hukum paskal

8/17/2019 Hukum Paskal

http://slidepdf.com/reader/full/hukum-paskal 1/9

HUKUM PASCAL

A. PengertianBlaise Pascal adalah penemu hukum Pascal, bapak teori probabilitas modern,

penemu alat suntik, kempa hidrolik dan kalkulator digital yang pertama. Pada

umur 16 tahun ia menulis buku kecil tentang kerucut, dan pada umur 18 tahun

Pascal menciptakan kalkulator digital pertama di dunia. Beliau bermaksud

menjual mesin hitungnya, tetapi tidak laku karena mahal. Semakin bertambah

umur Pascal semakin mencemaskan karena terlalu giat bekerja dan belajar.

Beliau mendapat nasihat dokter agar hidup santtai dan bersenang-senang.

ntuk meringankan rasa sakitnya, beliau mengadakan eksperimen secara terus-

menerus, termasuk mengulangi percobaan !orricelli dan akhirnya menemukan

hukum tekanan dalam "at cair.

Blaise Pascal, seorang ilmu#an Prancis yang menyatakan bah#a ketika

perubahan tekanan diberikan pada suatu $luida pada ruang tertutup, maka

perubahan tersebut akan diteruskan sama besar kesegala arah.

Bila ditinjau dari "at cair yang berada dalam suatu #adah, tekanan "at cair pada

dasar #adah tentu saja lebih besar dari tekanan "at cair pada bagian di atasnya.Semakin ke ba#ah, semakin besar tekanan "at cair tersebut. Sebaliknya,

semakin mendekati permukaan atas #adah, semakin kecil tekanan "at cair

tersebut. Besarnya tekanan sebanding dengan pgh %p & massa jenis, g &

percepatan gra'itasi dan h & ketinggian(kedalaman). Setiap titik pada

kedalaman yang sama memiliki besar tekanan yang sama. *al ini berlaku

untuk semua "at cair dalam #adah apapun dan tidak bergantung pada bentuk

#adah tersebut. Apabila ditambahkan tekanan luar misalnya dengan menekan

permukaan "at cair tersebut, pertambahan tekanan dalam "at cair adalah sama

di segala arah. +adi, jika diberikan tekanan luar, setiap bagian "at cair mendapat

jatah tekanan yang sama.

+adi bunyi hukum Pascal dapat dinyatakan sebagai berikut

“Tekanan yang diadakan dari luar kepada zat cair yang ada dalam ruangan

tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama rata”

B. Persamaan *ukum Pascal

+ika suatu $luida yang dilengkapi dengan sebuah penghisap yang dapat

bergerak maka tekanan di suatu titik tertentu tidak hanya ditentukan oleh



berat $luida di atas permukaan air tetapi juga oleh gaya yang dikerahkan oleh

penghisap. Berikut ini adalah gambar $luida yang dilengkapi oleh dua

penghisap dengan luas penampang berbeda. Penghisap pertama memiliki luas

penampang yang kecil %diameter kecil) dan penghisap yang kedua memiliki

luas penampang yang besar %diameter besar)

Gambar 1.1 luida yang ilengkapi Penghisap dengan /uas Permukaan

Berbeda

Sesuai dengan hukum Pascal bah#a tekanan yang diberikan pada "at cair

dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah, maka

tekanan yang masuk pada penghisap pertama sama dengan tekanan pada

penghisap kedua.

!ekanan dalam $luida dapat dirumuskan dengan persamaan di ba#ah ini.

P & A

sehingga persamaan hukum Pascal bisa ditulis sebagai berikut.

P1 & P0

1 A1 & 0 A0

dengan P & tekanan %pascal), & gaya %ne#ton), dan A & luas permukaan

penampang %m0).

Ada berbagai macam satuan tekanan. Satuan S untuk tekanan adalah ne#ton

per meter persegi %2(m0) yang dinamakan pascal %Pa). Satu pascal sama

dengan satu ne#ton per meter persegi. alam sistem satuan Amerika sehari-

hari, tekanan biasanya diberikan dalam satuan pound per inci persegi %lb(in0).



