Hukum Pascal

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Percobaaan sederhana

Kalian dapat menggunakan barang bekas seperti botol plastik bekas minuman yang transparan. Kemudian lubangi dinding botol secara melingkar dengan ketinggian yang sama. Lakukan yang sama dengan botol yang lain, tapi ketinggiannya berbeda dengan botol yang pertama. Isi dengan air dan lihatlah air yang memancar dari lubang botol. Berapa jarak yang ditempuh oleh air yang memancar? Mana yang paling jauh memancar?

Ambillah kembali botol plastik bekas minuman pada percobaan di atas. Isilah botol tadi dengan air sampai penuh. Perhatikan apa yang terjadi. Bila kemudian kita memberikan tekanan pada air di dalam botol di bagian atas, apa yang terjadi? 

Bandingkan jarak maksimal sebelum kalian memberi tekanan, dan setelah diberi tekanan?

Apakah setelah diberi tekanan jarak maksimal bertambah dengan penambahan yang sama untuk semua lubang?

Kita telah mengetahui bahwa tekanan pada kedalaman yang sama adalah sama. Hal ini akan tampak dengan jarak tetesan air sama pada seluruh lubang. Jika pada percobaan sederhana di atas setelah diisi air kemudian ditekan maka air akan mendapat pertambahan tekanan yang sama di seluruh fluida. Keadaan ini dikenal sebagai hukum Pascal.

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Berdasarkan hukum ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar. Prinsip-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, dan dump truk hidrolik.

Penerapan hukum Pascal dalam suatu alat, misalnya dongkrak hidrolik, dapat dijelaskan melalui analisis seperti terlihat pada Gambar berikut:

Prinsip kerja donGkrak Hidrolik

Apabila pengisap 1 ditekan dengan gaya F1, maka zat cair menekan ke atas dengan gaya pA1. Tekanan ini akan diteruskan ke penghisap 2 yang besarnya pA2. Karena tekanannya sama ke segala arah, maka didapatkan persamaan sebagai berikut:

Jika penampang pengisap dongkrak hidrolik berbentuk silinder dengan diameter tertentu, maka persamaan di atas dapat pula dinyatakan sebagai berikut: 
Karena 

maka: 

Keterangan:
F1 : gaya pada piston pertama
F2 : gaya pada piston kedua
A1 : luas penampang piston pertama
A2 : luas penampang piston kedua
d1 : diameter piston pertama
d2 : diameter piston kedua

Contoh Soal dan Pembahasan

Perhatikan gambar di bawah ini!

Suatu alat pengangkat mobil (dongkrak hidrolik) terdiri atas 2 tabung yang berhubungan. Kedua tabung yang mempunyai diameter berbeda ini ditutup masing-masing dengan sebuah pengisap. Tabung diisi penuh air. Pada tabung besar diletakkan mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada tabung kecil diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika berat mobil 3 ton, diameter pengisap tabung besar 30 cm dan tabung kecil 5 cm, serta g = 10 m/s2, maka hitunglah gaya yang harus diberikan agar mobil terangkat naik! 

Pembahasan

Diketahui : mb = 3 ton = 3.000 kg; d1 = 30 cm; d2 = 5 cm ;g = 10 m/s2

Ditanyakan: F1 Jawab:

= ...?

Gaya kedua pada sistem ini adalah gaya berat mobil. Oleh karena itu, besarnya F2 adalah:
F2 = m × g = 3.000 × 10
= 30.000 N

Jadi, gaya yang harus diberikan agar mobil terangkat sebesar 833,33 N.

Apa saja aplikasi Hukum Pascal dalam sehari-hari? Simak di: Aplikasi Hukum Pascal

Siapakah Blaise Pascal? Simak di: Inilah Sosok Pascal

Sumber: BSE Fisika Dwi Satya, Setya Nurracmandani