TUGAS MEKANIKADOSEN PEMBIMBING : Prof. Dr. Sahyar, M.S., M.M

MINIATUR POMPA HIDROLIK

OLEH

KELOMPOK 3

Aplia Lolita SariDewi Purnama Sari

Ferbrianti Hastini NasutionRicca FitriaSiti Aminah

Prodi / kelas : DIK FIS / B-1

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKASEKOLAH PASCASARJANA

U N I M E D2014

KATA PENGANTAR

uji syukur kita panjatkan ke hadirat Alloh swt. Dengan limpahan rahmatnyalah laporan

ini dapat terselesaikan dengan baik dan insya Alloh benar. Sholawat serta salam tak lupa

kita hadiahkan kepada junjungan kita nabi besar Muhammad. Saw. Dengan perjuangan

beliau kita bisa menjadi manusia yang berfikir dan bernalar, yang kemudian disebut dengan

manusia intelektual. Keislaman dan intelektualitas yang telah diperjuangkan oleh nabi

Muhammad. Saw telah merubah peradaban manusia, lebih-lebih kita yang hidup dimasa

sekarang ini tentu telah merasakan perubahan itu.

P

Pembuatan alat eksperimen fisika dengan judul “Miniatur Pompa Hidrolik” ini

disusun untuk memenuhi nilai tugas di mata kuliah MEKANIKA pada semester dua program

pascasarjana pendidikan Fisika. Selain untuk memenuhi nilai tugas, penelitian tentang pompa

hidrolik ini sangat besar sekali manfaatnya bagi masyarakat. Karena dari konsep ini akan lahir

inovasi-inovasi menakjubkan yang akan membantu aktivitas manusia. Contohnya adalah

dongkrak hidrolik pengangkat mobil atau barang-barang berat.

Penyusunan laporan ini juga tentu ada kesalahan atau kekeliruan dari penulis, karena

penulis juga seorang manusia yang pasti punya salah dan dosa. Karena setiap manusia itu tidak

ada yang sempurna. Oleh karena itulah penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya kepada

semua pihak yang membaca laporan ini dan jika ditemukan kekeliruan tersebut mohon untuk

dikritisi dan memberikan masukan yang sifatnya membangun, demi kesempurnaan dimasa

mendatang. Akhirnya semoga tulisan ini bermanfaat bagi setiap pembacanya dan dinilai sebagai

amal ibadah oleh Allah swt. Amin.

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................

KATA PENGANTAR ................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................. ii

BAB I : PENDAHULUAN ............................................................................ 1

A.    Latar belakang ..................................................................................... 1

B.     Rumusan masalah ................................................................................ 2

C.     Tujuan ................................................................................................. 2

D.    Manfaat ................................................................................................ 2

BAB II : LANDASAN TEORI ...................................................................... 3

A.    Tekanan ............................................................................................... 3

B.     Hukum Pascal ...................................................................................... 6

C.     Air ....................................................................................................... 7

D.    Pompa hidrolik .................................................................................... 10

BAB III : RANCANGAN PERCOBAAN..................................................... 17

A.    Alat dan Bahan .................................................................................... 17

B.     Langkah kerja ...................................................................................... 17

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 18

A.    Hasil ..................................................................................................... 18

B.     Pembahasan ......................................................................................... 19

BAB V : PENUTUP ....................................................................................... 22

A.    Kesimpulan .......................................................................................... 22

B.     Saran .................................................................................................... 23

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 24

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Sukses dalam mengajarkan materi pelajaran di sekolah adalah keinginan semua guru,

karena seorang guru dituntut professional dalam membawakan materi pelajaran kepada

siswanya. Melihat kondisi pembelajaran di Indonesia pada umumnya dan di Lombok Timur pada

khususnya masih banyak kekurangan dalam menyampaikan materi pelajaran sehingga banyak

siswa yang tidak paham dengan materi pelajaran yang disampaikan oleh guru. Kondisi rill yang

di temukan di sekolah-sekolah bahwasanya pelajaran eksak masih ditakuti oleh siswa karena

merasa kesulitan dalam perhitungannya terutama mata pelajaran Fisika yang merupakan mata

pelajaran yang kurang diminati siswa karena memiliki tingkat kesulitan pemahaman yang tinggi.

Padahal Fisika merupakan ilmu dasar yang tidak boleh tidak harus dikuasai, untuk mencegah

ketertinggalan dibidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Dengan demikian, Fisika harus

ditanamkan secara mendalam kepada seluruh siswa.

