Hukum Pascal

Tanpa disadari mungkin banyak yang tidak menyadari bahwa sebenarnya hukum pascal sering diterapkan di dalam kehidupan sehari – hari, seperti : saat kita ke bengkel untuk memperbaiki mobil, kemudian melihat mobil diangkat oleh montir menggunakan dongkrak hidrolik, mka hukum pascal diterapkan oleh montir tersebut.

Apakah sudah memahami konsep hukum pascal secara sederhana?

Jika masih belum memahami konsep hukum pascal itu seperti apa, maka sekarang perhatikan penjelasannya dengan mempelajari pengertian, bunyi, rumus, contoh – contoh, bahkan sampai penemunya.

Daftar Isi

Pengertian Hukum Pascal

Hukum Pascal adalah salah satu hukum yang digunakan untuk mengukur tekanan pada zat cair. Hukum pascal merupakan salah satu hukum yang ada dalam ilmu fisika. Oleh karena itu, bagi pelajar yang sedang menempuh pelajaran science atau ilmu pengetahuan alam pasti mempelajari tentang hukum pascal.

Lalu, siapakah ilmuwan yang menemukan hukum pascal yang selama ini dipelajari dalam ilmu fisika?

Penemu Hukum Pascal

Seorang ilmuwan asal Prancis bernama Blaise Pascal yang hidup antara tahun 1623 – 1662 merupakan penemu hukum pascal tersebut. Blaise Pascal merupakan seorang yang memiliki minat dalam bidang filsafat dan agama, akan tetapi dia juga memiliki hobi dalam mempelajari ilmu matematika and geometri proyektif.

Hobi seorang ilmuwan yang lahir pada tanggal 19 Juni 1623 ini ternyata mengantarkannya masuk ke dalam bidang fisika sampai menemukan tentang mekanika fluida yang kemudian disebut dengan hukum pascal.

Bunyi Pascal

Blaise Pascal menyatakan bahwa “jika tekanan diberikan pada fluida atau zat cair dalam suatu tempat yang memiliki ruang tertutup, maka tekanan yang sama besar akan mengalir dan diteruskan ke segala arah”.

Fluida adalah zat atau suatu entitas yang akan mengalami kesinambungan jika diberikan tekanan maupun tegangan, karena fluida memiliki sifat yang tidak dapat menolak adanya perubahan bentuk.

Zat fluida ada yang berupa cairan dan ada juga yang berupa gas. Pada hukum ini tekanan hanya akan diberikan pada fluida zat cair.

Seperti sifat dari fluida, zat cair juga dapat melakukan perubahan bentuk, dan juga dapat mengalir.

Baca juga : Hukum Ohm

Rumus Hukum Pascal

Belajar ilmu fisika, berarti mempelajari bermacam – macam hukum dalam ilmu fisika dan tentunya setiap hukum memiliki rumusan tersendiri.

Berdasarkan bunyi pascal, maka rumus hukum pascal adalah sebagai berikut :

P_keluar = P_masuk

Atau, secara umum dibaca :

p_1 = p_2

Tekanan (P) adalah hasil dari Gaya (F) dibagi dengan Luas penampang (A), jika disubstitusikan menjadi rumus seperti di bawah ini :

P = \frac{F}{A}

Rumus di atas dapat ditulis kembali dengan menggunakan perbandingan Gaya keluar dibagi Luas bidang 1 dengan Gaya masuk dibagi Luas 2, maka didapatkan rumus berikut ini :

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

Rumus – rumus di atas memiliki keterangan sebagai berikut :

P = Tekanan (satuan : N/m²).

F = Gaya (satuan : N).

A = Luas (satuan : m²).

P₁ = Tekanan pada piston 1, yaitu tekanan yang keluar pada piston sebelah kiri (N/m²).

P₂ = Tekanan pada piston 2, yaitu tekanan yang masuk pada piston sebelah kanan (N/m²).

F₁ = Gaya pada Permukaan Piston 1 (N).

F₂ = Gaya pada Permukaan Piston 2 (N).

A₁ = Luas Permukaan Piston 1 (m²).

A₂ = Luas Permukaan Piston 2 (m²).

Penerapan dalam Kehidupan Sehari – hari

Gaya tekanan yang diterima (F₂) pada rumus di atas dipengaruhi oleh permukaan piston atau bejana, jika permukaan besar, maka gaya tekan juga akan besar. Hal tersebut yang menjadi faktor penyebab seseorang dapat mengangkat kendaraan dengan menggunakan alat dongkrak hidrolik.

Dongkrak hidrolik biasa digunakan untuk mengangkat mobil, seperti mengganti ban maupun pekerjaan lainnya. Terdapat 2 silinder pada dongkrak tersebut, yaitu silinder yang kecil dan besar.