Satuan tekanan lain yang biasa digunakan adalah atmos$er %atm) yang

mendekati tekanan udara pada ketinggian laut. Satu atmos$er dide$isinikan

sebagai 131,405 kilopascal yang hampir sama dengan 1,73 lb(in0. Selain itu,

masih ada beberapa satuan lain diantaranya cm*g, mm*g, dan milibar %mb).

1 mb & 3.31 bar

1 bar & 135 Pa

1 atm & 76 cm *g & 1,31 135 Pa& 3,31 bar

1 atm & 131,405 kPa & 1,73 lb(in0

ntuk menghormati !orricelli, $isika#an talia penemu barometer %alat

pengukur tekanan), ditetapkan satuan dalam torr, dimana 1 torr & 1 mm*g

%!ipler, 1998).

ari hukum Pascal diketahui bah#a dengan memberikan gaya yang kecil

pada penghisap dengan luas penampang kecil dapat menghasilkan gaya yang

besar pada penghisap dengan luas penampang yang besar, Prinsip inilah yang

diman$aatkan pada peralatan teknik yang banyak diman$aatkan manusia

dalam kehidupan misalnya dongkrak hidraulik, rem hidraulik, dan pompa

hidraulik.

:. Penerapan *ukum Pascal

1. ongkrak hidrolik

Prinsip kerja

Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah dengan meman$aatkan hukum

Pascal. ongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang

memiliki diameter yang berbeda ukurannya. ;asing-masing ditutup dan

diisi air. engan menaik turunkan piston, maka tekanan pada tabung

pertama akan dipindahkan ke tabung kedua sehingga dapat mengangkat

beban yang berat. de$inisi dongkrak hidrolik adalah jenis pesa#at dengan

prinsip hukum pascal yang berguna untuk memperingan kerja. ongkrak

ini merupakan sistem bejana berhubungan %0 tabung) yang berbeda luas

penampangnya. engan menaik turunkan piston, maka tekanan pada

tabung pertama akan dipindahkan ke tabung kedua sehingga dapat

mengangkat beban yang berat.



0. !ensimeter atau s$igmomanometer

Prinsip kerja

:airan yang tekanannya akan diukur harus memiliki berat jenis yang lebih

rendah dibanding cairan manometrik, oleh karena itu pada alat pengukur

tekanan darah dipilih air raksa sebagai cairan manometrik karena air raksa

memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan berat jenis

darah. Berikut skema pengukuran tekanan menggunakan manometer.

!ekanan dalam $luida statis adalah sama pada setiap tingkat horisontal

%ketinggian) yang sama sehingga ntuk lengan tangan kiri manometer

ntuk lengan tangan kanan manometer <arena disini kita mengukur tekanan tolok %gauge pressure), kita dapat menghilangkan P Atmos$er

sehingga ari persamaan tersebut dapat diambil kesimpulan bah#a tekanan

pada A sama dengan tekanan cairan manometrik pada ketinggian h0

dikurangi tekanan cairan yang diukur pada ketinggian h1. alam kasus alat

pengukur tekanan darah yang menggunakan air raksa, berarti tekanan darah

dapat diukur dengan menghitung berat jenis air raksa dikali gra'itasi dan

ketinggian air raksa kemudian dikurangi berat jenis darah dikalikan

gra'itasi dan ketinggian darah.

4. =em hidrolik

Prinsip kerja

Pada rem hidrolik terdapat pipa-pipa hidrolik yang berisi cairan berupa

minyak rem. Pada ujung-ujung pipa ini terdapat piston penggerak yaitu

pistonpedal dan piston cakram. Pipa dan piston inilah yang memegang

peranan pentingdimana konsep dan sterukturnya telah didesain sedemikian

rupa sehingga sesuaidengan hukum pascal, dengan tujuan menghasilkan

daya cengkram yang besardari penginjakan pedal rem yang tidak terlalu

dalam.