Setelah mengamati proses pembelajaran di sekolah-sekolah ternyata salah satu

penyebab tidak diminatinya mata pelajaran Fisika adalah karena kebanyakan metode yang

digunakan guru adalah metode ceramah dan seringkali tidak menggunakan alat peraga untuk

melakukan simulasi atau praktikum pada mata pelajaran fisika. Hal ini jelas sangat berpengaruh

pada motivasi belajar siswa, maka untuk membangkitkan motivasi belajar siswa ini salah satu

caranya adalah dengan membuat alat peraga sederhana. Pembelajaran yang menyenangkan tentu

akan memancing motivasi belajar siswa, terutama dalam mata pelajaran Fisika haruslah dikemas

pembelajaran dengan semenarik mungkin agar menjadi sebuah pembelajaran yang

menyenangkan.

Miniatur pompa hidrolik adalah alat peraga yang dibuat untuk menjawab kegelisahan

guru dalam membangkitkan motivasi belajar siswa pada mata pelajaran Fisika. Proses

pembuatan alat peraga miniature pompa hidrolik ini sangat sederhana dan relative mudah. Alat

dan bahan yang mudah ditemukan dan murah harganya, menjadikan alat ini mudah didapatkan

dan siap untuk

membangkitkan motivasi belajar siswa. Alat ini digunakan untuk membantu siswa dalam

memahami prinsip kerja hukum pascal yang berkaitan dengan tekanan.

B.  Rumusan Masalah

1.    Bagaimana cara pembuatan miniatur pompa hidrolik ?

2.    Bagaimana miniatur pompa hidrolik dapat menjelaskan konsep hukum pascal ?

3.    Apa saja aplikasi pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari ?

C.  Tujuaan

1.    Mengetahui cara pembuatan dan cara kerja miniatur pompa hidrolik.

2.    Menjelaskan konsep hukum pascal dengan miniatur pompa hidrolik.

3.    Menyebutkan aplikasi atau penerapan pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari.

D.  Manfaat

Adapun manfaat pembuatan alat ini adalah sebagai berikut.

1.    Dapat membantu guru dalam membangkitkan minat belajar siswa dengan cara melakukan

percobaan-percobaan menggunakan alat peraga sederhana.

2.    Menjadi konsep dasar dalam membuat alat berat seperti dongkrak hidrolik, mobil pengangkat

alat berat, dan sebagainya.

3.    Sebagai acuan untuk menganalisis konsep tentang hukum pascal.

BAB II

LANDASAN TEORI

A.  Tekanan

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A) yaitu

secara matematis ditulis ; .Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari

suatu cairan atau gas. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu.

Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin

tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah

dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi. Akan tetapi

pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan

ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari

wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa

pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan,

dengan gaya yang sama akan didapatkan tekanan yang lebih tinggi.

Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer.

Saat ini atau sebelumnya unit tekanan rakyat adalah sebagai berikut:

      Atmosfer (atm)

      Manometric unit:

-       Sentimeter, inci, dan milimeter merkuri (torr)

-       Templat: Jangkar Tinggi kolom air yang setara, termasuk milimeter (mm H2O), sentimeter (cm

H2O), meter, inci, dan kaki dari air

      Adat unit:

-       Tidur, ton-force (pendek), ton-force (lama), pound-force, ons-force, dan Poundal inci per persegi

-       Ton-force (pendek), dan ton-force (lama) per inci persegi

      Non-SI unit metrik:

-       Bar, decibar, milibar

-       Kilogram-force, atau kilopond, per sentimeter persegi (tekanan atmosfer).

-       Gram-force dan ton-force (ton-force metrik) per sentimeter persegi

-       Barye (dyne per sentimeter persegi)

-       Kilogram-force dan ton-gaya per meter persegi

-       Sthene per meter persegi (pieze)

1.    Hukum bejana berhubungan

Apabila kita mengamati bentuk permukaan air dalam teko atau selang yang ditekuk?

