PARBOABOA - Ketika belajar mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), kamu pasti sudah pernah mendengar tentang Hukum Pascal. Materi tersebut ada pada pembahasan Fisika Bab tentang tekanan.
Hukum Pascal dikemukakan oleh seorang ilmuwan asal Prancis bernama Blaise Pascal (1623-1662). Ia lahir pada Juni 1623 di Perancis dan dikenal sebagai seorang ahli geometri dan matematika. Selain itu, Pascal juga bekerja sama dengan Fermat (seorang matematikawan terkenal) untuk menyusun dasar-dasar ilmu statistik dan peluang.
Selama hidupnya, Pascal menghasilkan banyak penemuan yang telah dipublikasikan, terutama dalam bidang matematika. Selain itu, ia juga menciptakan karya-karya yang menarik di bidang fisika, seperti hidrodinamika dan hidrostatika, yang mencakup apa yang sekarang dikenal sebagai Hukum Pascal.
Adapun bunyi dari Hukum Pascal adalah "Tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”.
Hukum Pascal diterapkan karena memungkinkan alat-alat untuk menghasilkan gaya yang besar dengan penerapan gaya yang kecil.
Dalam artikel ini, Parboaboa akan memberikan beberapa contoh alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal seperti yang dikutip dari Buku IPA Terpadu Jilid-2B, yang ditulis oleh Mikrajuddi,Dkk.
1. Dongkrak Hidrolik
Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal yang pertama adalah Dongkrak Hidrolik. Dongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung dengan ukuran berbeda. Satu tabung berdiameter kecil dan yang lain berdiameter besar.
Setiap tabung dilengkapi dengan penghisap yang berfungsi meneruskan tekanan dari tabung kecil ke tabung besar.
Cara kerja dongkrak hidrolik sangat sederhana, tetapi sangat efektif. Saat tekanan diberikan pada penghisap di tabung kecil, cairan hidrolik akan merambat dan diteruskan ke tabung besar.
Hal ini menyebabkan tekanan di dalam tabung besar meningkat, menghasilkan gaya angkat ke atas yang lebih besar daripada gaya tekan yang awalnya diberikan pada tabung kecil.
Dalam penggunaan sehari-hari, dongkrak hidrolik sangat bermanfaat, terutama saat melakukan perawatan kendaraan atau pekerjaan konstruksi yang memerlukan daya angkat besar.
Dongkrak hidrolik biasanya digunakan untuk mengangkat mobil dengan posisi yang tidak terlalu tinggi, misalnya pada saat mengganti ban mobil.
2. Mesin Hidrolik
Contoh penerapan Hukum Pascal yang lainnya adalah mesin hidrolik. Kamu dapat menemukan mesin ini di tempat pencucian mobil atau motor.
Prinsip kerja alat ini hampir sama dengan prinsip kerja dongkrak hidrolik. Perbedaanya adalah tekanan pada piston kecil alat ini digantikan oleh udara bertekanan tinggi. Saat digunakan, udara bertekanan tinggi dialirkan ke dalam reservoir. Tekanan ini kemudian disalurkan oleh zat cair ke piston besar, yang menghasilkan gaya angkat yang sangat kuat.
Alat ini mampu mengangkat mobil hingga ketinggian 1,5 meter. Pada ketinggian tersebut, memudahkan orang untuk membersihkan, mencuci, atau melakukan perbaikan pada bagian bawah mobil. Oleh karena itu, alat ini sering digunakan di bengkel mobil atau fasilitas pencucian mobil.
3. Rem Hidrolik
Rem ini biasanya digunakan pada mobil, bus dan truk. Prinsip kerja rem adalah untuk menghentikan gerakan cakram yang berhubungan dengan roda.
Ini dilakukan dengan cara menjepit cakram ke dalam atau mendorongnya ke luar. Gaya gesekan antara penjepit dan cakram ini adalah yang membuat kendaraan berhenti.
Saat pengemudi menekan pedal rem, piston kecil ditekan. Zat cair dalam pipa-pipa rem menerima tekanan tambahan. Tekanan ini kemudian disalurkan ke seluruh bagian zat cair. Piston besar yang berhadapan langsung dengan cakram rem juga menerima tekanan tambahan yang sama.
Karena piston ini jauh lebih besar daripada piston di pedal rem, ini menghasilkan gaya yang sangat besar pada cakram rem. Dengan demikian, tekanan kecil dari pedal rem menghasilkan gaya yang kuat pada rem, yang digunakan untuk menghentikan kendaraan.
4. Kempa Hidrolik
Berikutnya contoh alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal adalah kempa hidrolik.
Alat ini terdiri dari dua pengisap dengan ukuran penampang yang berbeda. Gaya akan diberikan pada pengisap yang lebih kecil dan akan diteruskan ke pengisap yang lebih besar.
Perbedaan ukuran penampang pada kedua pengisap ini akan menciptakan tekanan yang besar, sehingga alat ini mampu mengepres benda-benda dengan efektif.
5. Pompa Hidrolik
Pompa Hidrolik merupakan salah satu alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal adalah pompa hidrolik.