Penyesuaian terhadap hukum pascal yang dimaksud adalah dengan

mendesain agar pipa pada pedal rem lebih kecil daripada pipa yang

terhubung dengen piston cakram. Saat pedal rem diinjak pedal yang

terhubung dengan booster rem akan mendorong piston pedal dalam

sehingga minyak rem yang berada pada pipa akan mendapatkan tekanan.



!ekanan yang didapat dari pedal akan diteruskan ke segalaarah di

permukaan pipa termasuk ujung-ujung pipa yang terhubung dengan piston

cakram. Saat pedal rem diinjak pedal yang terhubung dengan booster rem

akan mendorong piston pedal dalam sehingga minyak rem yang berada

pada pipa akan mendapatkan tekanan. !ekanan yang didapat dari pedal

akan diteruskan ke segalaarah di permukaan pipa termasuk ujung-ujung

pipa yang terhubung dengan piston cakram.

<arena luas permukaan piston cakram lebih besar daripada piston pedal

maka gaya yang tadinya digunakan untuk menginjak pedal rem akan

diteruskan ke piston cakram yang terhubung dengan kan'as rem dengan

jauh lebih besarsehingga gaya untuk mencengkram cakram akan lebih

besar pula. :akram yang besinggungan dengan kan'as rem akan

menghasilkan gaya gesek, dan gaya gesekadalah gaya yang bernilai

negati'e maka dari itu cakram yang ikut berputar bersama roda semakin

lama perputarannya akan semakin pelan, dan inilah yangdisebut dengan

proses pengereman. Selain itu karena diameter dari cakram yanglebih lebar

juga ikut membantu proses pengereman. *al itulah yang menyebabkan

sistem kerja rem cakram hidrolik lebih e$ekti$ daripada rem kon'ensional

%remtromol).

. Pompa hidrolik

Prinsip kerja

Pompa hidrolik menggunakan kinetik energi dari cairan yang dipompakan

pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba

menjadi energi yang berbentuk lain %energi tekan). Pompa ini ber$ungsi

untuk mentrans$er energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik

bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya

kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran %$lo#). Aliran ini yang

diman$aatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. !ekanan

dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik.

*ambatan ini dapat disebabkan oleh ori$ice, silinder, motor hidrolik, dan

aktuator. Pompa hidrolik yang biasa digunakan ada dua macam

yaitu positi'e dan nonpositi'e displacement pump %A"i", 0339). Ada dua



macam peralatan yang biasanya digunakan dalam merubah energi hidrolik

menjadi energi mekanik yaitu motor hidrolik dan aktuator. ;otor hidrolik

mentrans$er energi hidrolik menjadi energi mekanik dengan cara

meman$aatkan aliran oli dalam sistem merubahnya menjadi energi putaran

yang diman$aatkan untuk menggerakan roda, transmisi, pompa dan lain-

lain

5. Alat press hidrolik

Prinsip kerja

Press hidrolik tergantung pada prinsip Pascal yang tekanan seluruh sistem

tertutup adalah konstan. Salah satu bagian dari sistem adalah piston

bertindak sebagai pompa, dengan kekuatan mekanik sederhana yang

bekerja pada luas penampang kecil, bagian lain adalah piston dengan luas

yang lebih besar yang menghasilkan kekuatan mekanis Sejalan besar.

*anya berdiameter kecil pipa %yang lebih mudah menolak tekanan)

diperlukan jika pompa dipisahkan dari silinder tekan.

*ukum Pascal !ekanan pada $luida terbatas ditransmisikan berkurang dan

bertindak dengan kekuatan yang sama pada bidang yang sama dan pada 93

derajat ke dinding kontainer.

