Hukum Pascal didapatkan dari sebuah eksperimen yang dilakukan oleh Blaise Pascal. Percobaan yang dilakukan adalah tentang air dan wadah.
Hasil percobaan tersebut menyatakan bahwa air yang keluar akan lebih deras lewat lubang dengan permukaan wadah yang atasnya terbuka dibandingkan dengan yang tertutup.
Supaya bisa lebih paham secara detail, silahkan simak yang telah diulas oleh Cryptowi dibawah ini.
Pengertian Hukum Pascal
Hukum ini membahas tentang tekanan yang ditimbulkan oleh zat cair yang berada pada sebuah wadah yang tertutup. Besar wadah tentu akan mempengaruhi gaya tekanan yang terjadi.
Hukum ini diberikan nama Pascal karena menghormati penemunya. Hukum ini mempelajari tentang zat cair dan juga gaya yang terjadi pada zat tersebut.
Bahkan nama dari hukum ini diambil dari nama penemunya. Dengan begitu ilmu fisika yang ditemukannya bisa terus dipelajari oleh banyak orang dan dikembangkan untuk berbagai kebutuhan.
Bunyi hukum Pascal
Untuk bisa mengerti konsep tentang hukum ini secara lebih mendetail, Anda harus mengetahui bunyi hukumnya terlebih dahulu. Berikut uraiannya.
“Tekanan yang dihasilkan oleh zat cair yang ditempatkan pada ruangan tertutup akan disebarkan secara merata ke segala arah dengan jumlah yang sama.”
Simak juga: [Materi] Hukum Hooke
Rumus Hukum Pascal
Hubungan yang terjadi antara zat cair dan wadah yang menampungnya menghasilkan sebuah gaya dengan rumus sebagai berikut.
ΔP = ρg(Δh)
Ketentuan:
- Ρ = massa pada zat cair (dinyatakan dalam kg/m2)
- Δh = ketinggian zat cair (m2) atau bisa didefinisikan juga sebagai perbedaan ketinggian antara 2 bagian yang berisi cairan.
- ΔP = tekanan hidrostatik (Pa) atau berbedaan berat pada 2 titik sekat yang berisikan zat cair.
- g = kecepatan gravitasi
Ketika jari-jari sudah diketahui maka rumusnya menjadi seperti ini.
F1/A1 = F2/A2 maka F1 = A1/A2 x F2 atau F1 = (D1/D2)2 x F2
Keterangan:
F1 adalah gaya pada penampang 1 (newton)
R2 adalah jari-jari pada penampang 2 (m)
F2 adalah gaya pada penampang 2 (newton)
A2 adalah luas penampang 2 (m2)
A1 adalah luas penampang 1 (m2)
D2 adalah diameter pada penampang 2 (m)
R1 adalah jari-jari pada penampang 1 (m)
D1 adalah diameter pada penampang 1 (m)
Persamaan Hukum Pascal
Dari eksperimen yang dilakukan dengan menggunakan barometer, disimpulkan sebuah teori tentang persamaan benda cair. Bahwa zat cair akan menyebarkan tekanan ke seluruh arah.
Melalui eksperimen tersebut terbentuklah sebuah hukum yang mengatur keterkaitan benda gas, cair dan perubahan bentuknya.
Dalam definisinya, hukum tersebut menyimpulkan jika sebuah zat cair diberikan tekanan, maka akan merambat ke semua arah hingga sebuah sisi wadah terkena kekuatannya.
Hal tersebut akan terjadi ketika zair cair berada diruangan tertutup. Konsep ini berlaku untuk semua jenis zat cair tanpa bergantung pada bentuk wadahnya.
Namun semakin kecil dan tertutup wadahnya, maka akan semakin besar tekanan pada zat cair tersebut. Hukum inilah yang dikenal dengan Pascal.
Sesuai dengan sistem kerja Pascal, maka tekanan yang terjadi pada fluida dapat dirumuskan sebagai berikut:
P = F : A
Sehingga persamaan hukumnya seperti di bawah ini :
P1 = P2
F1 : A1 = F2 : A2
Keterangan:
F = gaya (newton)
P = tekanan (pascal)
A = luas permukaan penampang (m2)
Hukum tersebut menyebutkan bahwa ketika luas penampang kecil maka gaya yang dihasilkan juga akan kecil. Berlaku juga untuk sebaliknya.
Prinsip hukum ini sering dimanfaatkan untuk berbagai alat teknik yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari seperti rem hidrolik, pompa hidrolik, dongkrak hidrolik dan lain sebagainya.
Simak juga: [Materi] Hukum Lenz
Contoh Soal Hukum Pascal
Memahami konsep hukum pada ilmu fisika memang tidaklah mudah.
Untuk itu akan dijabarkan beberapa pembahasan soal agar Anda bisa mengerjakan soal dengan lebih baik. Berikut contohnya.
1. Terdapat dua tabung yang berbeda namun memiliki luas penampang yang saling berhubungan. Jika tabung tersebut diisi dengan air dan bagian permukaannya ditutupi oleh pengisap, berapa gaya yang bekerja pada A2 agar beban bisa terangkat ketika pengisap A1 diberikan beban sejumlah 100 N? Luas pengisap A1 adalah 50 cm2 dan A2 adalah 250 cm2.
Diketahui
A1 = 50 cm2
A2 = 250 cm2
F1 = 100 N
Ditanya F2 = … ?
Jawab
F1/A1 = F2/A2
100/50 = F2/100
F2 = 100. 100 /50 = 200 N
2. Terdapat dua buah dongkrak hidrolik dengan luas penampang yang berbeda yaitu 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika diberikan gaya sebesar 5 N, berapa gaya maksimum yang dikeluarkan?
Diketahui :
A1 = 0,04 m2
A2 = 0,10 m2
F1 = 5 N
Ditanya : F2 ?
Jawab :
F1/A1 = F2/A2
5/0,04 = F2/0,10
125 = F2/0,10
F2 = (125)(0,10) = 12,5 N
3. sebuah mobil dengan massa 8.000 N membutuhkan perbaikan pada bagian bawahnya. Untuk memudahkan proses perbaikan, mobil tersebut diangkat dengan menggunakan alat berat. Jika piston kecil pada alat tersebut diberikan gaya 200 N dan luas penampangnya sebesar 5 cm2. Hitunglah luas penampang piston besar pada alat tersebut.
Diketahui :
F1 = 8.000 N
A1 = 5 cm2 = 5 x 10-4 m2
F2 = 200 N
Ditanya :
A2 = …?
Jawab :
F1 : A1 = F2 : A2
A2 = (F2 : F1 ) x A2
= (8.000 : 200) x 5 x 10-4 x 10-1 m2
Maka, luas penampang piston besar adalah 0,2 m2.
Dengan mengerjakan latihan soal secara rutin, Anda bisa lebih memahami konsep dan cara kerjanya. Hal ini tentu akan memudahkan Anda untuk memahami materi hukum Pascal dengan baik.