Ternyata, permukaan zat cair tersebut tetap mendatar, dan tidak terpengaruh bentuk tempat zat

cair itu. Teko dan selang termasuk bejana berhubungan. Hal ini kemudian dinyatakan dalam

hukum yang terkenal dengan nama hukum bejana berhubungan. Hukum bejana berhubungan

berbunyi: “Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama dan berada dalam

keadaan setimbang maka permukaan zat cair dalam bejana-bejana terletak pada sebuah bidang

datar”.Hukum bejana berhubungan membahas mengenai zat cair sejenis dalam bejana

berhubungan. Lalu, apa yang akan terjadi jika bejana berhubungan tersebut diisi dengan

beberapa zat cair tidak sejenis? Untuk kasus seperti ini digunakan prinsip tekanan hidrostatis,

yaitu tekanan zat cair akan sama pada kedalaman yang sama.

Gambar 19.11 Bejana berhubungan yang diisi dengan zat cair yang massa jenisnya berbeda.

2.    Tekanan hidrostatis

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena

adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan

bergantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan

tekanan air tersebut. Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut:

P = ρgh……… (1)

dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s2) adalah gravitasi, dan h adalah kedalaman cairan.

Hukum utama hidrostatis adalah sebagai berikut :

Perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar 7.7 Tekanan di titik A, B, C, dan D sama besar, serta tidak bergantung pada bentuk

penampang tempat fluida tersebut.

Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa “semua titik yang berada pada bidang

datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama”. Jadi, walaupun

bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titik A, B, C, dan D adalah sama.

Persamaan Hukum Utama Hidrostatis dapat diturunkan dengan memperhatikan Gambar 7.8.

Misalkan, pada suatu bejana berhubungan dimasukkan dua jenis fluida yang massa jenisnya

berbeda, yaitu ρ 1 dan ρ 2.

Gambar 7.8 Tekanan total di titik A dan B pada bejana U yang terisi fluida homogen adalah

sama besar, pA = pB.

Jika diukur dari bidang batas terendah antara fluida 1 dan fluida 2, yaitu titik B dan titik A, fluida

2 memiliki ketinggian h2 dan fluida 1 memiliki ketinggian h1. Tekanan total di titik A dan titik B

sama besar. Menurut persamaan tekanan hidrostatis, besarnya tekanan di titik A dan titik B

bergantung pada massa jenis fluida dan ketinggian fluida di dalam tabung. Secara matematis,

persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.

pA = pB

p0 + ρ1gh1 = p0 + ρ2gh2

ρ1 h1 = ρ2 h2

dengan: h1 = jarak titik A terhadap permukaan fluida 1,

h2 = jarak titik B terhadap permukaan fluida 2,

ρ1 = massa jenis fluida satu, dan

ρ2 = massa jenis fluida dua.

B.  Hukum Pascal

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.

Salah satu penggunaan hukum Pascal yaitu pada dongkrak hidrolik , yang prinsipnya

ditunjukkan pada gambar (1.3) di bawah yaitu sebuah bejana tertutup yang dilengkapi dengan

dua buah pengisap pada dua kakinya. Luas penampang kaki (1) ialah A1 dan luas penampang

pada kaki (2) ialah A2 (A1 < A2), dengan A = 1/4 πd2.

gambar 1.3 prinsip dongkrak hidrolik

Tekanan yang diberikan pada pengisap (1) ialah p1. Tekanan ini akan diteruskan oleh zat cair ke

kaki (2) dengan sama besar yaitu p2. Jadi, P1 = P2. Maka :

1.    Bunyi hukum pascal

Bunyi hukum pascal adalah sebagai berikut :

“Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair didalam suatu wadah, akan diteruskan ke segala

arah dan sama besar”

2.    Rumus hukum pascal

Hukum Pascal dirumuskan dengan istilah Pa (Pascal) yaitu sebuah satuan turunan untuk

tekanan. Sesuai dengan bunyinya, maka Hukum Pascal di rumuskan sebagai berikut:

PA = PB    atau  F1 = F2

Jika:

F1/A1 =  F2/A2  maka  F1 = A1/A2 x F2

atau  F1 = (D1/ D1)2 X F2

Keterangan 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).

C.  Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik merupakan komponen dari sistem hidrolik yang membuat oli mengalir

atau pompa hidrolik sebagai sumber tenaga yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga

hidrolik. Pompa hidrolik menggunakan energy kinetik dari cairan yang dipompakan pada suatu

kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi yang berbentuk lain

(energi tekan). Pompa ini berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik.

