Pengertian Hukum Pascal – Lengkap dengan Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya
bimbeljogja.com (Pengertian Hukum Pascal) – Pernahkah kalian melihat mobil yang sedang dicuci di tempat pencucian mobil? Dan apakah kalian melihat alat untuk mengangkat mobil tersebut? Alat tersebut dinamakan pompa hidrolik. Padahal pompa tersebut hanyalah berisi udara loh. Tapi anehnya kok bisa mengangkat mobil seberat itu ya? Mau tahu lebih lengkapnya mengenai materi ini? Yuk simak bareng-bareng sampai akhir!
Table of Contents
Toggle
Dalam dunia ilmu fisika, Hukum Pascal adalah salah satu konsep penting yang berhubungan dengan tekanan fluida. Ditemukan oleh seorang ilmuwan Prancis bernama Blaise Pascal pada abad ke-17, hukum ini memiliki peran yang signifikan dalam memahami perilaku fluida dalam berbagai situasi. Artikel ini akan membahas secara mendalam pengertian Hukum Pascal, rumusnya, memberikan contoh soal, dan menggambarkan berbagai penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Pengertian Hukum Pascal
Kali ini kita akan membahas hukum pascal, apa itu hukum pascal? Hukum pascal merupakan bagian dari hukum fisika yang ternyata memberi manfaat bagi kehidupan kita sehari-hari loh. Hukum pascal ini ditemukan atau diciptakan oleh ilmuwan fisika asal Perancis yang bernama Blaise Pascal. Yup hukum ini diambil pada nama terakhir ilmuwan tersebut. Dia menyebutnya bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Berikut bunyi hukum pascal:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup, diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”
Contoh yang sangat sederhana dan yang sering kita jumpai di kehidupan sehari-hari ialah kantong plastik yang berlubang dan di dalamnya berisi air. Lalu diperas, nah itu akan ada tekanan pada air yang ada di dalam kantong plastik tersebut akan menyebabkan air yang kaluar dari lubang kantong plastik itu artinya tekanan yang diberikan tadi, lalu diteruskan melalui air dalam kantong. Air yang dipancarkan setiap lubang tersebut adalah sama kuatnya, berarti tekanan yang ada di air itu bekerja ke segala arah.
Pada contoh tersebut bisa kita simpulkan bahwa hukum pascal ini merupakan sebuah hukum fisika fluida yang menjelaskan bahwa dari adanya tekanan yang diberikan pada fluida statis di dalam ruang yang tertutup, maka akan diteruskan ke segala arah dengan kekuatan yang sama pula nantinya.
Pada hukum pascal ini, Blaise Pascal menyatakan bahwa fluida tidaklah mengalir yang artinya statis dalam ruang yang tertutup, jika diberikan tekanan di satu sisi. Jadi tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dan sisi dengan sama besar kekuatannya.
Rumus Hukum Pascal
Blaise Pascal mencetuskan hukum ini karena eksperimennya yang sederhana dengan percobaan Torricelli, hanya menggunakan kantong plastik yang sudah kami jelaskan di atas. Lalu Pascal mengamati dan akhirnya tercetuslah hukum tersebut.
