Hukum Pascal

Hukum Pascal dinyatakan oleh seorang filsuf sekaligus ilmuwan Prancis, Blaise Pascal (1623-1662) menyatakan bahwa:

“Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.”

Hukum Pascal ini menggambarkan bahwa setiap kenaikan tekanan pada permukaan fluida, harus diteruskan ke segala arah fluida tersebut. Hukum pascal hanya dapat diterapkan pada fluida, umumnya fluida cair.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Kesetimbangan Benda Tegar
Hukum Newton

Rumus Hukum Pascal

Rumus hukum Pascal dalam sistem tertutup dapat disimpulkan dengan:

Agar lebih simpel, formula diatas ditulis dengan $P_1 = P2$

Seperti yang sudah kita tahu bahwa tekanan adalah gaya dibagi besar luasan penampangnya (P = F/A), maka persamaan diatas dapat ditulis kembali sebagai berikut:

$\frac{F_2}{A_2} = \frac{F_1}{A_1}$

Atau

$\frac{F_2}{F_1} = \frac{A_1}{A_2}$

Besarnya keuntungan mekanis dari sistem fluida/hidrolik yang menggunakan hukum Pascal dapat diketahui dari rasio gaya yang keluar dibagi gaya yang diberikan.

$keuntungan mekanis = \frac{F_2}{F_1}$

Karena luasan penampang berbanding lurus dengan gaya, maka keuntungan mekanis juga dapat langsung diketahui dari rasio kedua luasan penampang.

Perhatikan gambar mekanisme hidrolik diatas. Karena cairan tidak dapat ditambahkan ataupun keluar dari sistem tertutup, maka volume cairan yang terdorong di sebelah kiri akan mendorong piston (silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Piston di sebelah kiri bergerak ke bawah sejauh h1 dan piston sebelah kanan bergerak ke atas sejauh h2. Sesuai hukum Pascal, maka:

$A_2h_2 = A_1h_1$

Mau diskon 40% paket RuangGuru? WA: 0813 7693 4946

Sehingga,

$\frac{A_2}{A_1} = \frac{h_1}{h_2}$

Penerapan Hukum Pascal

Hukum Pascal banyak diterapkan untuk memudahkan pekerjaan manusia. Salah satu contoh yang paling sederhana adalah pengungkit hidrolik. Pada pengungkit hidrolik, sedikit gaya masuk yang diberikan digunakan untuk menghasilkan gaya keluar yang lebih besar dengan cara membuat luasan piston bagian luar lebih besar daripada luasan piston bagian dalam. Dengan cara ini, keuntungan mekanis yang didapatkan akan berlipat ganda tergantung rasio perbedaan luasan piston. Sebagai contoh, jika luasan piston luar 20 kali lebih besar daripada piston bagian dalam, maka gaya yang keluar dikalikan dengan faktor 20; sehingga jika gaya yang diberikan setara dengan 100 kg, maka dapat mengangkat mobil hingga seberat 2000 kg atau 2 ton.

Contoh lainnya adalah rem hidrolik pada mobil seperti yang dapat dilihat pada gambar dibawah. Ketika pengemudi menginjak pedal rem, tekanan pada silinder utama akan meningkat. Kenaikan tekanan ini akan diteruskan keseluruh bagian fluida di sepanjang sistem hidrolik sehingga silinder rem akan mendorong kanvas rem terhadap cakramyang menempel pada roda mobil. Akibat gesekan antara kanvas rem dengan cakram akan menyebabkan laju mobil berkurang. Rem hidrolik seperti ini biasa disebut rem cakram dan digunakan pula di sepeda motor. Fluida yang digunakan sebagai media penyalur tekanan adalah oli.

Dapat dikatakan bahwa semua sistem hidrolik menggunakan hukum Pascal. Sistem hidrolik dipakai di seluruh kendaraan berat, mesin pengangkut, pabrik-pabrik, dan semua peralatan yang membutuhkan gaya yang besar menggunakan sistem hidrolik karena keuntungan mekanisnya yang cukup tinggi dan sistem kerjanya yang sederhana.

Contoh Soal Hukum Pascal

Contoh Soal 1

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:

Dengan menggunakan rumus hukum Pascal $F_2/A_2 = F_1A_1$ dapat dicari nilai gaya yang diperlukan:

$F_1 = (\frac{A_1}{A_2})F_2$

Sehingga didapat:

$F_1 = \frac{\pi (5 \times 10^{-2} m)^2}{\pi (`5 \times 10^{-2} m)^2} (13.300 N)$

$F_1 = \frac{25}{225} (13.300 N)$ = 1.480 N[/latex]

Kemudian, banyaknya tekanan udara yang dibutuhkan sebesar:

$P_1 = \frac{F_1}{A_1} = \frac{1.480N}{\pi (15 \times 10^{-2} m)^2}$ $P_1 = 188.000 Pa$

Besarnya tekanan yang diperlukan, hampir dua kali besar tekanan atmosfer.

