BUNYI HUKUM PASCAL, ARCHIMEDES, DAN BEJANA

BUNYI HUKUM PASCAL

“Jika tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar (sama rata)". 

Pernyataan tersebut awalnya diutarakan oleh Blaise Pascal. stlh mengerjakan uji coba dgn menggunakan peralatan penyemprotan (semprotan Pascal), ia mengatakan bahwa tekanan yg diberikan pd zat cair di dlm ruang yang tertutup dilanjutkan ke semua arah persis sama besar. kemudian, pernyataan tsb terkenal sbg bunyi prinsip hukum pascal.
 
Jika penampang kecil kita tekan maka penampang tersebut mendapatkan gaya sebesar F1 terhadap luas bidang penampang A1 , maka akan timbul Tekanan sebesar P1.

berdasarkan bunyi hukum Pascal diatas maka, Pengertian nya adalah : tekanan sebesar P1  tersebut akan diteruskan ke penampang yang besar  dengan tekanan yang sama besar. sehingga pada penghisap besar pun akan memiliki tekanan P2 yang sama besar juga sebesar P1. Tekanan ini menyebabkan Penampang A2mendapatkan gaya sebesar F2

dari penjelasan diatas maka pengertian nya dapat dituliskan persamaan atau rumus hukum pascal sebagai berikut :  

contoh soal hukum pascal

P1   =   P2

Keterangan :

F1 = besar gaya pada penampang 1 (N)

F2 = besar gaya pada penampang 2 (N)

A1 = Luas penampang 1 (m2)

A2 = Luas penampang 2 (m2)

kita coba buktikan dengan penerapan contoh soal rumus hukum pascal :

jika sebuah dongkrak hidrolik dengan
luas penampang A1 seluas 0,04 m2

dan luas penampang A2 seluas 0,10 m2

jika tenaga yang ditekan pada penampang A1 sebesar 5 Newton

maka rumus nya menjadi :

F2 = ( F1 / A1 ) x A2

     = ( 5 / 0,04 ) x 0,1

     =  12,5 N

jadi dari contoh soal hukum pascal diatas terbukti gaya tekan keatas oleh penampang A2 menjadi lebih besar yaitu 12,5 N

hukum pascal penerapan pada alat berat

coba jika Penerapan nya menggunakan dongkrak hidrolik / dongkrak mobil model botol dengan kapasitas lebih besar misalnya penampang A2 nya 0,36 m2
maka akan didapat rumus hukum pascal:

F2 = ( F1 / A1 ) x A2
     = ( 5 / 0,04) x 0,36
     = 45 N

jadi makin besar penampang A2, maka kemampuan nya akan lebih besar pula.
jadi terbuktilah Penerapan Pengertian bunyi hukum pascal diatas.

tidak bisa dibayangkan andai sistem rem pd mobil tak menerapkan Hukum Pascal. Pengemudi mobil bakal membutuhkan power besar buat mmemberhentikan kecepatan mobilnya. Beruntunglah, dgn penerapan Hukum Pascal pd sistem rem mobil, pengendara cuma harus memberi tenaga kecil buat pelan laju mobilnya. Gaya ini berupa injakan bertekanan dari kaki pd pedal rem. Gaya ini dilanjutkan oleh minyak melewati pipa  hingga memberi gaya yg lbh besar pd rem yg  terdapat di ban mobil. Oleh sebab itu, kecepatan mobil  dpt berkurang.

Contoh berikutnya adalah pada usaha cuci & salon Mobil dimana terdapat alat hidrolik yang mampu mengangkat mobil sampai tinggi sampai keatas kepala, sehingga seseorang yang akan membersihkan dan mencuci dibagian kolong dapat leluasa di bawah mobil tanpa membungkuk.Penerapan Hukum pascal banyak digunakan pada mesin-mesin pabrik termasuk alat berat seperti gambar diatas yaitu Backhoe atau Excavator.

http://dunia-ilmu-teknik.blogspot.com/2016/01/pengertian-bunyi-hukum-pascal-rumus.html

Bunyi Hukum Archimedes

08.19

Archimedes adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom, filsuf, dan insinyur berkebangsaan Yunani yang berasal dari Syracusa (sekitar 287 SM - 212 SM). belajar di kota Alexandria, Mesir. Ia merupakan seorang penemu yang selalu mendasarkan penemuannya dengan eksperimen, oleh karenanya Archimedes dijuluki Bapak IPA Eksperimental. Ia di pandang sebagai salah satu matematikawan terbesar sejarah selain Newton dan Gauss.

