Hukum Pascal – Media Masyarakat

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

“Jika tekanan eksternal diberikan pada tata cara tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sepadan dgn tekanan eksternal yg diberikan.”

Hukum Pascal ini menggambarkan bahwa setiap kenaikan tekanan pada permukaan fluida, mesti diteruskan ke segala arah fluida tersebut. Hukum pascal hanya dapat dipraktekkan pada fluida, biasanya fluida cair.

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org lainnya:

Kesetimbangan Benda Tegar

Hukum Newton

Daftar Isi

Rumus Hukum Pascal

Rumus hukum Pascal dlm sistem tertutup dapat disimpulkan dengan:

$P_ keluar = P_ masuk$

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

Seperti yg telah kita tahu bahwa tekanan yaitu gaya dibagi besar luasan penampangnya (P = F/A), maka persamaan diatas dapat ditulis kembali selaku 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 dr metode fluida/hidrolik yg memakai hukum Pascal mampu diketahui dr rasio gaya yg keluar dibagi gaya yg diberikan.

$keuntungan mekanis = \frac F_2 F_1$

Karena luasan penampang berbanding lurus dgn gaya, maka keuntungan mekanis pula mampu langsung diketahui dr rasio kedua luasan penampang.

hukum pascal pada hidrolik

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

$A_2h_2 = A_1h_1$

Sehingga,

$\frac A_2 A_1 = \frac h_1 h_2$

Penerapan Hukum Pascal

Hukum Pascal banyak dipraktekkan untuk memudahkan pekerjaan insan. Salah satu teladan yg paling sederhana adalah pengungkit hidrolik. Pada pengungkit hidrolik, sedikit gaya masuk yg diberikan digunakan untuk menciptakan gaya keluar yg lebih besar dgn cara membuat luasan piston cuilan luar lebih besar dibandingkan dengan luasan piston cuilan dalam. Dengan cara ini, keuntungan mekanis yg ditemukan akan berlipat ganda tergantung rasio perbedaan luasan piston. Sebagai teladan, bila luasan piston luar 20 kali lebih besar dibandingkan dengan piston belahan dalam, maka gaya yg keluar dikalikan dgn aspek 20; sehingga bila gaya yg diberikan setara dgn 100 kg, maka mampu mengangkat mobil hingga seberat 2000 kg atau 2 ton.

Teh panas yang massanya 20 kg pada suhu t dituang ke dalam cangkir

penerapan hukum pascal pada rem hidrolik

Contoh lainnya yakni rem hidrolik pada kendaraan beroda empat mirip yg dapat dilihat pada gambar dibawah. Tatkala pengemudi menginjak pedal rem, tekanan pada silinder utama akan meningkat. Kenaikan tekanan ini akan diteruskan keseluruh pecahan fluida di sepanjang tata cara hidrolik sehingga silinder rem akan mendorong kanvas rem kepada cakramyang melekat pada roda kendaraan beroda empat. Akibat goresan antara kanvas rem dgn cakram akan mengakibatkan laju mobil menyusut. Rem hidrolik seperti ini biasa disebut rem cakram & dipakai pula di sepeda motor. Fluida yg digunakan sebagai media penyalur tekanan yakni oli.

rem hidrolik contoh

Dapat dikatakan bahwa semua sistem hidrolik menggunakan hukum Pascal. Sistem hidrolik digunakan di seluruh kendaraan berat, mesin pengangkut, pabrik-pabrik, & semua perlengkapan yg memerlukan gaya yg besar menggunakan metode hidrolik karena laba mekanisnya yg cukup tinggi & sistem kerjanya yg sederhana.

Contoh Soal Hukum Pascal

Contoh Soal 1

Sebuah pengungkit hidrolik dipakai untuk mengangkat mobil. Udara bertekanan tinggi dipakai untuk menekan piston kecil yg memiliki jari-jari 5 cm. Takanan yg diterima diteruskan oleh cairan didalam sistem tertutup ke piston besar yg memiliki jari-jari 15 cm. Berapa besar gaya yg harus diberikan udara bertekan tinggi untuk mengangkat kendaraan beroda empat yg memiliki berat sebesar 13.300 N? Berapa tekanan yg dihasilkan oleh udara bertekanan tinggi tersebut?

Pembahasan:

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

$F_1 = (\frac A_1 A_2 )F_2$

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 yg diperlukan 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 yg diperlukan, nyaris dua kali besar tekanan atmosfer.

Contoh Soal 2

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

Rumus Perbesaran Angular Teropong Panggung/Tonil/Galilei

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus aturan Pascal $F_2/A_2 = F_1A_1$ mampu dicari nilai gaya yg dihasilkan:

$F_2 = (\frac A_2 A_1 )F_1$