Alat ini menggunakan energi kinetik dari cairan yang dipompa ke dalam suatu kolom, kemudian diubah menjadi energi tekanan.
Pompa hidrolik berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik. Cara kerjanya adalah dengan menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya ke dalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran.
Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik.
6. Alat Pengepress Hidrolik
Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal adalah mesin press hidrolik. Alat ini biasanya digunakan di bengkel untuk memperbaiki bagian motor yang bengkok akibat benturan pada kecelakaan dan tidak bisa diluruskan dengan tenaga manusia.
Selain itu, mesin press hidrolik juga digunakan untuk mengepres kertas, kardus, kaleng, atau plastik bekas agar volumenya menjadi lebih kecil dan lebih mudah didistribusikan ke tempat lain. Cara kerja mesin press hidrolik ini hampir mirip dengan cara kerja pompa hidrolik.
Mesin ini memiliki dua silinder, yaitu silinder kecil dan silinder master atau silinder besar. Prosesnya dimulai dengan memasukkan cairan oli hidrolik ke dalam silinder kecil. Kemudian, piston didorong untuk memampatkan oli hidrolik di dalamnya, dan selanjutnya oli tersebut mengalir ke silinder master melalui pipa.
7. Mobil Forklift Hidrolik
Mobil forklift hidrolik merupakan alat bantu angkat yang sangat umum digunakan di gudang-gudang industri dan perusahaan logistik. Alat ini memiliki kemampuan untuk mengangkat beban berat, mulai dari sekitar 2.5 ton hingga 15 ton. Forklift menggunakan pompa hidrolik untuk mengangkat barang dengan mudah dan efisien.
8. Dump Truck hidrolik
Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal dump truck hidrolik. Alat ini merupakan jenis kendaraan yang sering digunakan untuk mengangkut berbagai material seperti tanah, batu, kerikil, pasir, dan hasil tambang lainnya.
Proses pengisian muatan ke dalam truk biasanya memerlukan alat berat, sedangkan untuk membongkar muatan, dapat dilakukan dengan cara mengangkat bagian depan bak menggunakan teknologi hidrolik. Dengan menggunakan sistem hidrolik, bak truk dapat dimiringkan ke belakang sehingga muatan dapat dengan mudah melorot turun ke tempat yang telah ditentukan.
9. Scissor Lift atau Lift Hidrolik
Scissor Lift atau Lift Hidrolik adalah alat angkat yang menggunakan tenaga hidrolik sebagai mekanisme kerjanya. Alat ini berfungsi untuk membantu mencapai ketinggian yang sulit dijangkau secara manual, mirip dengan fungsi tangga bantu lainnya. Dengan teknologi hidroliknya, Scissor Lift menjadi solusi praktis dan efisien untuk berbagai pekerjaan di area yang tinggi atau sulit dijangkau.
10. Mesin Pengepres Kapas
Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal terakhir adalah mesin pengepres kapas. Mesin pengepres ini berfungsi untuk mengompres kapas menjadi bal-bal yang lebih kecil agar mudah disimpan atau didistribusikan. Prinsip kerjanya mirip dengan sistem rem hidrolik.
Mesin ini memiliki dua silinder kecil yang dilengkapi dengan pompa untuk mendorong cairan ke dalam silinder kecil.
Ketika seher di silinder kecil ditekan ke bawah, akan ada dorongan pada seher di silinder besar sehingga kapas akan terkompresi atau dipadatkan. Dengan cara ini, kapas dapat diolah menjadi bentuk yang lebih praktis untuk pengelolaan dan transportasi.
Contoh Soal Hukum Pascal
Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan 5 N, maka gaya keluaran maksimum adalah…
Diketahui
A1 = 0,04 m²
A2 = 0,10 m²
F1 = 5 N
Ditanya: Besar gaya pada penampang 2 (F2)?
Untuk menyelesaikan masalah ini, kamu dapat menggunakan Hukum Pascal yang menyatakan bahwa tekanan pada dua penampang dalam sistem fluida yang tak berubah akan memiliki perbandingan yang sama dengan perbandingan luas penampangnya. Rumusnya adalah:
P1 ⋅ A1 = P2 ⋅ A2
Keterangan:
A1= 0,04m2 (luas penampang 1)
A2= 0,10 m2 (luas penampang 2)
F1= 5 N (gaya masukan)
Kamu akan mencari F2, yakni gaya keluar pada penampang2, kamu dapat menyusun persamaan:
P1 ⋅ A1 = P2 ⋅ A2
F1 = P2 ⋅ A2
Sekarang, kamu dapat menyelesaikan persamaan untuk mencari F2:
Kemudian, kamu gunakan tekanan ini untuk mencari F2:
F2 = P2 ⋅ A2
F2 = 125 N/m2 ⋅ 0,10 m2
F2= 12,5 N
Jadi, gaya keluaran maksiumun (F2) adalah 12,5 Newton
Demikianlah beberapa alat yang prinsip kerjanya berdasarkan Hukum Pascal . Penerapan Hukum Pascal ini membuktikan bagaimana prinsip ilmiah yang sederhana dapat memberikan dampak luar biasa dalam meningkatkan efisiensi dan kemudahan dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari.
Editor: Sari
