Hukum Pascal Hukum Pascal (baca: [paskal]) menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar[1].Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat cair diformulakan sebagai berikut:

dimana, dalam sistem SI, P adalah tekanan hidrostatik (dalam satuan pascal atau "Pa"), atau perbedaan tekanan pada 2 titik dalam sekat yang berisi zat cair, karena perbedaan berat antara keduanya; adalah massa jenis zat cair (dalam kilogram per meter kubik); g adalah percepatan karena gravitasi (umumnya menggunakan percepatan ketinggian dari permukaan laut akibat gravitasi bumi, dalam satuan meter per detik pangkat 2); h adalah ketinggian zat cair di atas titik pengukuran (dalam satuan meter), atau perbedaan ketinggian antara 2 titik pada kolom yang berisi zat cair.

Beberapa penelitian ilmiah paling awal pada tekanan dalam cairan dilakukan oleh matematikawan dan fisikawan Perancis bernama Blaise Pascal (1623-1662). Satuan SI dari tekanan, Pascal (Pa), adalah nama untuk dia karena penelitian pentingnya. Salah satu kontribusi besar Pascal dikenal sebagai Hukum Pascal. Hukum ini menyatakan bahwaPerubahan tekanan pada setiap titik dalam fluida tertutup disebarkan sama pada seluruh cairan ke segala arah.

Contoh Hukum Pascal Dalam Kehidupan Sehari-hari

Sebuah contoh sederhana dapat membantu kita memahami hukum Pascal. Pasta gigi adalah cairan yang tertutup dalam tabung dengan lubang kecil di salah satu ujung. Lihatlah tabung pasta gigi seperti gambar di samping ini. Ketika setiap bagian dari tabung diperas menyemprotkan pasta gigi, keluar dari ujung terbuka. Tekanan diberikan pada tabung dan ditransmisikan secara merata ke seluruh pasta gigi. Ketika tekanan mencapai ujung terbuka, kemudian memaksa pasta gigi keluar melalui lubang tersebut.

Contoh lain betapa bergunanya hukum pascal adalah prinsip kerja rem hidrolik dalam kendaraan bermotor seperti mobil. Rem hidrolik dalam mobil menggunakan cairan untuk mengirimkan tekanan, gaya yang diberikan pada pedal akan diteruskan ke silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam sehingga timbul gesekan antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.

Dongkrak Hidrolik: Dongkrak digunakan untuk mengangkat mobil yang akan dicuci menggunakan hukum pascal. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini. Saat kita mendorong salah satu piston dengan gaya f maka fluida didalamnya tertekan kemudian menyebarkan tekanan dengan merata ke segala arah, sehingga mampu menekan piston lain yang ditumpangi mobil yang kemudian terangkat.

Begitupun dengan suntikan, kita memberikan tekanan pada salah satu ujung suntikan kemudian cairan keluar melalui ujung tajam jarum suntikan tersebut. Masih banyak contoh lainnya.

Rumus Hukum PascalSemua contoh penerapan diatas memenuhi persamaan hukum pascal sebagai berikut:P1 = P2F1/A1 = F2/A2Keterangan:P = Tekanan (Pascal)F = Gaya (N)A = Luas Permukaan (m2)* Suntikan memiliki luar penampang/permukaan lingkaran

Contoh Soal:Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 2104 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

Jawab:F1/A1 = F2/A2 104/0,1 = F1/2 104100.000 = F1/2 104F1 = 20 N

Hukum pascal ditemukan oleh Blaise Pascal, seorang ilmuwan Prancis yang hidup pada 1623-1662. Pada dasarnya Blaise pascal adalah seorang ahli filsafat dan teologi, namun hobinya pada ilmu matematika dan fisika terutama geometri proyektif, mengantarkan menjadi ilmuwan dunia yang terkenal sepanjang masa berkat penemuannya dalam bidang fisika mekanika fluida yang berhubungan dengan tekanan dan gaya yang dikenal dengan Hukum Pascal.bunyi hukum Pascal yaitu"Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair didalam suatu wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar".

