MAKALAH HUKUM PASCAL

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.    Latar Belakang

          Manusia merupakan makhluk yang dikatakan makhluk sempurna. Namun,terlepas dari itu, manusia pun mempunyai keterbatasan dalam bidang kemampuansecara fisik. Manusia tidak dapat mengangkat beban yang melebihi bobot dirinya.Hanya segelincir manusia yang mempunyai kemampuan melebihi manusia yang lain. Dilain hal, manusia juga mempunyai kelebihan dalam hal pemikiran. Pemikianmanusia terus berkembang seiring dengan perkembangan zaman yang semakin pesat.Seiring perkembangan zaman, perkembangan pemikiran manusia punsemakin berkembangan. Pada zaman dahulu manusia masih terbatas dalam halkemampuan untuk mengangkat beban yang melebihi bobot dirinya, namun seiringdengan perkembangan zaman dan perkembangan pemikiran manusia, kini manusiadapat mengangkat beban yang melebihi bobot dirinya sendiri, bahkan beban yanglebih berat sekalipun. Namun, hal itu tidak terlepas dari alat ± alat atau mesinsederhana yang ciptakan oleh manusia. Kini, dengan bantuan alat manusia dapatmengangkat bobon yang lebih besar. Salah satu alat yang diciptakan manusia ialahDongkrak Hidrolik. Dongkrak hidrolik merupakan alat atau pesawat sederhana yang banyak membantu kehidupan manusia. Dongkrak hidrolik banyak digunakan dalamhal pengangkatan mobil, motor dan alat ± alat berat lainnya.Sehubung dengan hal diatas, penulis tertarik untuk mengkaji lebih lanjutmengenai dongkrak hidrolik serta prinsip kerja dari dongrak hidrolik tersebut

1.2.    Tujuan Penulisan

          Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui dan memahami tentang hokum pascal

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.    Pengertian Hukum Pascal

          Bila ditinjau dari zat cair yang berada dalam suatu wadah, tekanan zat cair pada dasar wadah tentu saja lebih besar dari tekanan zat cair pada bagian di atasnya. Semakin ke bawah, semakin besar tekanan zat cair tersebut. Sebaliknya, semakin mendekati permukaan atas wadah, semakin kecil tekanan zat cair tersebut. Besarnya tekanan sebanding dengan pgh (p =massa jenis, g = percepatan gravitasi dan h = ketinggian/kedalaman) (Lohat, 2008).

          Setiap titik pada kedalaman yang sama memiliki besar tekanan yang sama. Hal ini berlaku untuk semua zat cair dalam wadah apapun dan tidak bergantung pada bentuk wadah tersebut. Apabila ditambahkan tekanan luar misalnya dengan menekan permukaan zat cair tersebut, pertambahan tekanan dalam zat cair adalah sama di segala arah. Jadi, jika diberikan tekanan luar, setiap bagian zat cair mendapat jatah tekanan yang sama (Lohat, 2008).

          Jika seseorang memeras ujung kantong plastik berisi air yang memiliki banyak lubang maka air akan memancar dari setiap lubang dengan sama kuat. Blaise Pascal (1623-1662) menyimpulkannya dalam hukum Pascal yang berbunyi, “tekananyang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah” (Kanginan, 2007).

Blaise Pascal (1623-1662) adalah fisikawan Prancis yang lahir di Clermount pada 19 Juli 1623. Pada usia 18 tahun, ia menciptakan kalkulator digital pertama di dunia. Ia menghabiskan waktunya dengan bermain dan melakukan eksperimen terus-menerus selama pengobatan kanker yang dideritanya. Ia menemukan teori hukum Pascal dengan eksperimenya bermain-main dengan air (Kanginan, 2007).

2.2.    Persamaan Hukum Pascal

          Jika suatu fluida yang dilengkapi dengan sebuah penghisap yang dapat bergerak maka tekanan di suatu titik tertentu tidak hanya ditentukan oleh berat fluida di atas permukaan air tetapi juga oleh gaya yang dikerahkan oleh penghisap. Berikut ini adalah gambar fluida yang dilengkapi oleh dua penghisap dengan luas penampang berbeda. Penghisap pertama memiliki luas penampang yang kecil (diameter kecil) dan penghisap yang kedua memiliki luas penampang yang besar (diameter besar) (Kanginan, 2007).

