Amati bagaimana fluida berperilaku di ruang terbatas ketika gaya eksternal diterapkan. Ketika bejana berlubang diisi air di dalamnya, maka air akan perlahan keluar dari lubang tersebut. Saat diberi kekuatan dari luar, air akan keluar lebih deras. Ini menunjukkan penerapan hukum Pascal.
Sejarah Hukum Pascal
Hukum Pascal dirumuskan oleh seorang fisikawan Perancis bernama Blaise Pascal. Blaise Pascal adalah penemu pompa hidrolik dan kalkulator digital pertama. Blaise Pascal lahir di Clermont Ferrand, Prancis pada 19 Juni 1623.
Blaise Pascal memiliki ayah yang bekerja sebagai akuntan dan ahli pajak. Meski Pascal telah kehilangan ibunya sejak berusia 4 tahun, Pascal sangat bersemangat untuk belajar dan melakukan penelitian.
Baca Juga:
Pada usia 18 tahun, Blaise Pascal berhasil menciptakan alat yang disebut kalkulator digital. Namun kesehatannya perlahan menurun menyebabkan Pascal tidak produktif lagi. Meski begitu, Blaise Pascal terus mendemonstrasikan berbagai eksperimen kecil, salah satunya adalah hukum Toricelli.
Ia menemukan hukum Pascal saat Blaise Pascal sering bermain dengan air saat kanker menggerogotinya. Blaise Pascal menggunakan kantong berisi air kemudian membuat lubang pada kantong tersebut di beberapa titik.
Selanjutnya, Blaise Pascal mengamati air yang keluar dari kantong tersebut. Blaise Pascal melihat bahwa air yang keluar dari lubang memiliki pancaran yang sama kuatnya. Akhirnya Blaise Pascal merumuskan teori hukum tekanan pada zat cair yang diberi nama hukum Pascal.
Baca Juga:
Hukum Pascal berbunyi
Hukum Pascal berbicara tentang sifat fluida statis dari bejana tertutup. Berikut adalah bunyi hukum Pascal:
“Tekanan yang diterapkan pada fluida dalam bejana tertutup akan diteruskan ke berbagai titik dalam fluida dan juga ke dinding bejana.”
Penerapan hukum Pascal di atas dapat diilustrasikan dengan botol plastik yang memiliki lubang pada beberapa sisi botol plastik minuman. Selanjutnya, tambahkan air ke dalam air di dalam botol plastik sampai penuh.
Baca Juga:
Langkah selanjutnya adalah memberi tekanan pada air dari bagian atas botol. Amati bagaimana air keluar dari botol saat mendapat tekanan dari atas botol. Lihat jarak keluar air maksimal dari lubang botol.
Ketika air ditekan dari atas, jarak air untuk keluar meningkat, tetapi jarak ini akan berbeda untuk lubang pada kedalaman yang berbeda. Sebaliknya bila lubang berada pada kedalaman yang sama maka jarak keluar air akan sama karena tekanan yang diberikan oleh air sama.
Keadaan tekanan yang diterima oleh dinding bejana dikenal dengan hukum Pascal.
Baca Juga:
Penerapan Hukum Pascal
- Dongkrak hidrolik
Hukum Pascal banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya adalah dongkrak hidrolik. Dongkrak hidrolik terdiri dari pompa yang memompa cairan ke dalam silinder besar. Jika tuas ditekan ke bawah maka klep di bagian atas pipa akan mendapat dorongan yang besar.
- Rem Hidrolik
Rem berfungsi sebagai penahan gerakan cakram yang berhubungan dengan ban kendaraan. Cara kerja rem hidrolik adalah dengan menjepit cakram ke dalam atau mendorongnya keluar. Gaya gesek yang ditimbulkan antara piringan dan klem inilah yang kemudian menyebabkan kendaraan berhenti.
- Mesin Hidrolik Angkat Mobil
Mesin angkat mobil hidrolik biasanya terdapat di bengkel mobil yang digunakan untuk mengangkat mobil saat pembersihan dilakukan pada bagian bawah. Prinsip kerja dongkrak hidrolik sama dengan dongkrak hidrolik.
