Pengertian Hukum Pascal. Ilmuwan Perancis yaitu Blaise Pascal (1623-1662) telah memberikan sumbangsih pengetahuan terkait sifat -sifat fluida statis yang kemudian dikenal dengan sebutan Hukum Pascal. Bunyi Hukum Pascal Secara konsep, Bunyi hukum Pascal dapat dijelaskan sebagai berikut. “Jika suatu fluida diberikan tekanan pada suatu tempat, maka tekanan itu akan diteruskan ke segala arah dengan nilai sama besar.” Prinsip Hukum Paskal Apabila piston-1 yang memiliki luas penampang A1 ditekan dengan gaya sebesar F1, maka zat cair di bawahnya akan memiliki tekanan yang besarnya P1. Tekanan ini akan diteruskan ke Piston-2 dengan luas penampang A2 yang besarnya P2, dan tekanan ini akan menghasilkan gaya sebesar F2. Secara matematis Hukum Pascal dapat diformusikan dengan Rumus sebagai berikut. P1 = P2 Prinsip Hukum Pascal, Tekanan Sama Besar Pada Segala Arah, Pada Pesawat Hidrolik Rumus Hukum Pascal Sesuai dengan prinsip hukum pascal yaitu Tekanan pada piston-1 (P1 ) sama dengan tekanan pada piston-2 (P2). Sehingga besarnya tekanan dan Gaya piston dapat ditentukan dengan menggunakan formulasi rumus berikut: P1 = F1/A1 F1 = gaya pada piston-1 A1 = Luas penampang piston-1 P2 = F2/A2 F2 = gaya pada piston-2 A2 = Luas penampang piston-2 (F1/A1) = (F2/A2) F1 = A1 x (F2/A2) atau F1 = (A1 /A2) x F2 Berdasarkan pada hukum Pascal ini diketahui bahwa dengan memanfaatkan gaya yang relative kecil akan diperoleh suatu gaya yang cukup besar. Contoh Aplikasi Penerapan Hukum Pascal Sehari Hari Prinsip-prinsip hukum Pascal ini kemudian diterapkan pada peralatan seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dan dump truk. 1). Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum Pascal Gaya Bejana. Bejana berhubungan digunakan untuk mengangkat sebuah beban. Beban 1000 kg diletakkan di atas penampang besar 2000 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan pada bejana kecil 10 cm2 agar beban terangkat? Diketahui: g = konstanta gravitasi = 10 m/s2 F2 = m x g = 1000 . 10 = 10.000 N A2 = 2000 cm2 A1 = 10 cm2 F1 = ? Rumus Hukum Pascal Menghitung Gaya Pada Bejana Kecil Sesuai dengan prinsip dari hukum Pascal, maka besarnya nilai gaya F1 dapat ditentukan sebagai berikut. (F1/A1) = (F2/A2) F1 = A1 x (F2/A2) F1 = 10 cm2 x (10.000 N/2000cm2) F1 = 10 x 5 N F1 = 50 N Dari contoh ini dapat diketahui bahwa gaya F1 jauh lebih kecil dibandingkan gaya F2 yang ditimbulkan dari tekanan P1. Hal ini menunjukkan bahwa prinsip Hukum Pascal dapat digunakan untuk melipatgandakan suatu gaya. Dengan gaya F1 sebesar 50 N dapat digunakan untuk menghasilkan gaya sebesar 10.000 N, atau 200 kali lebih besar. 2). Contoh Soal Perhitungan Gaya Penghisap Kecil Alat Pengangkat Mobil Hukum Pascal Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,20 m2 dan 8 x 10–4 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 4 x 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil Diketahui: A1 = 8 x 10–4 m2, A2 = 0,2 m2, dan F2 = 4 x 104 N. Rumus Hukum Pascal Menghitung Gaya Alat Pengangkat Mobil Besar gaya yang diberikan pada penghisap kecil alat pengangkat mobil dapat dinyatakan dengam menggunakan Hukum Pascal berikut: P1 = P2 atau F1/A1 = F2/A2 F1 = F2 (A1/A2) F1 = 4 × 104(8 x 10–4/0,2) F1 = 160 N Dengan demikian, gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah 160 N. 3). Contoh Soal Menghitung Gaya Penghisap Pompa Hidrolik Saat Setimbang Sebuah pompa hidrolik memiliki perbandingan jari jari piston penghisap kecil dan besar 1 : 8. Pada penampang piston kecil diberi gaya sebesar 100 N. Hitung gaya angkat pada piston penampang besar saat kedua penghisap dalam keadaan setimbang Diketahui: r1 : r2 = 1 : 8 atau r2 = 8r1 F1 = 100 N Rumus Hukum Pascal Gaya Angkat Hudrolik Keadaan Setimbang Besar gaya angkat pada piston penghisap penampang besar dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut: P1 = P2 atau F1/A1 = F2/A2 F1 = F2 (A1/A2) atau F2 = F1 (r2 /r1)2 F2 = 100 (8r1 /r1)2 F2 = 100 x 64 F2 = 6400 Jadi gaya angkat pada piston penghisap besar dalam keadaan setimbang adalah 6400 N 4). Contoh Soal Menghitung Luas Penampang Piston Dongkrak Hidrolik Dongkrak hidrolik di sebuah bengkel digunakan untuk menaikkan mobil seperti pada gambar. Berat mobil menyebabkan tekanan 10 N/cm2 pada piston besar. Jika gaya pada piston kecil adalah 150 N, hitung berapa luas panampang piston kecil. Diketahui: P2 = 10 N/cm2 F1 = 150 N Rumus Hukum Pascal Menghitung Luas Penampang Piston Kecil Dongkrak HidrolikRumus Pascal Menghitung Luas Penampang Piston Kecil Dongkrak Hidrolik Luas penampang psiton kecil dongkrak hidrolik dapat dihitung dengan rumus berikut: P1 = P2 atau F1/A1 = P2 atau A1 = F1/P2 A1 = 150/10 A1 = 15 cm2 jadi, luas penampang piston kecil adalah 15 cm2 5). Contoh Soal Perhitungan Luas Penampang Torak Penghisap Dongkrak Hidrolik Sebuah dongkrak hidrolik mempunyai torak penghisap kecil dengan luas penampangnya 50 cm2 yang diberi gaya sebesar 400 N ke bawah, sehingga timbul gaya yang bekerja pada torak besar 720 N. Hitung luas penampang torak penghisap besar Diketahui: A1 = 50 cm2 F1 = 400 N F2 = 720 N Rumus Hukum Pascal Menghitung Luas Penampang Torak Besar Dongkrak Hidrolik Besar luas penampang torak besar dongkrak hidrolik dapat dinyatakan dengan menggunakan Hukum Pascal berikut: P1 = P2 atau F1/A1 = F2/A2 atau A2 = (F2 A1)/F1 A2 = (720 x 50)/400 A2 = 90 cm2 Jadi luas penampang torak penghisap besar dongkrak hidrolik adalah 90 cm2. 6). Contoh Soal Hukum Pascal Menghtiung Gaya Dongkrak Hidrolik Mobil Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa besar memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memilki jari-jari 5 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila berat mobil adalah 16.000 N Diketahui : r1 = 5 cm, r2 = 25 cm, F2 = 16.000 N Rumus Hukum Pascal Dongkrak Hidrolik Mobil Besar gaya yang harus diberikan pada pipa kecil dongkrak hidrolik agar dapat mengangkat mobil dapat dinyatakan dengan rumus Hukum Pascal seperti berikut: P1 = P2 atau F1/A1 = F2/A2 F1 = F2 (A1/A2) atau F1 = F2 (r12 /r22) F1 = 16000 (52 / 252) F1 = 16000((0,04) F1 = 640 N 7). Contoh Soal Perhitungan Gaya Minimum Torak Pompa Hidrolik Sebuah mesin Kempa hidrolik dengan jari-jari penampang torak kecil dan besar berbanding 1: 5. Jika pada torak besar diletakkan beban seberat 1000 N, maka berapakah gaya minimum yang harus diberikan pada torak kecil agar benda itu dapat terangkat Diketahui: r1: r2 = 1: 5 atau r2 = 5r1 F2 = 1000 N Rumus Hukum Pascal Menghitung Gaya Minimum Torak Pompa Hidrolik Besar gaya minimum yang harus diberikan pada torak kecil kempa hidrolik dapat dirumuskan seperti berikut P1 = P2 atau F1/A1 = F2/A2 F1 = F2 (A1/A2) atau F1 = F2 (r1/r2)2 F1 = 1000 (r1/5r1)2 F1 = 1000 (1/5)2 F1 = 1000 (0,04) F1 = 40 N Jadi besar gaya minimum yang harus diberikan pada torak kecil kempa hidrolik adalah 40 N 8). Contoh Soal Perhitungan Jarak Tempuh Torak Penghisap Pompa Hidrolik Sebua pompa hidrolik memiliki pipa kecil berjari jari 5 cm sedangkan pipa besar berjari jari 25 cm. Agar beban yang besarnya 5000 N naik setinggi 4 cm, tentukan jarak ditempuh penghisap pipa kecil Diketahui: r1 = 5 cm r2 = 25 cm F2 = 5000 N h2 = 4 cm Rumus Hukum Pascal Menghitung Jarak Torak Penghisap Pompa Hidrolik Besar gaya yang bekerja pada pipa kecil hidrolik adalah F1 = F2 (A1/A2) atau F1 = F2 (r12 /r22) atau F1 = F2 (r1 /r2)2 F1 = 5000 (5/25)2 F1 = 5000 (0,04) F1 = 200 N Rumus Menghitung Jarak Tempuk Torak Kecil Pompa Hidrolik Jarak yang ditempuh torak penghisap pada pipa kecil dapat dirumuskan seperti berikut: W1 = W2 F1 x h1 = F2 x h2 h1 = (F2 x h2)/F1 h1 = (5000 x 4)/200 h2 = 100 cm Jadi dibutuhkan gaya sebesar 200 N dengan jarak penghisap 100 cm pada pipa kecil. Daftar Pustaka:
|