Contoh Soal 2

Sebuah pengungkit hidrolik memiliki piston masuk (utama) dengan diameter 1 cm dan silinder luar dengan diameter 6 cm. Tentukan gaya yang dikeluarkan oleh silinder luar ketika diberikan gaya sebesar 10 N pada silinder masuk. Jika piston masuk bergerak sejauh 4 cm, seberapa jauh piston luar bergerak?

Mau diskon 40% paket RuangGuru? WA: 0813 7693 4946

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus hukum Pascal $F_2/A_2 = F_1A_1$ dapat dicari nilai gaya yang dihasilkan:

$F_2 = (\frac{A_2}{A_1})F_1$

Didapat besar gaya yang dihasilkan sebesar:

$F_2 = \frac{\frac{\pi}{4}(6 \times 10^{-2} m)^2}{\frac{\pi}{4}(1 \times 10^{-2} m)^2} (10 N)$ $F_2 = 360 N$

Lalu, didapat jarak gerakan piston luar sebesar:

$\frac{F_2}{F_1} = \frac{h_1}{h_2}$ $h_2 = (\frac{10 N}{360 N}) 4 cm = 0,11 cm$

Jadi dapat disimpulkan bahwa piston luar bergerak sejauh 1/36 dibandingkan piston masuk.

https://www.studiobelajar.com/hukum-pascal/

Hukum Pascal – Nama hukum ini diambil dari orang yang melakukan eksperimen yaitu Blaise Pascal, melakukan percobaan tentang air dan menyatakan bahwa air keluar lebih deras dan lebih jauh lewat lubang pada wadah yang permukaan atasnya terbuka, dibandingkan dengan wadah yang permukaan atas ditutup, hal ini dikenal dengan prinsip pascal. Hal ini disebabkan oleh tekanan air yang lebih besar pada wadah yang terbuka.

Pertanyaannya, mengapa tekanan air pada dasar wadah terbuka bisa lebih besar dibandingkan dengan wadah dengan permukaan tertutup? Itu karena wadah tertutup hanya terdapat tekanan air yang bergantung pada massa jenis air, kedalaman air dari permukaan, dan percepatan gravitasi.

Bunyi Hukum Pascal

Hukum atau prinsip pascal menyatakan bahwa

“Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar“

Hukum Pascal adalah penerapan dari konsep tekanan dalam suatu zat cair. Mungkin Anda pernah menemui ayah atau tukang montir mengganti sebuah ban dan harus mengangkat sebuah mobil, tentunya untuk mengangkat mobil dibutuhkan alat sebagai pendukung yaitu sebuah dongkrak. Nah prinsip kerja dongkrak bisa kita pelajari di Hukum Pascal.

Rumus Hukum Pascal

Jika yang diketahui adalah jari-jari atau diameter, maka rumus hukum pascal berubah menjadi:

Keterangan:

F1 = gaya pada penampang 1 (newton)
F2 = gaya pada penampang 2 (newton)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
D1 = diameter pada penampang 1 (m)
D2 = diameter pada penampang 2 (m)
R1 = jari-jari pada penampang 1 (m)
R2 = jari-jari pada penampang 2 (m)

Berdasarkan rumus tersebut gaya F2 dipengaruhi oleh luas masing-masing permukaan bejana. Jika permukaan bejana lebih besar, pastinya gaya yang diciptakan juga lebih besar. Yuksinau.id sajikan contoh soal hukum pascal juga berikut ini.

Contoh Soal Hukum PascalSatu buah alat pengangkat mobil memakai luas penampang penghisap kecil 10 cm2 dan penghisap besar 50 cm2. Berapa gaya yang harus diberikan sehingga bisa mengangkat sebuah mobil 20.000 N?

Diketahui:

A1 = 10 cm2
A2 = 50 cm2
F2 = 20.000 N

Ditanyakan: f1…………………..?

Jawab:
Sehingga diperoleh kesimpulan bahwa dengan gaya 4000 N kita bisa mengangkat sebuah mobil dengan gaya 20.000 N. Nah terus apa sajakah penerapan hukum pascal di kehidupan sehari-hari? berikut ini contoh penerapan hukum pascal.

Penerapan Hukum Pascal

1. Dongkrak Hidrolik

INTERESTING FOR YOU

Jika lutut dan pinggul terasa sakit, ambillah

Jangan hanya tidur! Ribuan orang menjadi kaya dalam semalam

Bank tak dapat hentikan anda lakukan ini. Mereka membencinya

Obat rumahan yang untuk mengalahkan radang sendi tanpa operasi

Gambar diatas menunjukkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri dari:

2 bejana yang berhubungan dan terbuat dari bahan yang kuat (contoh: besi)
Penghisap kecil dan besar
Minyak pengisi bejana

Jika Anda pernah melihat seseorang mengganti ban mobil, bagian mobil harus diganjal agar badan mobil tidak miring, untuk itu manusia memanfaatkan dongkrak hidrolik

2. Rem Hidrolik

Pernahkah Anda tahu bahwa sistem rem pada mobil menggunakan hukum pascal, pasalnya apabila tidak menggunakan hukum ini maka untuk menghentikan laju mobil akan dibutuhkan tenaga yang besar.

