Hukum Pascal adalah sebuah prinsip dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa tekanan pada fluida yang tertutup akan merambat dengan cara yang sama di semua arah.
 |
| Contoh Soal Hukum Pascal dan Jawabannya |
Hukum ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
P₁ = P₂
di mana:
- P₁ adalah tekanan pada titik pertama dalam sistem fluida.
- P₂ adalah tekanan pada titik kedua dalam sistem fluida.
Rumus ini menggambarkan bahwa tekanan pada fluida tidak bergantung pada bentuk atau ukuran wadahnya, tetapi hanya bergantung pada ketinggian kolom fluida dan sifat-sifat fluida itu sendiri.
$ads={1}
Selain itu, Hukum Pascal juga dapat dinyatakan dalam bentuk perbandingan antara gaya, tekanan, dan luas penampang, yaitu:
F₁/A₁ = F₂/A₂
di mana:
- F₁ dan F₂ adalah gaya yang dihasilkan oleh tekanan pada penampang pertama dan kedua.
- A₁ dan A₂ adalah luas penampang pada penampang pertama dan kedua.
Rumus ini menunjukkan bahwa gaya yang dihasilkan oleh tekanan pada fluida sebanding dengan luas penampang pada penampang tersebut.
Rumus Hukum Pascal ini digunakan untuk memahami berbagai fenomena dan aplikasi dalam mekanika fluida, seperti sistem hidrolik, tekanan pada tabung gas, pompa, dan banyak lagi.
Contoh Soal Hukum Pascal
1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan 5 N, maka gaya keluaran maksimum adalah ...
Diketahui :
A1 = 0,04 m² A2 = 0,10 m² F1 = 5 N
Ditanya: Besar gaya pada penampang 2 (F2)?
Jawabanya:
Pembahasan Contoh Soal Hukum Pascal No. 1
Jadi besar gaya pada penampang 2 adalah 12,5 N.
2. Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat bagian belakang sebuah mobil yang bermassa 400 kg, apabila luas penampang bawah mobil yang diangkat adalah 4 m2 sedangkan luas penampang dongkrak yang ditekan adalah 8 cm2. Maka gaya minimal yang dibutuhkan agar mobil dapat terangkat adalah ...
Diketauhi:
F1 = m x g = 400 x 10 = 4000 N A1 = 4 m2 A2 = 8 cm2 = 8 x 10-4 m2
Ditanya: Gaya yang dibutuhkan agar mobil terangkat (F2)?
Jawabannya:
Pembahasan Contoh Soal Hukum Pascal No. 2
Jadi besarnya minimal gaya yang dibutuhkan adalah 0,8 N.
3. Sebuah perusahaan ingin membuat sebuah dongkrak hidrolik dengan jari-jari piston kecil adalah 5 cm (Penampang piston berbentuk lingkaran). Jika gaya maksimum yang diberikan pada piston kecil adalah 5000 Newton. Tentukan jari-jari piston besar agar mampu mengangkat benda hingga bermassa 50 ton.
Diketauhi:
F1 = 5.000 N m = 50 ton x 1000 = 50.000 kg F2 = m.g = 50.000 x 10 m/s2 = 500.000 N R1 = 5 cm (jari-jari piston kecil)
Ditanya: Besar jari-jari piston besar (R2)?
Jawabannya:
Contoh Soal Hukum Pascal No. 3
Jadi ukuran jari-jari piston besar adalah 50 cm.
4. Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah tabung U yang berisi zat cair dan diberi pengisap (berat dan gesekan diabaikan). Agar pengisap tetap seimbang, maka beban F2 yang harus diberikan adalah ...
Diketauhi:
F1 = 20 N A1 = 30 cm2 A2 = 900 cm2
Ditanya: Besar beban gaya pada penampang 2 (F2)?
Jawabannya:
Jadi, beban F2 yang diberikan sebesar 600 N.
5. Suatu pompa hidrolik mempunyai luas penampang kecil 25 cm2 dan luas penampang besarnya 7500 cm2. Jika pada penampang besar dihasilkan gaya sebesar 90.000 newton, maka besarnya gaya yang harus diberikan pada penampang kecil adalah ...
Diketauhi:
A1 = 25 cm2 A2 = 7500 cm2 F2 = 90.000 N
Ditanya: Gaya yang diberikan pada penampang kecil (F1)?
Jawabannya:
Jadi, gaya yang harus diberikan pada penampang kecil adalah 300 N.
6. Suatu alat pengangkat mobil (dongkrak hidrolik) memiliki dua tabung yang saling berhubungan. Kedua tabung ini memiliki diameter yang berbeda dan ditutupi oleh pengisap. tabung diisi penuh oleh air. Pada tabung besar diletakkan beban mobil yang akan diangkat. Ketika pengisap tabung kecil diberi gaya ternyata beban mobil terangkat ke atas.
Jika berat mobil 3 ton, dengan diameter pengisap tabung besar adakah 30 cm, dan diameter pengisap tabung kecil 5cm, maka berapa gaya yang harus diberikan agar mobil terangkat? (g = 10 m/s2).
Diketauhi:
Ketika pengisap tabung kecil ditekan, tekanan akan disebarkan ke semua arah sama rata termasuk pada arah mobil. Pada keadaan seimbang tinggi air kedua tabung sama, tekanan di kedua sisi sama besar.
Karena luas permukaan yang digunakan adalah lingkaran, maka A = 1/4 π d2.
Mmobil = 3 ton = 3000 kg D1 = 5 cm D2 = 30 cm g = 10 m/s2
Ditanya: Gaya yang diberikan agar mobil terangkat (F1)?
Jawabannya:
F1 = 30.000 (25) / 900 F1 = 833,33 N