan, maka udara yang mampat ini akan meneruskan tekanan kebagian bawah penghisap yang selanjutnya akan mengangkat mobil yang diletakkan diatasnya. Dengan cara seperti ini maka akan dengan mudah mengangkat beban mobil yang berat menjadi mudah dilakukan.

2. Dongkrak Hidrolik

Tau dongkrak kan? Alat ini merupakan alat wajib yang harus tersedia didalam mobil karena akan sangat membantu kita untuk mengganti ban mobil kita ketika bocor. Ketika dongkrak ditekan atau diungkit, maka penghisap kecil akan menekan cairan yang berada di reservoir. Cairan ini akan meneruskan tekanan ke penghisap besar sehingga akan mendorong benda yang ada diatasnya.

3. Benda lain yang mempergunakan prinsip dasar Hukum Pascal adalah, Kempa Hidrolik yang biasanya digunakan untuk memeras buah untuk diambil airnya,  memadatkan kertas dan lain-lain. Digunakan juga pada Dental Chair atau kursi periksa gigi, pompa ban, elevator atau tangga berjalan untuk menaikkan barang atau orang ke pesawat dan lain-lain.

 

Contoh soal hukum Pascal

1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m² dan 0,10 m². Jika gaya masukan adalah 5 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ?
Pembahasan :
Diketahui :
A₁ = 0,04 m²
A₂ = 0,10 m²
F₁ = 5 N
Ditanya : F₂ ?
Jawab :F₁/A₁ = F₂/A₂
5/0,04 = F₂/0,10
125 = F₂/0,10

F₂ = (125)(0,10) = 12,5 N
2. Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2000 kg ?
Pembahasan :
Diketahui :
r₁ = 2 cm = 0,02 m
r₂ = 25 cm = 0,25 m
A₁ = (3,14)(0,02)² = 0,001256 m²
A₂ = (3,14)(0,25)² = 0,19625 m²
F₂ = w = m g = (2000)(9,8 m/s²) = 19600 N
Ditanya : F₁ ?
Jawab :
F₁/A₁ = F₂/A₂
F₁/0,001256 = 19600/0,19625
F₁/0,001256 = 99.872,6

F₁ = 125,44 N
3. Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 10 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 20 cm ?
Pembahasan :
Diketahui :
1 atm = 1,013 x 10⁵ N/m²
p _ukur = 10 atm = (10)(1,013 x 10⁵ N/m²) = 10,13 x 10⁵ N/m²
F₁ = 10,13 x 10⁵ N/m²
A₁ = 1 m²
A₂ = (3,14)(0,10 m)² = 0,0314 m²
Ditanya : F₂ ?
Jawab :
p = F/A atau F₁/A₁ = F₂/A₂
1013000/1 = F₂/0,0314
1.013.000 = F₂/0,0314

F₂ = 31.808 N

Massa maksimum :
w = m g
31.808 = m (9,8)
m = 3.245,7 kg