Hukum Pascal – Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya

Halo Sobat Zenius!

Apakah elo pernah melihat mobil yang dicuci di tempat pencucian kendaraan? Mobil tersebut akan diangkat dengan alat pengangkat yang disebut pompa hidrolik. Hebatnya pompa tersebut dapat mengangkat mobil yang sangat berat padahal di dalam pompa tersebut hanya berisi udara ataupun hanya berupa minyak. Nah, bagaimana penjelasan ilmiahnya? Ternyata sistem hidrolik yang diaplikasikan dalam pompa tersebut merupakan penerapan dari hukum Pascal.

Pada artikel ini kita akan membahas mengenai hukum Pascal, rumus, dan bagaimana contoh penerapan hukum Pascal.  Jadi supaya elo lebih paham, yuk simak artikel ini sampai selesai. 

Bagaimana Bunyi Hukum Pascal?

Sobat Zenius, pompa hidrolik yang gue sebut di awal artikel tadi sesuai dengan pernyataan Blaise Pascal seorang ilmuwan asal Perancis. Dia menyebutkan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Hal ini merupakan bunyi dari hukum Pascal yang dikemukakan oleh Blaise Pascal. 

bunyi hukum pascal
Ilustrasi bunyi hukum pascal (Arsip Zenius)

Hukum Pascal menggambarkan sebuah hukum fisika fluida yang menjelaskan bahwa dengan adanya tekanan yang diberikan pada fluida statis dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan tekanan yang sama kuat. Hukum Pascal ini diterapkan hanya pada fluida, dan umumnya pada fluida cair. Apa itu fluida? Buat elo yang belum tahu, fluida adalah zat yang mudah mengalir, contohnya seperti zat cair dan gas.  

Rumus Hukum Pascal

Untuk memudahkan pemahaman elo tentang rumus Pascal, gue akan menggunakan penggambaran melalui sistem kerja pompa hidrolik.

Bunyi Hukum Pascal dan Bagaimana Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari
Ilustrasi sistem kerja pompa hidrolik (Arsip Zenius)

Pompa hidrolik merupakan salah satu penerapan dari hukum Pascal, jika pada penampang dengan luas A1 diberi gaya dorong F1 maka akan dihasilkan tekanan P dengan dirumuskan sebagai berikut:

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 57

Menurut hukum Pascal tekanan P tersebut diteruskan ke segala arah dengan sama besar, termasuk ke luas penampang A2. Pada penampang A2 muncul gaya angkat F2 dengan tekanan: 

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 58

Secara matematis diperoleh persamaan pada dongkrak hidrolik sebagai berikut :

F1/A1 = F2/A2

atau:

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 59

Keterangan: 

P  : Tekanan dengan satuan n M2 

F1 : Gaya pada penampang pertama (N)

F2 : Gaya pada penampang kedua (N)

A1 : Luas permukaan bidang pertama (m2)

A2 : Luas permukaan bidang kedua (m2)

Setelah mengetahui rumus Pascal mari kita asah pemahaman elo melalui contoh soal di bawah!

Contoh Soal Hukum Pascal

Contoh Soal 1

Pada pompa hidrolik terdapat dua luas penampang yang berbeda yaitu luas penampang kecil atau A1 dan luas penampang besar atau A2.

Jika luas penampang kecil A1 sebesar 1cm2 akan diberi gaya yang kecil F1 sebesar 10 N sehingga menghasilkan tekanan P sebesar 10 Newton per cm persegi dengan luas penampang besar 100 cm2.

Pertanyaan: Berapa besar tekanan (F2) yang mampu dihasilkan pada luas penampang besar?

Penyelesaian

Diketahui: 

A1 = 1 cm2

F1 = 10 N

P1 = 10 N/cm2

A2 = 100 cm2

F2 = …?

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 60

Pembahasan:

Tekanan P dengan 10 Newton per sentimeter persegi akan diteruskan menuju luas penampang besar A2 misalnya 100 cm persegi, sehingga besar F2 adalah F1 dikali A2 dibagi A1 atau 10 N dikali 100 cm persegi dibagi satu cm persegi maka didapatkan hasil 1000 N. 

Berdasarkan contoh tersebut dapat dilihat bahwa dengan memberikan gaya 10 N pada luas penampang kecil mampu menghasilkan gaya 1000 N pada luas penampang besar.