Sebuah cairan, seperti minyak , dipindahkan ketika piston baik didorong ke

dalam. Piston kecil, untuk jarak tertentu gerakan, memindahkan jumlah

yang lebih kecil dari 'olume yang dari piston besar, yang sebanding dengan

rasio area kepala piston. >leh karena itu, piston kecil harus dipindahkan

jarak besar untuk mendapatkan piston besar untuk bergerak secara

signi$ikan. +arak piston besar akan bergerak adalah jarak yang piston kecil

akan dipindahkan dibagi dengan rasio bidang kepala piston. ni adalah

bagaimana energi, dalam bentuk kerja dalam hal ini, adalah kekal dan

*ukum <onser'asi ?nergi puas. Pekerjaan kali kekuatan jarak, dan karena

kekuatan meningkat pada piston lebih besar, jarak kekuatan diterapkan atas

harus berkurang.

:airan bertekanan digunakan, jika tidak dihasilkan secara lokal oleh tangan

atau pompa mekanis bertenaga, dapat diperoleh dengan membuka katup

yang terhubung ke akumulator hidrolik atau pompa terus berjalan tekanan



yang diatur oleh katup buang. Bila diinginkan untuk menghasilkan

kekuatan yang lebih dari tekanan yang tersedia akan memungkinkan, atau

menggunakan lebih kecil, lebih tinggi tekanan silinder untuk menghemat

ukuran dan berat, sebuah intensi$ier hidrolik dapat digunakan untuk

meningkatkan tekanan yang bekerja pada silinder tekan.

<etika tekanan pada silinder tekan dilepaskan %cairan kembali ke

reser'oir), gaya dibuat dalam pers dikurangi menjadi nilai yang rendah

%yang tergantung pada gesekan segel silinder itu. Piston utama tidak

menarik kembali ke aslinya posisi kecuali sebuah mekanisme tambahan

digunakan.

. :ontoh Soal

1. /uas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 3,3 m0 dan 3,13

m0. +ika gaya masukan adalah 5 2e#ton, berapa gaya keluaran

maksimum @

Pembahasan

iketahui

A1 & 3,3 m0

A0 & 3,13 m0

1 & 5 2



itanya 0 @

+a#ab 1(A1 & 0(A0

5(3,3 & 0(3,13

105 & 0(3,130 & %105)%3,13) & 10,5 2

0. +ari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 0 cm dan jari-jari

penampang besar adalah 05 cm. Berapa gaya yang diberikan pada

penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 0333 kg @

Pembahasan

iketahui

r1 & 0 cm & 3,30 m

r0 & 05 cm & 3,05 m

A1 & %4,1)%3,30)0 & 3,331056 m0

A0 & %4,1)%3,05)0 & 3,19605 m0

0 & # & m g & %0333)%9,8 m(s0) & 19633 2

itanya 1 @

+a#ab

1(A1 & 0(A0

1(3,331056 & 19633(3,19605

1(3,331056 & 99.870,61 & 105, 2

4. Ada dua buah tabung yang berbeda luas penampangnya saling

berhubungan satu sama lain. !abung ini diisi dengan air dan masing-

masing permukaan tabung ditutup dengan pengisap. /uas pengisap A1 &

53 cm0 sedangakan luas pengisap A0 adalah 053 cm0. Apabila pada

pngisap A1 diberi beban seberat 133 2. Berpakah besar gaya minimal

yang harus bekerja pada pada A0 agar beban tersebut dapat diangkat@

+a#ab

iketahui

A1 & 53 cm0

A0 & 053 cm0

1 & 133 2



itanya 0 & @

+a#ab

1(A1 & 0(A0

133(53 & 0(133

0 & 133. 133 (53 & 033 2

. ;esing pengankat mobil hidrolik pada gambar disamping memiliki luas

penampang masing-masing 13 cm0 dan 133 cm0. Pada pengisap kecil

diberi gaya 533 2 maka berapa berat beban maksimal yang dapat

diangkat pada pengisap besar@

iketahuiA1 & 13 cm0

A0 & 133 cm0

1 & 533 2

itanya 0 & @

+a#ab

0 & A0(A1 1

0 & 133(13 533 & 5333 2

hukum paskal

Documents