Konsep Prinsip Pascal

Dalam kehidupan sehari-hari, sering kali kita melihat suatu kejadian seperti mobil yang diangkat menggunakan suatu pipa hidrolik. Dengan melihat berat mobil luar biasa besar, setidaknya untuk mengangkat mobil tersebut butuh gaya cukup untuk mengimbangi beratnya. Dalam fisika tentunya, penggunaan konsep keuntungan mekanik menjadi bahan yang menarik untuk melakukan hal tersebut. Pengubahan gaya awal menjadi gaya yang lebih besar sementara usaha yang dilakukan adalah tetap.

Jika dikaitkan dengan konsep fluida statis yang sedang kita bicarakan, tekanan yang diberikan oleh suatu fluida salah satunya bergantung pada kedalaman. Berdasarkan konsep tersebut Pascal menyatakan sebuah prinsip yang sangat terkenal yaitu prinsip Pascal yaitu

Sebuah tekanan luar yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah dalam ruang tertutup tersebut.

Dalam banyak aplikasi salah satu yang sering dijadikan aplikasi dari konsep di atas adalah dongkrak hidroulik. Gambar sederhana untuk dongkrak hidrolik dapat dilihat seperti pada gambar di bawah ini.

Dari gambar di atas menunjukkan bahwa tekanan yang diberikan pada permukaan satu akan sama besar dengan tekanan yang dirasakan oleh permukaan dua. Secara matematis persamaanya dapat dituliskan sebagai berikut:


F menunjukkan gaya yang diberikan atau dirasakan oleh permukaan tertentu, dan A menunjukkan luas permukaan. Untuk luas tersebut perhitungannya sangat bergantung pada bentuk luas permukaan bangun tertentu. Jika lingkaran gunakan luas lingkaran, jika balok gunakan luas balok.



Kaji-1: Sebuah pipa hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil yang mempunyai massa 500 kg. Mobil ditempatkan pada permukaan hidrolik dengan luas 4 meter persegi. Tentukan gaya yang diberikan untuk mengangkat mobil tersebut jika gaya tersebut diberikan pada permukaan dengan luas 50 cm persegi!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Gaya yang harus diberikan pada luas penampang yang kecil adalah


Kalau kita memperhatikan gaya yang diberikan pada mobil, itu sama saja dengan berat sebuah benda yang bermassa 625 gram. Ini artinya untuk mengangkat mobil bermassa 500 kg kita dapat menempatkan benda bermassa 625 gram dipermukaan yang lain. Tentunya ini prinsip ini sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Latih-1: Sebuah pipa hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil yang mempunyai massa 1000 kg. Mobil ditempatkan pada permukaan hidrolik dengan luas 4 meter persegi. Tentukan gaya yang diberikan untuk mengangkat mobil tersebut jika gaya tersebut diberikan pada permukaan dengan luas 20 cm persegi!

Kaji-2: Sebuah pipa hidrolik dengan kedua permukaan luasnya berbentuk lingkaran diberikan gaya F1 pada pipa yang berpenampang kecil berdiameter D1. Tentukanlah nilai gaya pada permukaan besar yang mempunyai diameter D2!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Dengan prinsip Pascal, gaya pada penampang dua dapat dinyatakan sebagai berikut ini.

Latih-2: Sebuah pipa hidrolik dengan kedua permukaan luasnya berbentuk lingkaran diberikan gaya 100N pada pipa yang berpenampang kecil berdiameter 4 cm. Tentukanlah nilai gaya pada permukaan besar yang mempunyai diameter 16cm!

Kaji-3: Perhatikanlah sistem di bawah ini! Selinder disebelah kiri diberikan beban sebesar 600 kg dan luas penampangnya adalah 800 cm persegi.

Selinder sebelah kanan diberikan gaya F dan mempunyai luas penampang 25 cm persegi. Jika cairan dalam pipa tersebut mempunyai massa jenis 800 kg/meter kubik. Tentukanlah gaya F yang diperlukan agar sistem berada dalam keadaan setimbang!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

Tekanan pada selinder kiri dititik yang sama harus sama dengan tekanan di selinder kanan di titik yang sama. Perhatikanlah bahwa tekanan pada titik yang muncul akibat gaya F dan tekanan hidrostatis fluida.

Latih-3: Perhatikanlah sistem di bawah seperti gambar di atas! Selinder disebelah kiri diberikan beban sebesar 100 kg dan luas penampangnya adalah 400 cm persegi.Selinder sebelah kanan diberikan gaya F dan mempunyai luas penampang 5 cm persegi. Jika cairan dalam pipa tersebut mempunyai massa jenis 500 kg/meter kubik. Tentukanlah gaya F yang diperlukan agar sistem berada dalam keadaan setimbang!

Post a comment