Rumus Hukum PascalRumus hukum pascal dituliskan dengan istilah Pa (Pascal) yaitu sebuah satuan turunan untuk tekanan. Sesuai dengan bunyinya, maka Hukum Pascal di rumuskan sebagai berikut:

PA = PB atau F1/A1 = F2/A2Jika:F1/A1 = F2/A2 maka F1 = A1/A2 x F2atauF1 = (D1/D2)2 X F2Keterangan Simbol:F1/F2 = Gaya pada permukaan A atau B (N)A1/A2 = Luas permukaan A atau B (m2)D1/D2 = Diameter permukaan A atau B (m)

Prinsip-prinsip Hukum PascalPrinsip-prinsip hukum Pascal dapat diterapkan pada alat-alat seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dump truk hidrolik, DLL.

Contoh Hukum Pascal Dalam Kehidupan Sehari-hariSebuah contoh sederhana dapat membantu kita memahami hukum Pascal.Pasta GigiPasta gigi adalah cairan yang tertutup dalam tabung dengan lubang kecil di salah satu ujung. Ketika bagian ujung satunya dari tabung diperas maka akan menyemprotkan pasta gigi keluar dari ujung terbuka yang satunya. Tekanan diberikan pada tabung dan ditransmisikan secara merata ke seluruh pasta gigi. Ketika tekanan mencapai ujung terbuka, kemudian memaksa pasta gigi keluar melalui lubang tersebut.

Rem HidrolikContoh lain betapa bergunanya hukum pascal adalah prinsip kerja rem hidrolik dalam kendaraan bermotor seperti mobil. Rem hidrolik dalam mobil menggunakan cairan untuk mengirimkan tekanan, gaya yang diberikan pada pedal akan diteruskan ke silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam sehingga timbul gesekan antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.

Dongkrak HidrolikDongkrak digunakan untuk mengangkat mobil yang akan dicuci menggunakan hukum pascal. Saat kita mendorong salah satu piston dengan gaya f maka fluida didalamnya tertekan kemudian menyebarkan tekanan dengan merata ke segala arah, sehingga mampu menekan piston lain yang ditumpangi mobil yang kemudian terangkat ke atas.

SuntikanBegitupun dengan suntikan, kita memberikan tekanan pada salah satu ujung suntikan kemudian cairan keluar melalui ujung tajam jarum suntikan tersebut. dan masih banyak contoh lainnya.

Hukum PascalBlaise Pascal mengemukakan hukum Pascal yang berbunyi: Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar

Keterangan:F1= gaya pada penampang A1(N)A1=luas penampang 1 (m2)F2= gaya pada penampang A2(N)A2=luas penampang 2 (m2) Aplikasi Hukum PascalPeralatan-peralatan yang menggunakan prinsip kerja Hukum Pascal antara lain dijelaskan sebagai berikut.a. Dongkrak HidrolikPernahkah kamu melihat orang mengganti ban mobil? Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya badan mobil tidak miring. Untuk melakukan itu, digunakan dongkrak hidrolik.

Gambar 1 memperlihatkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri atas:1. dua bejana yang berhubungan terbuat dari bahan yang kuat misalnya besi2. penghisap kecil dan penghisap besar3. minyak pengisi bejanaAdapun cara kerja dongkrak hidrolik tersebut adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gayaF1diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecilA1, tekanan ini akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besarA2. Tekanan pada penghisap kecilA1 dapat dituliskan:

Tekanan ini sama dengan tekanan yang diterima pengisap besarA2. (Ingat Hukum Pascal)

b.Rem Hidrolik

Tak terbayangkan jika sistem rem pada mobil tidak menggunakan Hukum Pascal. Pengendara mobil akan memerlukan tenaga besar untuk menghentikan laju mobilnya. Akan tetapi, dengan menerapkan Hukum Pascal pada sistem rem mobil, pengemudi hanya perlu memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraannya. Gaya ini berupa injakan kaki pada pedal rem. Gambar 2menunjukkan skema sistem rem pada mobil. Gaya diberikan pengemudi pada pedal rem. Gaya ini diteruskan oleh minyak melalui pipa sehingga memberikan gaya yang lebih besar pada rem yang terdapat di ban mobil. Dengan demikian, laju mobil dapat dikurangi.c. Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Gambar 3 memperlihatkan sebuah mesin hidrolik pengangkat mobil yang digunakan di tempat pencucian mobil. Secara umum, cara kerja mesin hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik.d. Pompa SepedaAda dua jenis pompa sepeda, yaitu pompa biasa dan pompa hidrolik. Akan lebih mudah memompa ban sepeda menggunakan pompa hidrolik karena sedikit mengeluarkan tenaga.e. Mesin Pengepres Kapas (Kempa)

Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan. Contoh menghitung besarnya hukum pascal dalam kehidupan sehari-hariSebuah alat pengangkat mobil menggunakan luas penampang pengisap kecil 10 cm2dan pengisap besar 50 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan agar dapat mengangkat sebuah mobil 20.000 N?Diketahui:A1= 10 cm2A2= 50 cm2F2= 20.000 NDitanyakan:f1..?Jawab:

Jadi, kamu dapat menyimpulkan bahwa dengan gaya 4.000 N kamu dapat mengangkat sebuah mobil 20.000 N dengan konstruksi alat seperti itu.

Salah satu hukum yang ada dalam fisika adalah Hukum Pascal. Hukum pascal adalah hukum yang berbicara tentang tekanan fluida pada ruang tertutup. Jika sebuah kantong plastik yang berisi air dilubangi dengan jarum di beberapa tempat, airnya akan memancar keluar. Pancaran tersebut akan semakin kuat jika bagian atas plastik ditekan (diperas). Hal ini menunjukkan bahwa tekanan tersebut diteruskan ke segala arah dalam air. Terbukti, pancaran air yang terjadi semakin kuat.

Pernyataan di atas pertama kali dikemukakan oleh Blaise Pascal. Setelah melakukan percobaan dengan alat penyemprotan (penyemprot Pascal), dia menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah sama besar. Selanjutnya, pernyataan tersebut dikenal sebagai hukum pascal. Beberapa penerapan hukum Pascal dalam teknologi kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

a. Dongkrak Hidrolik

Dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat beban berat dengan gaya kecil. Pada dongkrak hidrolik terdapat dua tabung dengan ukuran berbeda. Tabung satu berdiameter kecil dan tabung dua berdiameter besar. Masing-masing tabung dilengkapi dengan penghisap. Tekanan yang diberikan pada penghisap kecil diteruskan ke penghisap besar. Pada penghisap besar dihasilkan gaya angkat ke atas yang jauh lebih besar daripada gaya tekan pada penghisap kecil. Itulah sebabnya dongkrak hidrolik dapat digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat seperti; menahan mobil pada saat pergantian ban.

Dongkrak Hidrolik

b. Alat Pengangkat Mobil

Alat pengangkat mobil banyak kita jumpai pada bengkel-bengkel mobil yang besar. Udara yang memiliki tekanan tinggi dimasukkan melalui salah satu dari dua keran yang ada pada alat pengangkatm mobil. Udara selanjutnya dimampatkan dalam suatu ruangan. Udara yang mampat tersebut menghasilkan tekanan yang sangat besar. Tekanan yang sangat besar diteruskan oleh minyak ke penghisap besar. Tekanan inilah yang menghasilkan gaya angkat sangat besar yang mempu mengangkat mobil. Selanjutnya, untuk menurunkan mobil dilakukan dengan cara membuang udara mampat melalui keran lainnya yaitu keran pengeluaran udara.

Pengangkat Mobil

c. Rem Hidrolik

Bagian-bagian utama rem hidrolik adalah pedal rem, silinder master, sepatu jepit, dan minyak rem. Pada saat pedal rem ditekan dengan kaki, tekanan tersebut diteruskan oleh minyak rem ke sepatu jepit melalui silinder rem (ada 4 buah silinder rem, dua di depan dan dua di belakang). Pada sepatu jepit dihasilkan gaya gesek (hambat) yang sangat besar sehingga mampu menghentikan putaran roda mobil. Hal ini disebabkan luas penghisap silinder rem jauh lebih besar dari pada luas penghisap silinder master.