Pompa hidraulik bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidraulik dan mendorongnya

kedalam sistem hidraulik dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara

merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam

sistem hidraulik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh orifice, silinder, motor hidraulik, dan

aktuator. Pompa hidraulik yang biasa digunakan ada dua macam yaitu positive dan nonpositive

displacement pump (Aziz, 2009). Ada dua macam peralatan yang biasanya digunakan dalam

merubah energi hidraulik menjadi energi mekanik yaitu motor hidraulik dan aktuator. Motor

hidraulik mentransfer energi hidraulik menjadi energi mekanik dengan cara memanfaatkan aliran

oli dalam sistem merubahnya menjadi energi putaran yang dimanfaatkan untuk menggerakan

roda, transmisi, pompa dan lain-lain

1.    Sistem hidrolik

Sistem hidraulik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk

melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem ini bekerja berdasarkan prinsip Pascal,

yaitu jika suatu zat cair dikenakan tekanan, tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan

tidak bertambah atau berkurang kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidraulik adalah

menggunakan fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan dengan pompa hidraulik untuk

menjalankan suatu sistem tertentu (Anonim, 2009c).

2.    Macam – macam pompa hidrolik

a.    Pompa sirip burung

Pompa ini bergerak terdiri dari dari banyak sirip yang dapat flexible bergerak di dalam

rumah pompanya. Bila volume pada ruang pompa membesar, maka akan mengalami penurunan

tekanan, oli hydrolik akan terhisap masuk, kemudian diteruskan ke ruang kompressi. Oli yang

bertekanan akan dialirkan ke sistim hydrolik.

b.    Pompa torak aksial

Pompa hydrolik ini akan mengisap oli melalui pengisapan yang dilakukan oleh piston

yang digerakkan oleh poros rotasi. Gerak putar dari poros pompa diubah menjadi gerakan torak

translasi, kemudian terjadi langkah hisap dan kompressi secara bergantian. Sehingga aliran oli

hydrolik menjadi kontinyu.

c.    Pompa torak radial

Pompa ini berupa piston-piston yang dipasang secara radial, bila rotor berputar secara

eksentrik, maka piston2 pada stator akan mengisap dan mengkompressi secara bergantian.

Gerakan torak ini akan berlangsung terus menerus, sehingga menghasilkan alira oli / fluida yang

kontinyu.

d.   Pompa sekrup

Pompa ini memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang

satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat

memindahkan fluida oli secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang

roda gigi helix yang saling bertautan.

3.    Sifat cairan hidrolik

Cairan hydrolik yang digunakan pada sistem hydrolik harus memiliki ciri-ciri atau

watak (propertiy) yang sesuai dengan kebutuhan. Property cairan hydrolik merupakan hal-hal

yang dimiliki oleh cairan hydrolik tersebut sehingga cairan hydrolik tersebut dapat melaksanakan

tugas atau fungsingnya dengan baik.

      Demulsibility (Water separable)

Yang dimaksud dengan de-mulsibility adalah kemampuan cairan hydrolik, karena air akan

mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam.

      Minimal compressibility

Secara teoritis cairan adalah uncomprtessible (tidak dapat dikempa). Tetapi

kenyataannya cairan hydrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5 % volume untuk setiap

penekanan 80 bar oleh karena itu dipersyaratkan bahwa cairan hydrolik agar seminimal mungkin

dpat dipompa.

4.    Komponen utama pompa hidrolik

System hidrolik ini didukung oleh tiga unit komponen utama, yaitu:

a.    Unit Tenaga, berfungsi sebagai sumber tenaga dengan liquid minyak hidrolik. Pada sistem ini,

unit tenaga terdiri atas:

      Penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar

      Pompa hidrolik, putaran dari poros penggerak mula memutar pompa hidrolik sehingga pompa

hidrolik bekerja

      Tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan hidrolik

      Kelengkapan (accessories), seperti : pressure gauge, gelas penduga, relief valve

a.    Unit Penggerak (Actuator), berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik.

Hidrolik actuator dapat dibedakan menjadi  dua macam yaitu penggerak lurus (linier Actuator) :

silinder hidrolik dan penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator.

b.    Unit Pengatur, berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik.

Unit ini biasanya diwujudkan dalam bentuk katup atau valve yang macam-macamnya akan

dibahas berikut ini.

1)   Katup Pengarah (Directional Control Valve = DCV)

Katup (Valve) adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menghentikan

atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut. Contoh jenis katup pengarah: Katup 4/3

Penggerak lever, Katup pengarah dengan piring putar, katup dengan pegas bias.

