RADARSEMARANG.ID, RASA ingin tahu yang besar dari peserta didik menjadi pemacu dan pemicu bagi penulis untuk mengajar dengan metode praktik, karena dengan praktik peserta didik dapat dengan mudah memahami konsep-konsep dalam IPA, salah satunya adalah Hukum Pascal.
Hukum Pascal banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya Pompa Hidrolik. Hal ini pernah penulis tanyakan saat pembelajaran, mengapa pompa pidrolik dapat mengangkat mobil yang sangat berat? Bagaimana cara kerja pompa hidrolik? Mereka meminta melakukan praktik untuk mengetahui cara kerja pompa hidrolik berdasarkan Hukum Pascal.
Untuk membuktikan cara kerja pompa hidrolik dapat dibuat menggunakan sebuah papan kayu/triplek, selang berukuran kecil, alat suntik besar, alat suntik kecil, dan air berwarna. Prinsip kerja pompa hidrolik adalah dengan memberikan gaya yang kecil pada pengisap kecil dapat menghasilkan gaya yang besar pada pengisap besar dan tekanan zat cair pada pengisap kecil akan diteruskan ke pengisap besar sehingga menimbulkan gaya angkat ke atas. Hal ini sesuai dengan bunyi Hukum Pascal yang menyatakan bahwa “Tekanan yang diberikan pada zat cair di ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah sama besar.”
Baca juga: Belajar Klasifikasi Makhluk Hidup Asyik dengan Kartu Bergambar
Praktik dilakukan secara berkelompok terdiri dari 3-4 orang dengan urutan sebagai berikut, pertama, membuat alat sederhana menggunakan papan kayu/triplek yang memiliki prinsip kerja seperti pompa hidrolik dengan merangkaikan selang plastik ke dalam dua lubang pada kayu. Kedua, mengisi selang plastik dengan air berwarna sampai penuh. Ketiga, memasukkan alat suntik pada lubang selang, masing-masing berukuran kecil dan berukuran besar. Keempat, meletakkan beban di atas alat suntik besar. Kelima, mendorong pengisap alat suntik kecil dan mengamati apa yang terjadi pada beban yang terdapat di atas alat suntik besar. Keenam, mengulangi langkah keempat dan kelima dengan memindah beban. Ketujuh, membandingkan gaya angkat yang dihasilkan pada alat suntik kecil dan alat suntik besar.
Baca juga: Kepala Sekolah Harus Inovatif di Masa Pandemi Covid-19
Setelah selesai praktik, bersama kelompoknya peserta didik menjawab pertanyaan yang ada pada lembar kegiatan peserta didik, yaitu, 1) Bagaimana gaya yang diberikan antara alat suntik kecil dengan alat suntik besar? 2) Faktor apa yang mempengaruhi Hukum Pascal? 3) Buatlah hubungan antara gaya pada pengisap kecil (F1), gaya pada pengisap besar (F2), luas penampang pengisap kecil (A1), dan luas pengisap besar (A2).
Kemudian peserta didik menganalisa dan berdiskusi menjawab pertanyaan, diperoleh faktor yang mempengaruhi hukum Pascal yaitu gaya yang diberikan dan luas penampang. Walaupun gaya dorong yang diberikan kecil ternyata dapat menghasilkan gaya angkat yang besar.
Dari hasil diskusi yang dilakukan peserta didik, kesimpulan yang benar, ada hubungan antara gaya pada pengisap kecil (F1), gaya pada pengisap besar (F2), luas penampang pengisap kecil (A1), dan luas penampang pengisap besar (A2). Dimana jika A2 lebih besar dari A1 maka akan dihasilkan gaya angkat F2 lebih besar dari F1. Ini merupakan prinsip kerja pompa hidrolik. Sehingga pompa hidrolik mampu mengangkat motor atau mobil yang sangat berat dengan menggunakan gaya yang kecil, padahal di dalam pompa tersebut hanya berisi zat cair berupa minyak. Dan secara matematis dapat dirumuskan F1/A1=F2/A2.
Baca juga: Membangkitkan Wirausaha di Masa Pandemi Covid-19
Berdasarkan hasil kegiatan praktik yang dilakukan, peserta didik dapat membuktikan cara kerja pompa hidrolik menggunakan papan kayu dan alat suntik. Bahwa pompa hidrolik dapat mengangkat mobil atau motor yang sangat berat karena menerapkan konsep Hukum Pascal. Dari semua kelompok dalam satu kelas dapat menyimpulkan dengan benar cara kerja pompa hidrolik. Hal ini penulis alami sendiri di sekolah tempat penulis mengajar yaitu peserta didik kelas VIII A di SMP Negeri 1 Bandar kabupaten Batang. (ips2/ida)
Guru IPA SMPN 1 Bandar Kabupaten Batang
Pada sistem rem hidrolik, prinsip kerja pengeremannya menerapkan hukum pascal.