Contoh Soal 2

Sebuah pompa hidrolik memiliki luas penampang kecil sebesar 0,2 m2 dan penampang besar 0,8 m2. Apabila pada penampang besar diberikan beban sebesar 500 N, berapakah gaya minimal yang harus diberikan pada penampang kecil agar beban tersebut dapat terangkat?

Penyelesaian

Diketahui: 

A1 = 0,2 m2

A2 = 0,8 m2

F2 = 500 N

F1 = …?

Dalam hukum Pascal  F1/A1 = F2/A2 

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 61

Jadi gaya minimal yang diberikan adalah sebesar 125 N.

Alat yang Prinsip Kerjanya Berdasarkan Hukum Pascal

Contoh penerapan hukum Pascal dapat kita lihat dari alat yang membantu kehidupan sehari-hari manusia diantaranya dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, dan rem hidrolik. Bagaimana aplikasi hukum pascal pada alat-alat tersebut? Berikut ulasan singkatnya:

Dongkrak Hidrolik

dongkrak hidrolik
Ilustrasi dongkrak hidrolik (Freepik)

Dongkrak hidrolik dipakai untuk mengangkat beban berat dengan gaya kecil yang diberikan. Pada dongkrak hidrolik terdapat 2 tabung yang memiliki ukuran berbeda, satu tabung berdiameter besar dan satunya berdiameter kecil, yang kemudian tabung tersebut diisi dengan air. Lalu, setiap tabung juga dilengkapi dengan penghisap. Gaya atau tekanan yang diberikan pada penghisap kecil nantinya akan diteruskan ke penghisap besar sehingga terciptalah gaya angkat ke atas yang jauh lebih besar. 

Berdasarkan prinsip inilah dongkrak hidrolik tersebut mampu mengangkat beban berat, terutama dalam menahan mobil ketika hendak mengganti ban.

Alat Pengangkat Mobil (Pompa Hidrolik)

pompa hidrolik - hukum pascal
Ilustrasi pompa hidrolik (Freepik)

Alat ini sering disebut alat pengangkat mobil atau pompa hidrolik, bagaimana prinsip kerja alat ini? 

Jadi prinsip kerja pada alat ini memakai udara yang mempunyai tekanan tinggi, kemudian dimasukan ke salah satu dari dua keran terdapat pada alat tersebut. Udara akan dimampatkan dalam suatu ruangan hingga menghasilkan tekanan yang besar. Tekanan besar tersebut lalu diteruskan oleh minyak ke penghisap yang memiliki ukuran lebih besar. Tekanan tersebutlah yang akan menghasilkan gaya angkat yang sangat besar sehingga bisa digunakan untuk mengangkat mobil.

Rem Hidrolik

rem hidrolik - hukum pascal
Ilustrasi rem hidrolik (Freepik)

Rem hidrolik bisa kita temukan di sepeda. Bagian pada rem hidrolik terdapat pada pedal rem, silinder master, sepatu jepit, dan minyak rem. Bagaimana prinsip hukum pascal pada alat rem hidrolik?

Saat rem ditekan, maka tekanan yang diberikan akan diteruskan oleh minyak rem ke arah sepatu sepit melalui silinder rem. Terdapat 4 buah silinder rem, yaitu di bagian di depan dan dua lainnya di bagian belakang.

Sementara itu pada sepatu jepit, akan dihasilkan gaya gesek yang sangat besar, sehingga dapat menghentikan putaran dari roda sepeda. Hal ini karena luas penghisap silinder rem yang memiliki ukuran jauh lebih besar dibandingkan luas ukuran penghisap silinder master.

Oke sobat Zenius, sekian materi mengenai hukum Pascal. Kalau elo pengen belajar materi yang lebih lengkap lagi, boleh banget nih untuk klik banner di bawah ini.

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 62

Selain itu, buat elo yang mau eksplore lebih dalam lagi, di Zenius tuh kita nyediain berbagai pilihan paket belajar yang bisa elo pilih sesuai kebutuhan. Salah satunya paket Zenius Aktiva. Apa aja yang bakal elo dapet? Dengan berlangganan Zenius Aktiva Sekolah elo bakal dapetin ratusan soal, akses ribuan video  premium, dan bisa ngikutin live class dari Zenius. Klik link di bawah ini untuk lebih lengkapnya!

Hukum Pascal - Pengertian, Rumus, Contoh Soal dan Penerapannya 63

Penulis: Adjie Sumantri

Baca Juga:

Mengenal Rumus Tekanan Hidrostatis dalam Fisika

Bunyi dan Rumus Hukum Bernoulli

Bagikan Artikel Ini!