2)   Macam-macam Katup Pengarah Khusus

(a) Check Valve adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagai pressure

control (pengontrol tekanan)

(b) Pilot Operated Check Valve, Katup ini dirancang untuk aliran cairan hidrolik yang dapat

mengalir bebas pada satu arah dan menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan cairan yang

dapat membukanya.

(c) Katup Pengatur Tekanan, Tekanan cairan hidrolik diatur untuk berbagai tujuan misalnya untuk

membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik, untuk mengatur tekanan agar penggerak

hidrolik dapat bekerja secara berurutan, untuk mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran

tertentu menjadi kecil.

3)   Macam-macam Katup pengatur tekanan adalah:

(a) Relief Valve, digunakan untuk mengatur tekanan yang bekerja pada sistem dan juga mencegah

terjadinya beban lebih atau tekanan yang melebihi kemampuan rangkaian hidrolik.

(b) Sequence Valve, berfungsi untuk mengatur tekanan untuk mengurutkan pekerjaan yaitu

menggerakkan silinder hidrolik yang satu kemudian baru yang lain.

(c) Pressure reducing valve, berfungsi untuk menurunkan tekanan fluida yang mengalir pada

saluran kerja karena penggerak yang akan menerimanya didesain dengan tekanan yang lebih

rendah.

(d) Flow Control Valve, katup ini digunakan untuk mengatur volume aliran yang berarti mengatur

kecepatan gerak actuator (piston).

Fungsi katup ini adalah sebagai berikut:

      Untuk membatasi kecepatan maksimum gerakan piston atau motor hidrolik

      Untuk membatasi daya yang bekerja pada sistem

      Untuk menyeimbangkan aliran yang mengalir pada cabang-cabang rangkaian.

Macam-macam dari Flow Control Valve :

      Fixed flow control yaitu: apabila pengaturan aliran tidak dapat berubah-ubah yaitu melalui fixed

orifice.

      Variable flow control  yaitu apabila pengaturan aliran dapat berubah-ubah sesuai dengan

keperluan

      Flow control yang dilengkapi dengan check valve

      Flow control yang dilengkapi dengan relief valve guna menyeimbangkan tekanan

5.    Klasifikasi pompa

a.    Non Positive Displacement pump : mempunyai penyekat antara lubang masuk/inlet port dan

lubang keluar/out port, sehingga cairan dapat mengalir di dalam pompa apabila ada tekanan.

Contoh : Pompa air termasuk disebut juga tipe non positive diplasement.

b.    Positive diplacement pump : Memiliki lubang masuk/inlet port dan lubang keluar/outlet port

yang di sekat di dalam pompa. Sehingga pompa jenis ini dapat bekerja dengan tekanan yang

sangat tinggi dan harus di proteksi terhadap tekanan yang berlebihan dengan menggunakan

pressure relief valve.

Contoh : Pompa hidrolik alat-alat berat

c.    Fixed displacement pump : mempunyai sebuah ruang pompa dengan volume tetap (fixed volume

pumping chamber) Out putnya hanya bisa diubah dengan cara merubah kecepatan kerja (drive

speed ).

d.   Variable displacement pump : mempunyai ruang pompa dengan volume bervariasi, outputnya

dapat diubah dengan cara merubah displacement atau drive speed, fixed displacement pump

maupun variable pump dipakai pada alat-alat pemindah tanah.

6.    Aplikasi prinsip pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari.

Aplikasi hukum pascal yang sangat terkenal adalah yang terdapat pada alat

pengangkatan Hidrolik atau yang banyak dikenal dengan istilah Dongkrak Hidrolik. Setiap benda

yang menggunakan istilah Hidrolik biasanya merupakan aplikasi dari hukum pascal. Contahnya

Dongkrak hidrolik. Dongkrak hidrolik sering digunakan untuk mengangkat berat seperti saat

harus mengganti ban mobil. Prinsip kerjanya seperti gambar berikut.

Dua buah bejana seperti gambar (1.4), bejana I diisi satu jenis zat cair, sedangkan

bejana II diisi dua jenis zat cair. Pada bejana I permukaan air pada kedua kaki tabung sama

tinggi, sedangkan pada bejana II permukaan zat cair pada kedua kaki tabung tingginya berbeda.

Tinggi permukaan pada bejana II masing-masing h1 dan h2 diukur dari bidang yang melalui

persentuhan kedua zat cair AB. Setiap titik pada bidang tersebut mempunyai tekanan yang sama

(PA = PB).

Dengan mengingat hukum Pascal dan tekanan Hidrostatis, akan didapatkan hubungan ketinggian

hA dan hB sebagai berikut:

Keterangan:ρA = massa jenis fluida AρB = massa jenis fluida BhA = tinggi fluida A dari bidang acuanhB = tinggi fluida B dari bidang acuan.

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

A. Alat dan Bahan

1. lem dextone 2. Cutter (1 buah) 3. injeksi suntikan 10 cc (2 buah)

4. injeksi suntikan 50 cc (1 buah)

5. Selang infuse/selang tanki sepeda motor

6. Kacang-kacangan sepeda (2buah)

7. pipa tinta pena bekas

8. Gergaji

B. Langkah Kerja

1. Buatlah lubang seukuran diameter selang pada bagian bawah spit suntikan 10 cc dengan

menggunakan cutter, seperti pada gambar berikut

2. Lakukan hal yang sama pada spit suntikan 50 cc tapi dengan posisi ketinggian lubang yang

lebih rendah dari posisi lubang pada spit suntikan 10 cc. Seperti pada gambar berikut

3. Sehingga menghasilkan perbedaan ketinggian lubang seperti pada gambar berikut

Langkah pertama

Langkah kedua

Langkah ketiga

11. Piring Plastik 22. Triplek

13. Balok kayu 3 cm x 1.5 cm

4. Potonglah selang panjang menjadi 3 bagian, dengan masing-masing 21cm, 15 cm, dan 10

cm. Seperti pada gambar berikut

5. Masukkan kacang-kacangan sepeda pada injeksi suntikan 10 cc melalui lubang yang telah

dibuat pada langkah awal, seperti pada gambar berikut

6. Letakkan selang kecil pada mulut lubang injeksi suntuikan 10 cc kemudian sambungkan dengan selang panjang, seperti pada gambar berikut

7. Letakkan juga selang panjang pada mulut injeksi suntikan 50 cc, dan rangkaikan lah seperti pada gambar berikut

8. Potonglah balok kayu menjadi 4 bagian dengan ukuran 9. Potonglah triplek menjadi persegi panjang dengan menggunakan gergaji

Langkah kelima

Langkah keenam

Langkah ketujuh

10. Hubungkan balok-balok kayu tersebut ke triplek menggunakan paku. 11. Letakkan rangkaian injeksi tadi di atas balok kayu 12. Satukan piring plastic ke atas kuasa injeksi 50 cc dengan menggunakan lem plastic. Seperti pada

gambar berikut

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

1.    Tabel hasil pengamatan

N

O

Yang di berikan

gaya (F)

Yang menerima

gaya (F)

Hasil tekanan

(P)

1 Suntikan kecil (A) Suntikan besar

(A)

Tekanan yang diberikan sama

dengan tekanan yang diterima.

P1 = P2 dan terasa lebih ringan

tapi ketinggian air di suntikan

yang menerima gaya lebih

pendek dari yang memberikan

gaya.

2 Suntikan besar (A) Suntikan kecil

(A)

Tekanan yang diberikan sama

dengan tekanan yang diterima.

P1 = P2 dan terasa lebih berat

tapi ketinggian air di suntikan

yang menerima gaya lebih

tinggi dari yang memberikan

gaya.

2.    Gambar hasil percobaan

a.    Ketika suntikan kecil di tekan (diberi gaya) maka tekanannya terasa ringan dan ketinggian air di

suntikan besar tidak sampai memenuhi panjangnya.

b.    Ketika suntikan besar di tekan (diberi gaya) maka tekanannya terasa agak berat dan ketinggian

air pada suntikan kecil memenuhi panjangnya.

B.     Pembahasan

Miniature pompa hidrolik merupakan alat peraga praktikum pada mata pelajaran fisika.

Alat ini digunakan untuk menjelaskan secara kualitatif prinsip dari hukum pascal. Cara

pembuatan alat ini sangat mudah dan murah, yaitu cukup dengan menggunakan alat dan bahan

yang sederhana seperti selang kecil, suntikan berdiameter besar dan kecil, dua buah potongan

papan dan air. Dengan alat dan bahan yang sederhana ini kemudian rangkai alat dan bahan

tersebut dengan cara menyambungkan suntikan kecil dan besar dengan menggunakan selang,

lalu ikat kedua suntikan dan selang pada papan yang sudah disambungkan dengan papan lainnya

dengan tegak lurus. Untuk lebih jelasnya seperti gambar berikut:

Setelah rangkaian sudah siap, maka untuk melakukan praktikum yaitu dengan cara mengisi

selang dengan air sampai penuh dan mengisi suntikan kecil sampai penuh lalu sambungkan

suntikan kecil dengan selang. Setelah itu masukkan suntikan besar yang belum terisi ari ke ujung

selang yang sudah terisi air. Sekarang antara suntikan kecil dengan suntikan besar sudah

tersambung dengan selang yang sudah terisi air. Untuk percobaan pertama, mendorong suntikan

kecil dan percobaan kedua mendorong suntikan besar. Pada saat mendorong suntikan kecil, air

mengalir ke suntikan besar sehingga poston pada suntikan besar naik. Ketinggian air di suntikan

besar tidak bisa memenuhi panjangnya suntikan dan terasa ringan saat mendorong suntikan kecil.

Kemudian pada percobaan kedua yaitu mendorong suntikan besar, air juga mengalir ke suntikan

kecil dan ketinggian ari di suntikan kecil sampai memenuhi panjang suntikan dan pada saat

mendorong suntikan besar terasa sedikit berat dibandingkan dengan mendorong suntikan kecil.

Miniature pompa hidrolik ini dibuat untuk menjelaskan secara kualitatif prinsip dari

hukum pascal. Prinsip ini membahas tentang tekanan. Jadi dalam hukum pascal ini juga

berkaitan dengan bejana berhubungan. Untuk memahami konsep tekanan, prisnsip bejana

berhubungan dan hukum pascal, maka sangat tepat sekali miniatur pompa hidrolik dibuat untuk

mengilustrasikan konsep itu.

Tekanan atau biasa dilambangkan (P) adalah sebuah satuan fisika yang digunakan untuk

menyatakan gaya (F) yang dikeluarkan persatuan luas (A). secara matematis dirumuskan .

Biasanya tekanan ini digunakan untuk mengukur kekuatan suatu cairan atau gas. Untuk pompa

hidrolik, tekanan ini digunakan untuk mengukur kekuatan cairan. Semakin tinggi tekanan dalam

suatu tempat dengan isi (volume) yang sama, maka suhu akan semakin naik. Itulah hubungan

tekanan dengan suhu. Alat peraga miniature pompa hidrolik ini menggunakan dua buah suntikan

yang berdiameter besar dan kecil yang dihubungkan dengan seutas selang kecil. Artinya bahwa

pompa hidrolik ini menggunakan prinsip bejana berhubungan, bunyi hukum bejana berhubungan

adalah “bila bejana-bejana berhubungan di isi dengan zat cair yang sama dan berada dalam

keadaan seimbang maka permukaan zat cair pada bejana-bejana terletak pada sebuah bidang

datar”. Hukum bejana berhubungan ini membahas mengenai zat cair sejenis dalam sebuah bejana

yang berhubungan. Tepat sekali dengan alat peraga yang dibuat ini (miniature pompa hidrolik)

yaitu mengguanakan zat cair yang sejenis, hanya menggunakan air saja sebagai bahan.

Pompa hidrolik tidak lepas dari konsep tekanan. Ada hal menarik pada pompa hidrolik

untuk dianalisis yaitu pada luas penampang tabung yang berbeda, ternyata ketika diberikan

tekanan maka antara tabung yang kecil dengan yang besar akan memiliki tekanan total yang

sama. Inilah yang kemudian disebut dengan hukum utama hidrostatis yaitu berhubungan dengan

fluida yang homogen dan tekanan total yang sama pada luas penampang yang berbeda. Untuk

menjelaskan sistim kerja pompa hidrolik ini digunakan prinsip hukum utama hidrostatis dan juga

hukum pascal, hukum pascal berbunyi “tekanan yang diberikan pada suatu zat cair dalam suatu

wadah akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”. Jelaslah bahwa antara hukum utama

hidrostatis dengna hukum pascal tidak jauh beda, menjelaskan tentang kesamaan tekanan antara

luas penampang yang berbeda satu dengan lainnya.

Di kehidupan sehari-hari penerapan konsep hukum pascal, dalam hal ini adalah pompa

hidrolik sudah banyak sekali membantu meringantkan kerja manusia khususnya dalam bidang

gerak. Inovasi yang sudah dibuat oleh manusia dengan konsep pompa hidrolik adalah adanya

dongkrak hidrolik yang mengangkat mobil-mobil besar pada bengkel mobil. Kemudian di bidang

pembangunan ada mobil penggali tananh (mobil sekop). Itu menggunakan prinsip kerja pompa

hidrolik, karena dibagian atas sekop mobil itu terdapat pompa besar yang menggunakan pelumas

sebagai cairannya. Di bidang pertanian misalnya, digunakan juga prisnsip pompa hidrolik ketika

musim kering tiba dan hanya terdapat sedikit air. Kekurangan air ini bisa digunakan pompa

hidrolik untuk memompa air dengan cara otomatis. Karena tenaga yang memompa air berasal

dari air itu sendiri. Inilah beberapa contoh penerapan konsep hukum pascal atau lebih khususnya

aplikasi dari pompa hidrolik. Jadi miniature pompa hidrolik dapat membantu siswa untuk

memahami konsep hukum pascal secara kulitatif sehingga dengan pemahaman ini akan ada

inovasi – inovasi untuk membuat alat berat yang dapat membantu aktivitas manusia.

BAB V

PENUTUP

A.  Kesimpulan

a. Miniature pompa hidrolik adalah sebuah alat yang dibuat untuk menjelaskan

secara kualitatif prinsip hukum pascal. Cara pembuatannya adalah dengan

merangkai suntikan kecil dan suntikan besar yang dihubungkan dengan selang

kecil. Kemudian mengisi selang dan suntikan kecil dengan air sampai penuh, lalu

mengikat kedua suntikan dan juga selang pada papan yang sudah dirangkai

menjadi tegak lurus. Cara kerja alat ini dengan cara mendorong suntikan kecil dan

besar secara bergiliran dan merasakan besar tekanan yang terjadi. Ternyata

hasilnya adalah ketika suntikan kecil di dorong tekanannya kecil dan ketika

suntikan besar di dorong tekanannya lebih besar.

b. Tekanan (P) adalah sebuah satuan fisika yang digunakan untuk untuk menyatakan

banyaknya gaya (F) persatuan luas (A). Secara matematis dapat ditulis .

c. Hukum bejana berhubungan berbunyi “bila bejana-bejana berhubungan di isi

dengan zat cair yang sama dan berada dalam keadaan seimbang maka permukaan

zat cair pada bejana-bejana terletak pada sebuah bidang datar”.

d. Hukum utama hidrostatis berbunyi “semua titik yang berada pada bidang datar

yang sama dalam fluida homogeny, memiliki tekanan total yang sama”.

e. Hukum pascal berbunyi “tekanan yang diberikan pada suatu zat cair dalam suatu

wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”. Maka dengan

menggunakan alat peraga praktikum fisika yaitu miniature pompa hidrolik, dapat

dijelaskan konsep hukum pascal. Terlihat jelas bahwa ketika salah satu suntikan

di tekan maka tekanan itu akan diteruskan oleh air yang ada pada selang ke

suntikan lainnya.

f. System hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli untuk

melakukan suatu gerakan segaris atau putaran.

g. Penerapan konsep pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari contohnya adalah

dongkrak hidrolik, mobil penggali tanah, pompa penyiram tanah pertanian, dan

lain sebagainya.

B.  Saran

Alat peraga praktikum fisika (miniature pompa hidrolik) ini cukup bagus untuk

menambah pemahaman siswa untuk menjelaskan konsep hukum pascal secara kualitatif, tapi alat

ini masih ada kekurangannya yaitu tidak bisa menjelaskan konsep tekanan secara kuantitatif

yaitu dengan menerapkan rumus-rumus tekanan. Diharapkan kedepannya untuk membuat

pengembangan lagi mengenai alat ini yaitu dapat menjelaskan konsep hukum pascal baik secara

kualitatif maupun secara kuantitatif.

DAFTAR PUSTAKA

Hanafie Jahja, 1979, Teknologi Pompa Hidraulik Ram, Bandung, Pusat Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung. Sriyono Dakso dan Fritz Dietzel, 1994, Turbin, Pompa Dan Kompresor, Jakarta: Penerbit Erlangga. Widarto L dan FX. Sudarto C. Ph, 1997, Membuat Pompa Hidram, Yogyakarta. Penerbit KanisiusWirawan, dkk. Pneumatik dan Hydrolik. 2010. Semarang: Universitas Negeri Semarang.