Hukum Pascal, yang ditemukan oleh ilmuwan Prancis bernama Blaise Pascal pada abad ke-17, adalah prinsip dasar dalam mekanika fluida yang menjelaskan perpindahan tekanan dalam fluida yang tak terkompressi. Hukum Pascal menyatakan bahwa:
“Tekanan yang diberikan pada fluida dalam wadah tertutup akan merambat dengan tidak berubah ke segala arah dan pada semua titik dari fluida tersebut.”
Dalam kata lain, perubahan tekanan yang terjadi pada fluida yang tak terkompressi akan merambat secara merata ke seluruh bagian fluida tersebut tanpa mengalami perubahan.
Beberapa inti dari Hukum Pascal adalah:
1. Tekanan yang diberikan pada fluida akan merambat dengan tidak berubah di semua arah. Jika tekanan diberikan pada fluida dalam suatu wadah tertutup, tekanan tersebut akan dihantarkan ke seluruh bagian fluida dengan kekuatan yang sama.
2. Perubahan tekanan pada suatu titik dalam fluida akan berdampak pada perubahan tekanan di semua titik dalam fluida tersebut. Jika terdapat perubahan tekanan pada satu titik dalam fluida, maka tekanan di semua titik dalam fluida tersebut juga akan mengalami perubahan yang sama.
Hukum Pascal memiliki berbagai aplikasi praktis. Salah satu contohnya adalah prinsip kerja hidrolik, di mana tekanan yang diberikan pada fluida (biasanya minyak) dalam suatu sistem hidrolik akan merambat melalui selang dan menghasilkan gaya yang diterapkan pada komponen lain dalam sistem, seperti piston. Prinsip ini digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari kendaraan berat hingga lift hidrolik.
Dengan demikian, Hukum Pascal merupakan konsep penting dalam memahami perpindahan tekanan dalam fluida tak terkompressi dan memiliki banyak aplikasi dalam dunia nyata.
Apa Hukum Pascal?
Hukum pascal merupakan cabang fisika yang memberi tahu kita bahwa ketika tekanan tertentu diterapkan pada fluida yang ada dalam wadah, nilai yang sama akan didistribusikan ke masing-masing bagian yang membentuknya.
Hukum Pascal menjelaskan bagaimana tekanan yang diberikan oleh fluida yang berada dalam kesetimbangan dan tidak dapat dikompresi, ditempatkan dalam wadah di mana dinding tidak berubah bentuk, ditransmisikan dengan intensitas yang sama di semua titik cairan tersebut terlepas dari arah.
Sejarah
Blaise Pascal menemukan kalkulator mekanik pertama pada tahun 1642 dan dapat menunjukkan dengan percobaan pada tahun 1648 bahwa tingkat kolom merkuri dalam barometer ditentukan oleh kenaikan atau penurunan tekanan atmosfer sekitarnya. Penemuan ini memverifikasi hipotesis bahwa fisikawan Italia Evangelista Torricelli sudah memiliki efek efek tekanan atmosfer terhadap keseimbangan cairan. Beberapa tahun kemudian bekerja dengan ahli matematika Prancis Pierre de Fermat, Pascal berhasil merumuskan teori matematika probabilitas, yang telah menjadi sangat penting dalam statistik aktuaria, matematika dan sosial, serta elemen fundamental dalam perhitungan fisika teori modern.
Pernyataan
Bunyi yang mendefinisikan hukum Pascal adalah sebagai berikut:
Tekanan yang diberikan pada fluida yang tidak terlalu kompresif dan dalam keseimbangan dalam wadah dengan dinding yang tidak dapat dideformasi ditransmisikan dengan intensitas yang sama di semua arah dan di semua titik fluida.
Rumus
Rumus untuk menerapkan hukum Pascal adalah sebagai berikut:
p = p_0 + rho g h.
Dimana:
- p adalah tekanan total pada kedalaman
- h adalah kedalaman titik dalam fluida
- p_0 adalah tekanan pada permukaan bebas fluida
- rho adalah densitas fluida
- g adalah percepatan gravitasi.
Penerapan prinsip Pascal
Hukum Pascal dapat digunakan dalam pekerjaan yang membutuhkan banyak usaha tetapi pada saat yang sama harus dilakukan dengan menerapkan gaya kecil, misalnya:
- Rem hidrolik
- Ban yang memiliki mobil
- Lift hidrolik
- Penekan hidrolik
Lift hidrolik
Lift hidrolik adalah perangkat mekanis yang digunakan untuk mengangkat benda berat. Lift digunakan dengan semua jenis kendaraan, dari sepeda motor hingga mobil besar, dan dapat digunakan dalam pengaturan profesional dan aktivitas penggunaan di rumah.
