MediaKeadilan.com – Bunyi Hukum Pascal menjadi salah satu materi penting dalam pelajaran fisika, khususnya ketika membahas tekanan pada zat cair. Prinsip ini menerangkan bagaimana tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup dapat diteruskan ke berbagai arah.
Dalam kehidupan sehari-hari, konsep Hukum Pascal tidak cuma ditemukan dalam percobaan di laboratorium. Prinsip tersebut juga menjadi dasar kerja sejumlah peralatan hidrolik, bagaikan rem kendaraan, dongkrak hidrolik, hingga mesin press.
Lantas, apa bunyi Hukum Pascal dan bagaimana contoh penerapannya?
Apa Bunyi Hukum Pascal?
Hukum Pascal menegaskan bahwa perubahan tekanan yang diberikan pada fluida (zat cair) yang berada dalam ruang tertutup akan diteruskan tanpa berkurang ke seluruh untukan fluida dan dinding wadahnya.
Prinsip tersebut dikemukakan oleh ilmuwan dan filsuf Prancis, Blaise Pascal. Dalam fisika, tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus terhadap suatu permukaan diuntuk luas permukaan tersebut. Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) merupakan pascal (Pa), yang setara bersama newton per meter persegi (N/m²).
Dengan kata lain, ketika tekanan diberikan pada cairan yang berada dalam wadah tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan melalui cairan berakibat dapat menghasilkan gaya pada untukan lain dari sistem.
Rumus Hukum Pascal
Penerapan Hukum Pascal pada sistem hidrolik dapat dituliskan bersama persamaan:
P = P
Karena tekanan merupakan gaya diuntuk luas permukaan, persamaannya dapat ditulis:
F/A = F/A
Keterangan:
F = gaya pada piston pertama
F = gaya pada piston kedua
A = luas penampang piston pertama
A = luas penampang piston kedua
Persamaan tersebut memperlihatkan bahwa gaya dapat diperbesar apabila piston keluaran memiliki luas penampang yang makin besar.
Misalnya, gaya sebesar 100 N diberikan pada piston bersama luas penampang tertentu. Jika piston kedua memiliki luas penampang lima kali makin besar, secara ideal gaya keluaran pada piston kedua dapat menjadi 500 N.
Namun, sistem tersebut tidak menciptakan energi dari ketiadaan. Ketika gaya keluaran menjadi makin besar, perpindahan piston keluaran menjadi makin kecil berakibat prinsip kekekalan energi tetap berlaku.
Contoh Penerapan Hukum Pascal
1. Rem hidrolik kendaraan
Salah satu contoh Hukum Pascal yang teramat mudah ditemukan merupakan sistem rem hidrolik pada kendaraan.
Ketika pengemudi menekan pedal rem, gaya tersebut digunakan demi menyerahkan tekanan pada minyak rem di dalam sistem yang tertutup. Tekanan lalu diteruskan melalui cairan menuju untukan pengereman di roda.
Karena luas penampang komponen pada sistem dapat berbeda, tekanan yang sama dapat menghasilkan gaya yang berbeda pada untukan lainnya. Prinsip inilah yang menolong sistem rem menghasilkan gaya pengereman yang diperlukan. OpenStax memakai sistem rem hidrolik sebagai salah satu contoh utama penerapan prinsip Pascal.
2. Dongkrak hidrolik
Dongkrak hidrolik juga memanfaatkan prinsip Pascal demi menolong mengangkat benda bersama gaya masukan yang relatif kecil.
Sistem ini memiliki piston bersama luas penampang berbeda yang terhubung melalui cairan. Ketika gaya diberikan pada piston yang makin kecil, tekanan diteruskan melalui cairan menuju piston yang makin besar.
Karena luas piston keluaran makin besar, gaya yang dihasilkan pada piston tersebut juga dapat menjadi makin besar. Prinsip yang sama digunakan pada berbagai sistem hidrolik demi menghasilkan gaya besar.
3. Mesin press hidrolik
Mesin press hidrolik memakai prinsip yang sama demi menghasilkan gaya besar dari gaya masukan yang makin kecil.
Pada mesin ini, cairan berada dalam sistem tertutup dan menghubungkan piston bersama luas penampang berbeda. Tekanan yang diberikan pada piston kecil diteruskan melalui cairan ke piston yang makin besar.
Prinsip tersebut dapat dimanfaatkan demi menekan, membentuk, atau memindahkan benda dalam berbagai proses mekanis. Konsep mesin press hidrolik juga digunakan sebagai media pembelajaran demi memperlihatkan penerapan Hukum Pascal kepada siswa.
4. Lift atau pengangkat hidrolik
Sistem pengangkat hidrolik dapat ditemukan pada berbagai peralatan yang membutuhkan kemampuan mengangkat beban berat.
Ketika tekanan diberikan pada fluida hidrolik, tekanan tersebut diteruskan menuju silinder atau piston yang lalu menghasilkan gaya demi mengangkat beban.
Prinsip hidrolik bagaikan ini digunakan pada berbagai mesin dan peralatan, termasuk sejumlah alat berat. OpenStax mencatat bahwa sistem hidrolik digunakan pada peralatan bagaikan bulldozer.
Mengapa Gaya Bisa Menjadi Lebih Besar?
Hal yang kerap membingungkan dalam Hukum Pascal merupakan bagaimana gaya kecil dapat menghasilkan gaya yang makin besar. Kuncinya terdapat pada perbedaan luas penampang piston.
Tekanan dirumuskan sebagai:
P = F/A
Jika tekanan yang diteruskan melalui fluida sama, piston bersama luas penampang makin besar akan menghasilkan gaya yang makin besar.
Contohnya, apabila luas piston kedua 10 kali luas piston pertama, maka secara ideal gaya pada piston kedua dapat mencapai 10 kali gaya yang diberikan pada piston pertama.
Namun, sistem hidrolik tidak menghasilkan energi secara cuma-cuma. Piston yang menghasilkan gaya makin besar akan bergerak bersama jarak yang makin pendek. Dengan demikian, sistem tetap mengikuti prinsip kekekalan energi.
Artikel ini telah tayang di sumber aslinya. Baca selengkapnya di Sini