Suatu hari Raja Hieron II meminta bantuan Archimedes untuk menyelidiki mahkotanya yang selalu ia kenakan. Ia ingin mengetahui apakah mahkota kebanggaanya itu berasal dari emas murni atau tidak. Archimedes dengan sungguh-sungguh memikirkan masalah ini. Karena terlalu letih berfikir akhirnya ia menceburkan dirinya di kolam mandi umum yang dipenuhi air. Ia tersadar bahwa ketika ia menceburkan diri ada beberapa air yang tumpah meluber, dan ia pun langsung mendapatkan jawabanya seketika itu juga. Ia segera keluar dari kolam dan tanpa berbusana berlari untuk menemui istrinya dirumah dan terus berteriak bahwa ia telah menemukan jawabanya. Akhirnya hukum Archimedes pun dibuat. Archimedes membuktikan jika mahkota sang raja tidak terbuat dari emas murni melainkan dicampuri perak. Dengan sangat marah akhirnya sang raja menghukum mati tukang yang membuat mahkotanya.

Bunyi Hukum Archimedes
"Jika suatu benda dicelupkan dalam zat cair maka benda tersebut akan mendapat tekanan keatas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang terdesak oleh benda tersebut".

Fa = V.g. ρ

Fa : gaya apung

V : Volum air yang terdesak (meluber)

ρ : massa jenis air

1. Terapung

Misal: gabus, dalam kondisi terapung, besar gaya apung (Fa) sama dengan berat benda
( gabus)

Volum

benda yang tercelup (Vt) lebih kecil dibandingkan volum benda total (Vb)

Syarat terapung ρb < ρ

2. Melayang

Pada saat melayang, besarnya gaya apung Fa sama dengan berat benda (w).

Pada peristiwa benda melayang, volum benda yang tercelup = volume benda total

Syarat melayang ρb = ρ

3. Tenggelam

Pada saat tenggelam, besarnya gaya apung Fa lebih kecil daripada berat benda (w)

Pada peristiwa benda tenggelam, volum benda yang tercelup (Vt) = volume benda total (Vb)

Syarat tenggelam ρb > ρ

Penerapan Hukum Archimedes di kehidupan Sehari - hari.

1. Kapal Selam

kapal selam dapat melayang (tidak tenggelam tidak juga mengapung).

Karena:

F archimedes = F benda

F archmedes = V benda x massa jenis air x gravitasi.

Percobaan I

- Ambil sebuah wadah bening yang berisi air putih, kemudian masukan sebutir telur. Reaksi yang terjadi adalah telur akan tenggelam.

Percobaan II

- Ambil garam dan masukan kedalam wadah air yang berisi telur tadi dan lihat perubahanya. Telur yang tadinya tenggelam akan mengapung secara perlahan.

Dari kedua percobaan dapat disimpulkan bahwa terjadi perbedaan reaksi. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan massa jenis air garam dengan bendanya. Sama seperti kapal yang bisa melayang, ini disebabkan air laut memiliki massa jenis sama sehingga berat kapal bisa didesain agar bisa melayang.

2. Hidrometer

Hidrometer yaitu alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis cairan. Untuk mengetahui nilai massa jenis cairan dapat diketahui dengan cara membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair.