Dengan hukum pascal ini, pengemudi mobil cukup memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraan, gaya ini diteruskan oleh minyak lewat pipa sehingga memberikan gaya yang lebih besar pada rem yang terletak di ban mobil.

3. Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Penerapan hukum pascal juga digunakan untuk mengangkat mobil di tempat pencucian mobil, cara kerjanya sama dengan dongkrak hidrolik.

4. Pompa Sepeda

Terdapat 2 jenis pompa sepeda yaitu pompa sepeda biasa dan pompa sepeda hidrolik, kita akan lebih mudah memompa ban sepeda dengan menggunakan pompa hidrolik karena hanya membutuhkan sedikit tenaga.

5. Mesin Pengepres Kapas (Kempa)

Selain dongkrak hidrolink, rem, pompa, penerapan hukum pascal juga terdapat di mesin pengepres kapas (kempa) untuk mendapatkan ukuran yang cocok disimpan dan disebarluaskan. Cara kerjanya yaitu gaya tekan yang dihasilkan oleh pompa yang menekan penghisap kecil, sehingga penghisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas, sehingga kabas akan mampat.

Itulah bunyi hukum pascal dan rumus beserta penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari. Jika ada yang masih ditanyakan sampaikan saja lewat kotak komentar.

Referensi:
sumadewiblog.wordpress.com/tekanan/hukum-pascal/
id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Pascal

http://www.yuksinau.id/hukum-pascal/#!

Hukum Pascal

Beberapa penelitian ilmiah paling awal pada tekanan dalam cairan dilakukan oleh matematikawandan fisikawan Perancis bernama Blaise Pascal (1623-1662). Satuan SI dari tekanan, Pascal (Pa), adalah nama untuk dia karena penelitian pentingnya. Salah satu kontribusi besar Pascal dikenalsebagai Hukum Pascal. Hukum ini menyatakan bahwa

Perubahan tekanan pada setiap titik dalam fluida tertutup disebarkan sama pada seluruhcairan ke segala arah.

Cek Video Ini:

Contoh Hukum Pascal Dalam Kehidupan Sehari-hari

Sebuah contoh sederhana dapat membantu kita memahamihukum Pascal. Pasta gigi adalah cairan yang tertutup dalamtabung dengan lubang kecil di salah satu ujung. Lihatlah tabungpasta gigi seperti gambar di samping ini. Ketika setiap bagian daritabung diperas menyemprotkan pasta gigi, keluar dari ujungterbuka. Tekanan diberikan pada tabung dan ditransmisikansecara merata ke seluruh pasta gigi. Ketika tekanan mencapaiujung terbuka, kemudian memaksa pasta gigi keluar melalui lubang tersebut.

Contoh lain betapa bergunanya hukum pascal adalah prinsip kerja rem hidrolik dalam kendaraan bermotor seperti mobil. Rem hidrolik dalam mobil menggunakan cairan untuk mengirimkan tekanan, gaya yang diberikan pada pedal akan diteruskan ke silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam sehingga timbul gesekan antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.

Dongkrak Hidrolik: Dongkrak digunakan untuk mengangkat mobil yang akan dicuci menggunakan hukum pascal. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini. Saat kita mendorong salah satu piston dengan gaya f maka fluida didalamnya tertekan kemudian menyebarkan tekanan dengan merata ke segala arah, sehingga mampu menekan piston lain yang ditumpangi mobil yang kemudian terangkat.

Begitupun dengan suntikan, kita memberikan tekanan pada salah satu ujung suntikan kemudian cairan keluar melalui ujung tajam jarum suntikan tersebut. Masih banyak contoh lainnya.

Rumus Hukum Pascal
Semua contoh penerapan diatas memenuhi persamaan hukum pascal sebagai berikut:

P1 = P2
F1/A1 = F2/A2

Keterangan:

P = Tekanan (Pascal)

F = Gaya (N)

A = Luas Permukaan (m2)

* Suntikan memiliki luar penampang/permukaan lingkaran

Contoh Soal:

Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 2×10–4 m2digunakan untuk mengangkat mobil seberat 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

Jawab:

F1/A1 = F2/A2

104/0,1 = F1/2 × 10–4

100.000 = F1/2 × 10–4

F1 = 20 N

http://phisiceducation09.blogspot.com/2013/04/hukum-pascal.html