Hukum Pascal
20 April 2020
Apabila suatu fluida cair dalam ruang terisolasi diberi gaya tekan dari luar maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Pascal.
kita tinjau sebuah tabung silinder yang dilengkapi dengan piston dan diisi air lalu piston didorong. Jika pada dinding tabung diberi lubang-lubang, air akan keluar melalui lubang-lubang tersebut dengan tekanan yang sama besar. hal ini disebabkan karena ketika piston diberi gaya dorong F, akan dihasilkan tekanan yang berbanding lurus terhadap gaya dorong dan berbanding terbalik terhadap luas penampang piston, yaitu P= F/A.
Tekanan inilah yang oleh fluida diteruskan ke segala arah dengan sama besar untuk mendorong dinding tabung. salah satu alat yang memanfaatkan hukum Pascal ini adalah dongkrak hidrolik, yaitu dongkrak yang terdiri atas dua kaki berbentuk silinder yang dilengkapi dengan piston yang luas penampangnya berbeda. Luas penampang piston disesuaikan dengan penampang silinder dari dongkrak tersebut. luas piston pada kaki pertama kita sebut sebagai A1 dan pada kaki kedua disebut sebagai A2. Luas A1 lebih kecil daripada A2 (A1 < A2).
Pada saat piston A1 pada kaki pertama diberi gaya tekan F1, akan dihasilkan tekanan sebesar P1 = F1/A1, tekanan ini oleh fluida diteruskan ke kaki kedua sehingga mendorong piston pada kaki kedua dengan tekanan sebesar P2 = F2/A2. kedua tekanan ini sama besar P1 = P2 dengan demikian, besarnya gaya tekan yang diperlukan untuk menghasilkan gaya angkat pada piston kaki kedua adalah
F1 = F2 . A1/A2
jika di atas piston A2 diberi beban, maka dalam keadaan setimbang besar gaya angkat F2 adalah sama dengan besar gaya berat benda yang ditulis
F2 = w = mg
Sehingga dapat diperoleh persamaan besar gaya tekan yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut
F = mg . A1/A2
Dengan:
F = gaya tekan (N)
m = massa beban (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
A1 = luas bidang piston pada kaki pertama (m2)
A2 = luas bidang piston pada kaki kedua (m2)
Contoh soal:
Sebuah dongkrak hidrolik yang mempunyai luas piston pada kaki pertama dan kedua berturut-turut 2 cm dan 8 cm digunakan untuk mengangkat beban 1 ton. Berapakah besar gaya tekan yang diperlukan hingga beban tepat akan angkat?
Diketahui:
A1 = 2 cm = 0,02 m
A2 = 8 cm = 0,08 m
m = 1 ton = 1000 kg
g = 10 m/s2
Ditanyakan:
F = ...?
Penyelesaian:
F = mg. A1/A2
F = (1000) (10) (0,02/0,08)
F = 2500 N
Jadi, besar gaya yang diperlukan hingga beban tepat akan terangkat adalah 2500 N