Fluida adalah semua zat yang bisa mengalir. Zat ini mampu mengalir karena memiliki kemampuan membentuk sesuai dengan wadah yang menampung zat tersebut. Atom-atom dan molekul fluida itu juga akan bergerak dengan bebas. Dengan contoh yang sudah kami jelaskan di awal, bahwa hukum pascal diterapkan pada pompa hidrolik. Dibawah ini adalah contoh penerapan hukum pascal jika diterapkan dalam sebuah bejana tipe U, yakni:

Keterangan:
F1 = Gaya hisap pertama (N)
F2 = Gaya hisap kedua (N)
A1 = Luas pada hisapan pertama (m²)
A2 = Luas pasa hisapan kedua (m²)
Gambar di atas terdapat bejana yang tertutup bentuk U, maka akan kelihatan bahwa ada dua penampang penghisap. Misalkan luas penampang penghisap 1 ialah A1. Sedangkan luas penampang penghisap 2 ialah A2. Jadi keduanya menjadi A1<A2. Dan jika penghisap 1 diberi gara ke bawah, maka yang terjadi adalah zat cair di dalam akan mengalami tekanan (P) menjadi F1/A1

Keterangan:
F1 = Gaya hisap pertama (N)
A1 = Luas pada hisapan pertama (m²)
Sesuai dengan hukum pascal, tekanan (P) akan diteruskan ke segala arah dengan sama besarnya ke hisapan 2. Jika ada sebuah gaya yang dihasilkan oleh tekanan (P1) pada penampang A2, maka akan terjadi gaya (F), sehingga persamaan di bawah ini tidak berlaku:

Keterangan:
P1 = Tekanan pertama (N/m²)
P2 = Tekanan kedua (N/m²)
F1 = Gaya hisap pertama (N)
F2 = Gaya hisap kedua (N)
A1 = Luas pada hisapan pertama (m²)
A2 = Luas pasa hisapan kedua (m²)
Mengapa demikian? Karena A2>A1, maka F2>F1. Jadi menyebabkan gaya yang bekerja di penampang A2 menjadi lebih besar.
Jadi hukum pascal dapat ditulis seperti berikut:

Keterangan:
P = Tekanan
A = Luas Permukaan
F =Gaya
Satuan baku dari gaya ialah Newton (N), sedangkan luas permukaan adalah m² atau meter persegi.
Jadi, 1 Pa= 1 N/m²
Pada pompa hidrolik, rumusnya adalah
F1/A1 = F2/A2
Penerapan Hukum Pascal
Penerapan hukum pascal di kehidupan sehari-hari ada banyak loh, terutama dan yang paling banyak adalah yang menggunakan fluida atau mesin-mesin hidrolik. Hukum pascal ini dijadikan sebagai alat sebagai istilah untuk memberikan tekanan yang besar meski hanya diberikan sebuah tekanan yang kecil sebagai masukannya. Berikut contoh penerapan hukum pascal yang bisa kalian temui di kehidupan sehari-hari:
- Dongkrak Hidrolik
Bagi kalian yang mengendarai mobil pasti inilah salah satu alat yang wajib untuk di bawah kemana-mana. Dongkrak hidrolik merupakan penolong saat terjadi ban bocor. Pada dongkrak itu terdapat dua tabung dengan ukuran yang berbeda, berdiameter kecil dan yang satunya lebih besar. Nah, cara kerjanya adalah di dalam dua tabung itu ada penghisap yang diberi tekanan pada penghisap yang kecil lalu diteruskan ke penghisap yang besar. Itulah mengapa dongkrak hidrolik bisa memompa dengan tekanan yang kecil namun bisa menjadi gaya besar yang bisa digunakan untuk mobil.
- Mesin Hidrolik
Ini adalah salah satu contoh yang sudah kita ulas di atas, yup yang sering kalian lihat di tempat pencucian mobil maupun bengkel mobil. Hukum pascal akan bisa bekerja pada mesin hidrolik yang mengangkat mobil yang berat sekali hingga ke atas meski mendapat tekanan yang kecil loh di awal. Masih ingat mengapa itu bisa terjadi kan? Jika lupa bisa scroll ke atas untuk lebih jelasnya.
- Rem Hidrolik
Kalau rem hidrolik ini memanfaatkan minyak rem yang berfungsi sebagai fluida status lalu juga memanfaatkan hukum pascal juga dong pastinya. Penjelasannya ialah ketika rem diinjak atau ditekan maka minyak rem akan bergerak dan memberi tekanan ke cakram atau sepatu penjepitnya. Jadi yang dihasilkan dari hukum pascal ini kepada rem adalah gaya gesek guna memperlambat putaran roda atau ban. Sehingga kendaraan pun akan lebih pelan dan bisa juga untuk berhenti.