Gambar 1: Fluida yang Dilengkapi Penghisap dengan Luas Permukaan Berbeda

(Sumber: 4.bp.blogspot.com)

Sesuai dengan hukum Pascal bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah, maka tekanan yang masuk pada penghisap pertama sama dengan tekanan pada penghisap kedua (Kanginan, 2007).

Tekanan dalam fluida dapat dirumuskan dengan persamaan di bawah ini.

P = F : A

sehingga persamaan hukum Pascal bisa ditulis sebagai berikut.

P₁ = P₂

F₁ : A₁ = F₂ : A₂

dengan P = tekanan (pascal), F = gaya (newton), dan A = luas permukaan penampang (m²).

Ada berbagai macam satuan tekanan. Satuan SI untuk tekanan adalah newton per meter persegi (N/m²) yang dinamakan pascal (Pa). Satu pascal sama dengan satu newton per meter persegi. Dalam sistem satuan Amerika sehari-hari, tekanan biasanya diberikan dalam satuan pound per inci persegi (lb/in²). Satuan tekanan lain yang biasa digunakan adalah atmosfer (atm) yang mendekati tekanan udara pada ketinggian laut. Satu atmosfer didefisinikan sebagai 101,325 kilopascal yang hampir sama dengan 14,70 lb/in². Selain itu, masih ada beberapa satuan lain diantaranya cmHg, mmHg, dan milibar (mb).

1 mb = 0.01 bar

1 bar = 10⁵ Pa

1 atm = 76 cm Hg = 1,01 x 10⁵ Pa= 0,01 bar

1 atm = 101,325 kPa = 14,70 lb/in²

Untuk menghormati Torricelli, fisikawan Italia penemu barometer (alat pengukur tekanan), ditetapkan satuan dalam torr, dimana 1 torr = 1 mmHg (Tipler, 1998).

2.3.    Penerapan Hukum Pascal

          Hidraulika adalah ilmu yang mempelajari berbagai gerak dan keseimbangan zat cair. Hidraulika merupakan sebuah ilmu yang mengkaji arus zat cair melalui pipa-pipa dan pembuluh–pembuluh yang tertutup maupun yang terbuka. Kata hidraulika berasal dari bahasa Yunani yang berarti air. Dalam teknik, hidraulika berarti pergerakan-pergerakan, pengaturan-pengaturan, dan pengendalian-pengendalian berbagai gaya dan gerakan dengan bantuan tekanan suatu zat cair (Krist, 1980).

Semua instalasi hidraulika pada sistem fluida statis (tertutup) bekerja dengan prinsip hidraustatis. Dua hukum terpenting yang berhubungan dengan hidraustatistika adalah

1. Dalam sebuah ruang tertutup (sebuah bejana atau reservoir), tekanan yang dikenakan terhadap zat cair akan merambat secara merata ke semua arah,

2. Besarnya tekanan dalam zat cair (air atau minyak) adalah sama dengan gaya (F) dibagi oleh besarnya bidang tekan (A) (Krist, 1980).

Dari hukum Pascal diketahui bahwa dengan memberikan gaya yang kecil pada penghisap dengan luas penampang kecil dapat menghasilkan gaya yang besar pada penghisap dengan luas penampang yang besar (Kanginan, 2007). Prinsi inilah yang dimanfaatkan pada peralatan teknik yang banyak dimanfaatkan manusia dalam kehidupan misalnya dongkrak hidraulik, pompa hidraulik, dan rem hidraulik (Azizah & Rokhim, 2007).