Hukum pascal berbunyi “Jika zat cair yang berada di ruang yang tertutup diberikan tekanan maka terkanan tersebut akan diteruskan oleh zat cait ke segala arah dengan tekanan yang sama besar”
Zat cair yang digunakan pada sistem rem adalah minyak rem. Minyak rem yang digunakan harus memenuhi beberapa syarat yaitu minyak rem tidak boleh menyebabkan korosi pada bagian komponen sistem rem yang dilewatinya, harus memiliki kekentalan yang sesuai dan harus memiliki titik didih yang tinggi yang artinya minyak rem tidak boleh menguap saat digunakan.
Untuk lebih jelasnya tentang hukum pascal maka perhatikan gambar di bawah ini :
P1 = P2
P = F / A sehingga dapat ditulis juga dengan rumus :
Dengan menerapkan hukum pascal pada prinsip kerja sistem rem hidrolik, maka saat pengendara melakukan pengereman, gaya dari pengendara yang digunakan untuk mengerem dapat diperkecil.
Syarat yang harus terpenuhi adalah pada sistem rem hidrolik harus bebas dari udara, yang berarti pada sistem rem hidrolik harus tertutup.
Terjadinya kebocoran pada sistem rem hidrolik dapat menyebabkan udara masuk ke dalam sistem rem hidrolik sehingga saat pengereman akan terganggu, karena gaya yang dikeluarkan pengendara akan diteruskan untuk memampatkan udara terlebih dahulu sebelum diteruskan untuk menekan minyak rem sehingga terjadilah yang namanya istilah ngocok rem (menginjak pedal rem berulang kali untuk mendapatkan gaya pengereman).
Jika terdapat udara pada sistem rem, maka udara tersebut harus di buang dari sistem. Jika ada kebocoran maka harus diperbaiki terlebih dahulu sebelum melakukan langkah pembuangan udara pada sistem rem.
Langkah pembuangan udara pada sistem rem hidrolik ini dinamakan langkah bleeding. Langkah bleeding dilakukan bila setelah melakukan pembongkaran master slinder, silinder roda atau kaliper dan jika melakukan pergantian minyak rem.
Pada sistem rem hidrolik kendaraan mobil terdiri dari beberapa komponen, yaitu dari pedal rem kemudian gaya diteruskan ke master silinder dan selanjutkan diteruskan ke silinder roda (pada rem tromol) atau kaliper (pada rem cakram). Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar di bawah ini :
Untuk menghitung gaya yang diteruskan ke master silinder dapat diketahui dengan menggunakan rumus berikut ini :
Jika gaya pada master silinder sudah diketahui maka kita dapat mengitung gaya yang di silinder roda atau kaliper roda.
Contoh soal :
Bila diketahui gaya yang diberikan pengemudi saat mengerem yaitu 180 kg (F1 = 180 kg) dan jarak pedal dari fulchrum adalah 30 cm (A = 30 cm) dan jarak push rod dari fulchrum adalah 6 cm (B = 6 cm), diameter pada master silinder adalah 20 cm (A2 = 20 cm), gaya pada silinder roda F3 = 360 kg, diamter silinder roda A4 = 30 cm dan diamter silinder roda A5 = 10 cm. Maka hitunglah :
F2 = ? ; A3 = ? ; F4 = ? ; dan F5 = ?
Jawaban :
Pertama kita hitung gaya yang di master silinder roda yaitu :
F2 = F1 x (A/B)
F2 = 180 x (30/6)
F2 = 180 x 5 = 900 kg
Kemudian kita cari diameter pada A3 dengan cara :
F2/A2 =F3/A3
A3 = (F3/F2) x A2
A3 = (360/900) x 20
A3 = 0,4 x 20 = 8 cm
Kemudian kita cari gaya pada F4 dengan cara :
F2/A2 = F4/A4
F4 = (F2/A2) x A4
F4 = (900/20) x 30
F4 = 45 x 30 = 1350 kg
Kemudian kita cari gaya pada F5 dengan cara :
F2/A2 = F5/A5
F5 = (F2/A2) x A5
F5 = (900/20) x 10
F5 = 45 x 10 = 450 kg