Lift hidraulik bekerja berkat prinsip Pascal, yang memberi tahu kita bahwa “tekanan yang diberikan pada fluida yang tidak terlalu kompresibel dan seimbang di dalam wadah dengan dinding yang tidak dapat dideformasi ditransmisikan dengan intensitas yang sama di semua arah dan di semua titik fluida ”
Mereka menggunakan prinsip dengan menggabungkan dua silinder dengan ukuran berbeda, satu kecil dan satu besar, untuk dapat mengerahkan peningkatan tekanan dan dengan demikian dapat mengangkat benda yang sangat berat. Berkat ini, energi yang diperlukan untuk mengangkat beban ditransmisikan oleh pompa dengan motor yang digerakkan secara listrik yang mentransmisikan cairan hidrolik ke sebuah silinder, yang bertindak secara langsung atau tidak langsung untuk menyebabkan kenaikan.
Pentingnya
Pentingnya prinsip ini terletak pada hubungan antara tekanan dan kedalaman suatu fluida, atau pada ketinggian kolom fluida, dimulai dari nilai referensi. Penting untuk validitasnya dalam hal cairan yang tidak dapat dimampatkan yang bervariasi dengan tekanan.
Segala sesuatu yang berkaitan dengan tekanan atmosfer, penggunaan barometer, tekanan di kolam renang, di laut, danau, perhitungan struktur yang terendam, seperti tanggul, kapal selam, dan bahkan pesawat terbang didasarkan pada prinsip Pascal. Hukum Pascal juga memungkinkan penjelasan diberikan kepada prinsip Archimedes.
Hidrostatik didasarkan pada prinsip ini dan sangat penting dalam perhitungan struktur dan perangkat yang merupakan bagian dari aktivitas manusia.
Demonstrasi
Prinsip Pascal dapat diverifikasi ketika kita menggunakan, misalnya, bola berongga, yang telah dibor di tempat yang berbeda dan dilengkapi dengan plunger. Ketika bola diisi dengan air dan beberapa jenis tekanan diberikan padanya melalui piston, dapat diamati bahwa air meninggalkan semua lubang dengan kecepatan yang sama dan karenanya memiliki tekanan yang sama.
Percobaan
Berikut ini adalah contoh yang dapat diterapkan untuk menjelaskan prinsip Pascal.
bahan
- Wadah transparan
- 1 balon besar
- 1 gunting ujung tumpul
- 1 pipet kaca
- air
Instruksi
Pertama kita akan mengambil gunting dan memotong corong balon. Kita mengisi wadah dengan air, meninggalkannya hampir penuh. Kemudian memasukkan pipet kosong ke dalam wadah dan menutup wadah dengan balon sehingga permukaan balon itu kencang. Lalu kita mendorong permukaan balon ke bawah dan menyaksikan isi pipet dengan air dan tenggelam.
Contoh hukum Pascal
Contoh soal dari hukum Pascal adalah sebagai berikut:
Hitung gaya dan tekanan yang diberikan pada piston, jika kita tahu bahwa gaya yang dihasilkan adalah 42N, piston terbesar memiliki jari-jari 55 sentimeter dan piston terkecil memiliki jari-jari 22 sentimeter.
- Piston yang lebih besar: (3,14) (0,55²) = (3,14) (0,3025) = 0,950 m²
- Piston kecil: (3,14) (0,22²) = (3,14) (0,0484) = 0,152 m²
Kita menghitung tekanan:
F2 = p2S2
Kemudian
p2 = F2 / S2
p2 = 42 / 0.95 = 44.21 Pa
Menghitung gaya yang diterapkan:
F1 = p1S1
F1 = (44.21) (0.152) = 72 N
Kesimpulan
Dengan prinsip Pascal, telah diverifikasi bahwa ketika suatu tekanan diterapkan pada cairan yang tertutup dalam wadah dan yang ditemukan secara statis, itu dapat didistribusikan secara merata ke semua partikel fluida dan ke dinding wadah yang berisi itu. Dengan cara ini ia menjelaskan bagaimana suatu benda yang telah direndam dalam suatu fluida mengalami tekanan yang sama besarnya dengan berat benda tersebut.
Post terkait
Bagaimana Hukum Pascal diterapkan dalam sistem rem hidrolik?
Apa hubungan antara Hukum Pascal dengan prinsip kerja hidrolik?
Bagaimana cara menjaga kebersihan fluida rem dalam sistem rem hidrolik?