A.      Prinsip Kerja Dongkrak Hidraulik

          Prinsip kerja dongkrak hidraulik adalah dengan memanfaatkan hukum Pascal. Dongkrak hidraulik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang memiliki diameter yang berbeda ukurannya. Masing- masig ditutup dan diisi air. Mobil diletakkan di atas tutup tabung yang berdiameter besar. Jika kita memberikan gaya yang kecil pada tabung yang berdiameter kecil, tekanan akan disebarkan secara merata ke segala arah termasuk ke tabung besar tempat diletakkan mobil(Anonim,2009a). Jika gaya F₁ diberikan pada penghisap yang kecil, tekanan dalam cairan akan bertambah dengan F₁/A_1. Gaya ke atas yang diberikan oleh cairan pada penghisap yang lebih besar adalah penambahan tekanan ini kali luas A₂. Jika gaya ini disebut F₂, didapatkan

F2 = (F : A1) x A2

Jika A₂ jauh lebih besar dari A₁, sebuah gaya yang lebih kecil (F₁) dapat digunakan untuk menghasilkan gaya yang jauh lebih besar (F₂) untuk mengangkat sebuah beban yang ditempatkan di penghisap yang lebih besar (Tipler, 1998).

Berikut ini contoh perhitungan tekanan pada sebuah dongkrak hidraulik. Misalnya, sebuah dongkrak hidraulik mempunyai dua buah penghisap dengan luas penampang melintang A₁ = 5,0 cm² dan luas penampang melintang A₂ = 200 cm². Bila diberikan suatu gaya F₁ sebesar 200 newton, pada penghisap dengan luas penampang A₂ akan dihasilkan gaya F₂ = (F₁ : A₁) x A₂ = (200 : 5) x 200 = 8000 newton.

1.  Prinsip Kerja Rem Hidraulik

Dasar kerja pengereman adalah pemanfaatan gaya gesek dan hukum Pascal. Tenaga gerak kendaraan akan dilawan oleh tenaga gesek ini sehingga kendaraan dapat berhenti (Triyanto, 2009). Rem hidraulik paling banyak digunakan pada mobil-mobil penumpang dan truk ringan. Rem hidraulik memakai prinsip hukum Pascal dengan tekanan pada piston kecil akan diteruskan pada piston besar yang menahan gerak cakram. Cairan dalam piston bisa diganti apa saja. Pada rem hidraulik biasa dipakai minyak rem karena dengan minyak bisa sekaligus berfungsi melumasi piston sehingga tidak macet (segera kembali ke posisi semula jika rem dilepaskan). Bila dipakai air, dikhawatirkan akan terjadi perkaratan (Anonim, 2009b).

Gambar 2 Gaya Gesekan pada Prinsip Kerja Rem Hidraulik

Sumber: www.yanto-triyanto.co.cc

2.   Prinsip Kerja Pompa Hidraulik

Dalam menjalankan suatu sistem tertentu atau untuk membantu operasional dari sebuah sistem, tidak jarang kita menggunakan rangkaian hidraulik. Sebagai contoh, untuk mengangkat satu rangkaian kontainer yang memiliki beban beribu–ribu ton, untuk memermudah itu digunakanlah sistem hidraulik.

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).

BAB III

PENUTUP

3.1.    Kesimpulan

1. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah.

2. Hukum Pascal dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

P _masuk = P _keluar

F₁ : A₁ = F₂ : A₂

dengan P = tekanan (pascal), F = gaya (newton), dan A = luas permukaan (m²).

3. Penerapan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari antara lain penggunaan dongkrak hidraulik, rem hidraulik, dan pompa hidraulik.

SARAN

Saran yang diberikan oleh penulis adalah sebagai berikut.

1. Hendaknya masyarakat lebih mengenali pemanfaatan prinsip hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari.

2. Hendaknya lebih kreatif dan inovatif lagi dalam penulisan selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Aziz, Kharimul, 2008. Pompa Hidrolik. (http://kharimulaziz.blogspot.com/2009/04/pompa-hidrolik.html, diakses 9 November 2009).

Anonim, 2009b. Rem Hidrolik. (http://www.fisikaasyik.com/home02/content/view/201/44/.html, diakses 9 November 2009).

Anonim, 2009c. Sistem Hidrolik. (http://eeyarm.ngeblogs.com/2009/10/27/sistem-hidrolik.html, diakses 9 November 2009).

Azizah, S. N. & Nur Rokhim. 2007. Acuan Pengayaan Fisika. Surakarta: PT. Nyata Grafik Media.