Rem Hidrolik

Hukum PascalSebelum mempelajari hukum Pascal, terlebih dahulu anda lakukan percobaan untuk membedakan tekanan zat cair pada wadah tertutup dan wadah terbuka.Seperti yang anda amati pada percobaan, air keluar lebih deras dan lebih jauh, melalui lubang pada dinding wadah yang permukaan atasnya terbuka, dibandingkan pada wadah yang permukaan atasnya tertutup. Hal ini dikarenakan tekanan air pada dasar wadah terbuka, lebih besar, dibandingkan tekanan air pada dasar wadah tertutup.Mengapa tekanan air atau zat cair lain pada dasar wadah terbuka lebih besar dibandingkan wadah tertutup ? Pada wadah tertutup hanya ada tekanan air yang bergantung pada massa jenis air, percepatan gravitasi dan kedalaman air dari permukaan.

Sebaliknya, pada wadah terbuka, selain terdapat tekanan air yang bergantung pada massa jenis air, percepatan gravitasi dan kedalaman air dari permukaan, terdapat juga tekanan udara yang bekerja pada permukaan air tersebut.

Walaupun tekanan udara bekerja hanya pada permukaan air, tekanan yang dikerjakan oleh udara pada permukaan air ini diteruskan atau disalurkan ke seluruh bagian air. Sebagai contoh, tekanan air pada kedalaman 1 meter adalah p = = (1000 kg/m3)(9,8 m/s2)(1 m) = 9.800 N/m2. Sesuai hasil pengukuran, tekanan udara adalah 101.300 N/m2. Tekanan air di kedalaman 1 meter pada wadah tertutup adalah 9.800 N/m2, sebaliknya tekanan air di kedalaman 1 meter pada dasar wadah terbuka adalah 9.800 N/m2 + 101.300 N/m2 = 111.100 N/m2. Jadi tekanan total di kedalaman 1 meter pada wadah terbuka adalah tekanan air + tekanan udara yang berada di atas permukaan air. Kenyataan ini anda diamati pada percobaan yang anda lakukan, di mana air keluar lebih deras pada wadah terbuka, dibandingkan pada wadah tertutup. Hal ini menunjukan bahwa tekanan air di kedalaman yang sama lebih besar pada wadah terbuka daripada pada wadah tertutup.Hukum PascalKenyataan bahwa tekanan yang diberikan pada permukaan air atau zat cair lain diteruskan sama besar ke seluruh bagian cairan tersebut, mendorong Blaise Pascal (1623-1662) mencetuskan sebuah hukum (atau prinsip), yang selanjutnya disebut sebagai hukum Pascal. hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada salah satu bagian fluida akan diteruskan ke seluruh bagian fluida tersebut dengan besar yang sama. Penerapan hukum PascalBeberapa alat telah dirancang dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari berdasarkan prinsip Pascal, antara lain pompa hidrolik ban, rem hidrolik dan lift hidrolik (dongkrak hidrolik).

Contoh soal hukum Pascal1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan adalah 5 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ?Pembahasan :Diketahui :A1 = 0,04 m2A2 = 0,10 m2F1 = 5 NDitanya : F2 ?Jawab : F1/A1 = F2/A25/0,04 = F2/0,10125 = F2/0,10F2 = (125)(0,10) = 12,5 N2. Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2000 kg ?Pembahasan :Diketahui :r1 = 2 cm = 0,02 mr2 = 25 cm = 0,25 mA1 = (3,14)(0,02)2 = 0,001256 m2A2 = (3,14)(0,25)2 = 0,19625 m2F2 = w = m g = (2000)(9,8 m/s2) = 19600 NDitanya : F1 ?Jawab :F1/A1 = F2/A2F1/0,001256 = 19600/0,19625F1/0,001256 = 99.872,6F1 = 125,44 N3. Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 10 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 20 cm ?Pembahasan :Diketahui :1 atm = 1,013 x 105 N/m2p ukur = 10 atm = (10)(1,013 x 105 N/m2) = 10,13 x 105 N/m2F1 = 10,13 x 105 N/m2A1 = 1 m2A2 = (3,14)(0,10 m)2 = 0,0314 m2Ditanya : F2 ?Jawab :p = F/A atau F1/A1 = F2/A21013000/1 = F2/0,03141.013.000 = F2/0,0314F2 = 31.808 NMassa maksimum :w = m g31.808 = m (9,8)m = 3.245,7 kg