Baca Juga:
Di dalam mesin hidrolik angkat mobil menggunakan udara bertekanan tinggi, bukan piston kecil. Udara bertekanan tinggi kemudian dikirim ke reservoir. Tekanan tersebut kemudian diteruskan oleh cairan ke piston besar sehingga dihasilkan gaya angkat yang besar.
rumus Pascal
Rumus Pascal diturunkan berdasarkan bunyi hukum Pascal di atas, yaitu tekanan yang diberikan pada bejana tertutup akan diteruskan ke berbagai titik di dalam fluida maupun ke dinding bejana, dimana pada kedalaman yang sama tekanan akan terjadi. sama.
Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa jika suatu gaya F1 diberikan pada permukaan A1, maka tekanan di A1 selanjutnya akan diteruskan sehingga zat cair di dalam bejana akan mendapat tambahan tekanan sebesar:
Baca Juga:
P = F1/A1
Pada ujung permukaan A2 juga akan mendapatkan tekanan tambahan yang besarnya sama sehingga gaya ke atas yang diperoleh pada permukaan A2 dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:
F2 = P x A2
Baca Juga:
Dalam hukum Pascal berlaku bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan dilanjutkan oleh zat cair ke segala arah dan sama besar sehingga berlaku hukum:
P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
Baca Juga:
F2 = (F1/A1) x A2
Jika permukaan A2 lebih lebar dari permukaan A1, maka gaya dorong yang diterima permukaan A2 lebih besar daripada gaya yang diberikan pada A1.
Sehingga dengan prinsip ini memungkinkan gaya yang lebih kecil pada A1 akan memberikan gaya yang lebih besar yang memungkinkan untuk mengangkat beban yang sangat berat pada permukaan A2. Prinsip inilah yang mendasari pembuatan dongkrak hidrolik.
Baca Juga:
Contoh Soal Hukum Pascal
Sebuah kendaraan roda empat akan diangkat menggunakan dongkrak hidrolik. Jika pipa besar berjari-jari 50 cm dan pipa kecil berjari-jari 5 cm. Tentukan gaya yang harus diterapkan pada pipa kecil agar dongkrak hidrolik dapat mengangkat kendaraan pada 25.000 N.
Diskusi
Dikenal:
Baca Juga:
Rk = 5 cm
rb = 50 cm
Fb = 25.000 N
diminta:
Gaya dalam pipa kecil (Fk)?
Baca Juga:
Menjawab:
Untuk menghitung gaya yang bekerja pada pipa kecil, Anda dapat menggunakan rumus Hukum Pascal berikut:
F2 = (F1/A1) x A2
Baca Juga:
F2 = (25.000 N/л x 50²) x (л x 5²)
F2 = (25.000 N/50²) x (5²)
F2 = (25.000 N/2500) x (25)
Baca Juga:
F2 = 250 N
Sehingga gaya yang harus diberikan pada penampang kecil adalah 250 N
Kapal terhubung berfungsi untuk mengangkat beban. Sebuah beban bermassa 1500 kg ditempatkan pada penampang melintang seluas 5000 cm². Tentukan besarnya gaya yang harus diberikan pada kapal yang lebih kecil dengan ukuran 5 cm² agar beban yang berat terangkat.
Baca Juga:
Diskusi
Dikenal:
massa (m) = 1500 kg
A2 = 5000 cm²
A1 = 5 cm²
Baca Juga:
diminta:
F1?
Menjawab:
Baca Juga:
Pertama, hitung gaya yang diberikan pada penampang besar:
F2 = mxg
F2 = 1500 kg x 10 m/s²
Baca Juga:
F2 = 15000 N
Untuk menghitung gaya F1, Anda dapat menggunakan hukum Pascal sebagai berikut:
P1 = P2
Baca Juga:
F1/A1 = F2/A2
F1/5 cm² = 15.000 N/5.000 cm²
F1 = 15 N
Baca Juga:
Hukum Pascal berbicara tentang tekanan yang timbul dalam fluida statis. Ada banyak kegunaan prinsip fisika ini dalam kehidupan seperti dongkrak hidrolik, rem hidrolik dan sebagainya.
mejakelas.com
Baca Juga:
