Fluida Statis: Hukum Pascal

Fluida Statis: Hukum Pascal

Fisika Kelas XI Semester 2 Fluida Statis: Hukum Pascal

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 bahwa 

Perubahan tekanan pada setiap titik dalam fluida tertutup disebarkan sama pada seluruh cairan ke segala arah. 

Cek Video Ini: 

Contoh Hukum Pascal Dalam Kehidupan Sehari-hari

gambar: ck-12.org

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.

gambar: ck-12.org

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.

gambar: faculty.wwu.edu

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 Pascal
Semua contoh penerapan diatas memenuhi persamaan hukum pascal sebagai berikut:

P1 = P2
F1/A1 = F2/A2

Keterangan:

P = Tekanan (Pascal)

F = Gaya (N)

A = Luas Permukaan (m*2)

* Suntikan memiliki luar penampang/permukaan lingkaran

Contoh Soal:

Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m² dan 2 × 10^–4 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 × 10^–4

^{100.000 = F1/2 × 10–4}

^{F1 = 20 N}