Bahan ajar Hukum Pascal (khumaedah khasanah_0905778)

Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah Kompetensi Dasar : Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik serta penerapannya

dalam kehidupan sehari-hari Indikator ;

1) Menyebutkan bunyi hukum pascal 2) Menjelaskan hukum Pascal melalui percobaan 3) Menganalisis besar tekanan disetiap titik pada sistem tertutup yang memiliki luas

penampang yang berbeda 4) Menerapan konsep hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari 5) Menganalisis penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari

Blaise Pascal (1623 1662), seorang ilmuwan Prancis menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala

arah. Pernyataan ini disebut hukum Pascal.

Aplikasi hukum Pascal banyak digunakan untuk membantu pekerjaan manusia, misalnya:

- alat pengepres hidrolik di pabrik-pabrik yang berhubungan dengan pengepakan barang - mesin pengangkat mobil di bengkel atau di tempat cuci mobil - dongkrak hidrolik untuk mengganti ban kendaraan - rem hidrolik pada mobil atau motor - pompa hidrolik ban sepeda.

Pada prinsipnya, cara kerja peralatan-peralatan tersebut digambarkan sebagai berikut:

Gaya F1 yang diberikan pada piston di penampang kecil

menghasilkan tekanan P1 pada fluida, dimana : 1

11

A

FP .

Sesuai dengan hukum Pascal, tekanan tadi diteruskan oleh

fluida sama besar ke segala arah, termasuk ke piston di

penampang besar. Besarnya tekanan di piston pada

penampang besar (P2) sama dengan tekanan pada piston di

penampang kecil (P1). Tekanan P2 akan menghasilkan gaya

angkat F2 yang nilainya dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:

1

1

22

2

2

1

121 F

A

AF

A

F

A

FPP

dengan mengingat bahwa luas penampang silinder 2412 DRA , didapatkan:

1

2

1

21

2

1

21

1

22 F

D

DF

R

RF

A

AF

A1 A2

F1 F2

dimana : F1 : gaya yang diberikan pada penampang kecil (N) F2 : gaya yang dihasilkan pada penampang besar (N) A1 : luas permukaan penampang kecil (m2) A2 : luas permukaan penampang besar (m2) R1 : jari-jari penampang kecil (m) R2 : jari-jari penampang besar (m) D1 : diameter penampang kecil (m)

D2 : diameter penampang besar (m)

B. Pertemuan ke-2 HUKUM PASCAL

Bahan ajar Hukum Pascal (khumaedah khasanah_0905778)

Contoh Soal :

Sebuah alat hidrolik memiliki piston besar dengan diameter 70 cm. Jika udara yang

dimampatkan dengan tekanan 400 kPa diberikan pada piston kecil, berapa beban

maksimum yang dapat diangkat pada piston besar ?

Penyelesaian :

indeks 1 : penampang kecil

indeks 2 : penampang besar

Data soal :

P1 = 400 kPa = 4.105 Pa

D2 = 70 cm = 7.10-1 m

Beban maksimum yang dapat diangkat piston besar = gaya F2

yang dihasilkan oleh sistem piston.

Menurut Hukum Pasal :

P1 = P2 = 4.105 Pa

2

41 D

F

A

FP

21

722

4152

241

22 )10.7()(10.4 DPF

F2 = 1,54 x 104 N

Massa beban maksimum yang dapat diangkat di piston besar :

F2 = w = mg kgxx

g

Fm 3

4

2 1054,110

1054,1

1. Sebuah dongkrak hidrolik dengan penampang sempit 10 cm2 dan penampang besar 15.000 cm2. Pada penampang kecil diberi gaya sebesar 5 N, tentukan:

a. tekanan pada penampang sempit b. gaya yang dihasilkan pada penampang lebar Jawab :

2. Dongkrak hidrolik dengan perbandingan diameter penampang di kedua ujungnya 1 : 20 digunakan untuk mengangkat beban 4 ton. Berapa gaya terkecil pada piston sempit

agar beban dapat terangkat ?

Jawab :

3. Sebuah dongkrak hidrolik jika gaya pada penampang kecil 10 N menghasilkan gaya angkat 250 N. Bila pada penampang kecil diberikan gaya 50 N, tentukan:

a. gaya angkat yang dihasilkan di penampang besar b. perbandingan luas penampang kecil dan besar

P1 P2

F1 F2