Tag: Fluida Statis

  • Materi Fisika SMA – Rumus Hukum Pascal

    Materi Fisika SMA – Rumus Hukum Pascal

    AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian memperhatikan proses pencucian mobil di tempat cuci mobil? Terkadang mobil diangkat ke atas agar mempermudah dalam proses pencucian mobil. Mobil diangkat menggunakan pompa hidrolik. Cara kerja pompa hidrolik ini menggunakan penerapan hukum Pascal. Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai hukum Pascal.

    A. Pengertian Hukum Pascal

    Hukum Pascal merupakan salah satu hukum yang berlaku pada fluida statis. Hukum ini menyatakan bahwa fluida yang berada dalam wadah tertutup apabila diberikan gaya tekan eksternal maka tekanan pada fluida akan sebanding dengan besar gaya tekan eksternal yang diberikan.

    B. Persamaan Hukum Pascal

    Perhatikan ilustrasi pompa hidrolik di atas. Apabila diberi gaya tekan sebesar F1, maka dengan prinsip Hukum Pascal, diperoleh hubungan berikut :

    P_1=P_2
    \frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}

    Keterangan
    P1 : tekanan pada penampang 1 (Pa)
    P2 : tekanan pada penampang 2 (Pa)
    F1 : gaya pada penampang 1 (N)
    F2 : gaya pada penampang 2 (N)
    A1 : luas penampang 1 (m2)
    A2 : luas penampang 2 (m2)

    Pompa hidrolik yang diberi gaya tekan berupa F1 akan membuat fluida yang berada pada piston kiri bergerak ke bawah sebesar h1 dan akan bergerak ke piston kanan hingga mendorong ke atas sebesar h2. Sehingga, berdasarkan hukum Pascal diperoleh : 

    A_1.h_1=A_2.h_2

    Keterangan
    A1 : luas penampang 1(m2)
    A2 : luas penampang 2 (m2)
    h1 : ketinggian 1 (m)
    h2 : ketinggian 2 (m)

    C. Contoh Soal

    Sebuah pengungkit hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil. Udara bertekanan tinggi digunakan untuk menekan piston kecil yang memiliki jari-jari 10 cm. Takanan yang diterima diteruskan oleh cairan didalam sistem tertutup ke piston besar yang memiliki jari-jari 20 cm. Berapa besar gaya yang harus diberikan udara bertekanan tinggi untuk mengangkat mobil yang memiliki berat sebesar 13.300 N?

    Pembahasan

    Dik :
    r1 = 10 cm = 0,1 m
    r2 = 20 cm = 0,2 m
    F2 = 13.300 N

    Dit :
    Gaya yang harus diberikan udara bertekanan tinggi untuk mengangkat mobil (F2)

    Pembahasan :

    1. Mencari luas penampang piston kecil

    A_1=\pi r_1^2
    A_1=\pi (0,1\ m)^2
    A_1=0,001\pi \ m^2

    2. Mencari luas penampang piston kecil

    A_2=\pi r_2^2
    A_2=\pi (0,2\ m)^2
    A_2=0,004\pi \ m^2

    2. Mencari besar gaya F1

    \frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}
    F_1=\frac{F_2}{A_2}×A_1
    F_1=\frac{13300\ N}{0,004\pi \ m^2}×(0,001\pi\ m^2)
    F_1=\frac{0,001\pi\ m^2}{0,004\pi \ m^2}×(13300\ N)
    F_1=\frac{1}{4}×(13300\ N)
    F_1=3325\ N

    Jadi gaya yang harus diberikan oleh udara bertekanan tinggi adalah 3325 N