Prinsip kerja dongkar hidrolik dari penerapan hukum pascal () yaitu :

Tekanan diberikan pada dongkar hidrolik.
Minyak pada silinder kecil akan tertekan.
Diteruskan menuju ke silinder besar.
Tekanan silinder besar akan memberikan gaya pada dongkrak, sehingga dapat mengangkat beban berat seperti mobil.

Selain dongkrak hidrolik, terdapat juga pompa hidrolik yang memiliki peran untuk merubah energi mekanik menjadi hidrolik.

Prinsip kerja pompa hidrolik sebagai berikut :

Menarik Piston.
Piston yang tertarik akan memperluas ruang dalam pompa.
Semakin besar ruang, semakin kecil tekanan. Hal tersebut disebabkan karena tekanan udara lebih besar dari pada tekanan ruang dalam pompa.

Ketika piston dilepaskan, maka piston memberi tekanan pada fluida, dan tekanan tersebut akan mengubahnya menjadi energi potensial.

Penarapan pascal selanjutnya yaitu terjadi pada rem hidrolik. Rem hidrolik dapat ditemukan di dalam kehidupan sehari – hari, terutama bagi orang yang mengendarai mobil.

Menghenatikan atau memperlambat kecepatan mobil saat berkendara menggunakan atau menekan pedal rem dengan gaya tekan yang kecil maupun besar.

Prinsip kerja dari rem hidrolik ketika menekan rem pada mobil, maka :

Gaya tekan diteruskan pada fluida atau zat cair berupa minyak.
Rem akan mengekang ban mobil agar berhenti.

Nah, setelah memahami berbagi contoh penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari – hari, maka seharusnya dapat menjawab beberapa contoh soal pascal berikut ini.

Contoh Soal Latihan Hukum Pascal

Tidak sulit untuk memahami prinsip dari pascal jika sudah mempelajari dari contoh yang ada dalam kehidupan di sekitar kita.

Tidak perlu juga mengafalkan semua rumus – rumus di atas, karena pada dasarnya jika sering mengerjakan soal Latihan, maka secara otomatis akan terbiasa dengan menggunakan rumus tersebut.

Berikut adalah contoh soalnya :

Terdapat dongkrak hidrolik yang memiliki luas permukaan sebesar 0,2 m² dan 40 cm². Gaya tekan dikeluarkan sebesar F = 100 N, maka hasil gaya tekan tersebut sebesar…. N

Pembahasan soal 1

Diketahui :

√ Luas permukaan 1 (A₁) = 0,2 m².

√ Luas permukaan 2 (A₂) = 40 cm², maka ketika dirubah satuan luas yaitu m² menjadi 0,4 m².

√ Gaya yang dikeluarkan adalah gaya pada permukaan 1 = 100 N.

Ditanya?

Hasil gaya tekan adalah gaya pada permukaan 1 (F₂) = …. N

Jawaban :

Sesuai dengan bunyi hukum yang berlaku, maka menggunakan rumus :

\frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2}\\ \ \\ \frac{100}{0,2} = \frac{F_2}{0,4}\\ \ \\ \frac{100}{0,2} = \frac{F_2}{0,4}\\ \ \\ 500 = \frac{F_2}{0,4}\\ \ \\ 500 \times0,4 = F_2\\ \ \\ 200 = F_2\\

Maka, gaya yang masuk pada permukaan dongkrak hidrolik sebesar 200 Newton (N).

2. Pada gambar di bawah ini terdapat sebuah mobil yang terangkat dengan menggunakan pipa besar yang berjari – jari 25 cm, sedangkan pipa kecil sebesar 5 cm. Kemudian, hitunglah berapa gaya yang dikeluarkan agar mobil yang memiliki berat 15.000 N dapat terangkat?

Pembahasan soal 2.

Diketahui :

√ r₁ = 5 cm

√ r₂= 25 cm

√ F₂ = 15.000 cm

Ditanya?

Berapakah gaya yang dikeluarkan (F₁)?

Jawab :

\frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2}\\ \ \\ F_1 = A_1\times\frac{F_2}{A_2}\\ \ \\ F_1 = F_2\times\frac {\pi r_1^2}{\pi r_2^2}\\ \ \\ F_1 = 15.000\times\frac {5^2}{25^2}\\ \ \\ F_1 = 15.000\times 0,04\\ \ \\ F_1 = 600 N

Rumus dari nilai Luas (A) = , maka gaya yang haru dikeluarkan agar mobil dapat terangkat sebesar 600 N.

Jangan berhenti berlatih untuk mengerjakan soal – soal Latihan, karena hal tersebut mampu mengingat dengan cepat rumus – rumus fisika, terutama rumus dari hukum pascal. Tips mudah menghafal rumus dengan mengerjakan banyak soal merupakan salah satu cara yang efektif dan juga memudahkan kita mengerjakan berbagai macam soal latihan.