- Alat Pemadam Kebakaran
Alat pemadam kebakaran seperti fire extinguisher juga mengandalkan Hukum Pascal loh. Tekanan tinggi dalam tabung pemadam kebakaran memungkinkan pemadaman api yang efektif saat kalian menekan pelatuk.
- Peralatan Medis
Teknologi medis seperti alat pemantau tekanan darah dan alat suntik juga mengandalkan prinsip Hukum Pascal. Mereka memanfaatkan tekanan cairan untuk mengukur tekanan dalam tubuh atau mengirimkan obat ke dalam sistem peredaran darah.
Contoh Soal Hukum Pascal
1.Sebuah tabung berisi minyak dengan luas permukaan 0,02 m^2. Jika gaya 500 N diberikan pada minyak di dalam tabung, berapa tekanan yang dihasilkan dalam minyak tersebut?
Diketahui
F1 = 500 N
A1 = 0,02 m²
Ditanya
F2 = ?
A2 =?
Jawab
F1/A1 = F1/A2
500 N / 0,02 m²= F2/A2
F2 = 25,000 N/m²
2. Sebuah piston dengan luas permukaan A1 sebesar 0,01 m² ditempatkan dalam silinder yang terisi dengan minyak. Gaya sebesar 200 N diberikan pada piston. Berapa tekanan yang dihasilkan dalam minyak tersebut?
Diketahui:
F1 = 200 N
A1 = 0,01 m²
Ditanya:
F1 / A1 = F2 / A2
Dijawab:
F2 = (F1 x A2) / A1
F2 = (200 N x 0,01 m²) / 0,01 m²
F2 = 200 N
Jadi, gaya yang dihasilkan dalam minyak adalah 200N. Nah, sekarang menghitung tekanan dengan menggunakan luas permukaan piston.
P = F2 / A1
P = 200N /0,01 m²
P = 20,000 N/m²
Jadi tekanan yang dihasilkan dalam minyak tersebut adalah 20.000 N/m² atau 20 kPa.
3. Sebuah truk dengan berat 10 ton (10,000 kg) duduk di atas empat roda dengan luas permukaan masing-masing roda sebesar 0,02 m². Berapa tekanan yang dihasilkan oleh truk pada permukaan jalan?
Penyelesaian:
Dalam hal ini, kita memiliki berat truk (F) sebesar 10,000 kg, dan kita perlu mencari tekanan (P) yang dihasilkan pada permukaan jalan.
Kita dapat menggunakan rumus tekanan:
P = F/A
Di mana:
F adalah gaya yang dihasilkan oleh berat truk, yang bisa dihitung sebagai F=m⋅g, di mana m adalah massa truk (10,000 kg) dan g adalah percepatan gravitasi (sekitar 9.81 m/s²).
F = 10,000 kg x 9.81 m/s²
F = 98,100N
Sekarang menggunakan nilai F dan luas permukaan roda (A) untuk menghitung tekanan:
P = F/A
P = 98,100 N (4 x 0,02 m²)
P = 98,100 N / 0,08 m²
P = 1,226,250 N/m²
Jadi, tekanan yang dihasilkan oleh truk pada permukaan jalan adalah sekitar 1,226,250 N/m².
Hukum Pascal adalah konsep yang sangat penting dalam fisika dan memiliki berbagai penerapan yang luas dalam kehidupan sehari-hari, teknologi, serta ilmu pengetahuan. Pemahaman yang baik tentang Hukum Pascal memberikan wawasan yang lebih dalam tentang bagaimana tekanan bekerja dalam sistem fluida dan memungkinkan kita untuk merancang teknologi yang lebih canggih dan efisien.
Itulah beberapa penjelasan yang lengkap mengenai pengertian hukum pascal. Jika kalian ingin mempelajari lebih lanjut apa itu hukum pascal ataupun materi-materi lainnya, kalian bisa banget untuk mengikuti bimbingan belajar yang terbaik di kelasnya. Dengan mengikuti rekomendasi bimbel dari kami, kalian akan mempelajari materi-materi yang lebih kompleks loh! Segera daftar dan jadilah bagian dari kami!