3. Kapal Laut

Besi berongga yang digunakan untuk membuat badan kapal menyebabkan volum air laut menjadi sangat besar. Volum air yang dipindahkan sebanding dengan gaya apung sehingga gaya apung menjadi lebih besar. Gaya apung ini dapat mengatasi berat total sehingga kapal laut dapat mengapung di permukaan laut. Jadi massa jenis rata – rata besi berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil daripada massa jenis air laut.

http://www.informasi-pendidikan.com/2013/02/bunyi-hukum-archimedes.html

Bunyi Hukum Bejana Berhubungan

Bejana berhubungan adalah suatu wadah atau bejana yang tidak memiliki sekat atau saling berhubungan. Jika bejana ini diisi zat cair yang sejenis, maka permukaan zat cair ini akan sama tinggi. Namun, jika zat cair yang diisikan berbeda jenis, maka permukaannya tidak akan sama tinggi.

Jika kamu perhatikan, permukaan minyak dan permukaan air tidak mendatar dan kedua pemukaan tersebut tidak sejajar.

Permukaan minyak akan lebih tinggi daripada permukaan air karena adanya perbedaan massa jenis zat cair dalam kedua pipa, yaitu massa jenis minyak yang lebih kecil daripada massa jenis air.

Rumus Hukum Bejana Berhubungan

Berdasarkan pengertian tekanan hidrostatis, maka tekanan yang dilakukan zat cair yang sejenis pada kedalaman yang sama adalah sama besar. Dengan menerapkan pengertian tekanan hidrostatis dan membuat bidang batas antara zat cair yang berbeda jenis, diperoleh:

P1 = P2 atau ρ1 h1 = ρ2 h2

Keterangan:

Home » Fisika » IPA » Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Bejana Berhubungan

Tuesday, 29 December 2015 Fisika IPA

Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Bejana Berhubungan

 

Berikut ini adalah pembahasan tentang pengertian bejana berhubungan dan rumus bejana berhubungan, bunyi hukum bejana berhubungan fisika, konsep bejana berhubungan, gambar bejana berhubungan,  dilengkapi dengan contoh soal yang terkait dengan bejana berhubungan.

Bunyi Hukum Bejana Berhubungan

Bejana berhubungan adalah suatu wadah atau bejana yang tidak memiliki sekat atau saling berhubungan. Jika bejana ini diisi zat cair yang sejenis, maka permukaan zat cair ini akan sama tinggi. Namun, jika zat cair yang diisikan berbeda jenis, maka permukaannya tidak akan sama tinggi.

Jika kamu perhatikan, permukaan minyak dan permukaan air tidak mendatar dan kedua pemukaan tersebut tidak sejajar.

Permukaan minyak akan lebih tinggi daripada permukaan air karena adanya perbedaan massa jenis zat cair dalam kedua pipa, yaitu massa jenis minyak yang lebih kecil daripada massa jenis air.

Gambar: Bejana Berhubungan diisi dengan Zat Cair berbeda jenis

 

Rumus Hukum Bejana Berhubungan

Berdasarkan pengertian tekanan hidrostatis, maka tekanan yang dilakukan zat cair yang sejenis pada kedalaman yang sama adalah sama besar. Dengan menerapkan pengertian tekanan hidrostatis dan membuat bidang batas antara zat cair yang berbeda jenis, diperoleh:

P1 = P2 atau ρ1 h1 = ρ2 h2

Keterangan:

ρ1 = massa jenis zat cair pertama

ρ2 = massa jenis zat cair kedua

h1 = tinggi permukaan zat cair pertama di atas batas

h2 = tinggi permukaan zat cair kedua di atas batas
 

Contoh soal Hukum Bejana Berhubungan

Ke dalam sebuah pipa U yang berisi air, dimasukkan alkohol pada salah satu lubang pipanya sepanjang 10 cm. Hitunglah selisih ketinggian permukaan zat cair pada kedua pipa U tersebut! (ρ alkohol = 800 kg/m3, ρ air = 1.000 kg/m3)

Penyelesaian :
Diketahui :
h1 = 10 cm
ρ1 = 800 kg/m3
ρ2 = 1.000 kg/m3

Ditanya : h2

Jawab:
ρ1 h1 = ρ2 h2
    h2 = (ρ1 h1) : ρ2
           = (800 x 10) : 1000
        = 8 cm
Jadi, selisih ketinggian zat cair pada kedua pipa U adalah 8 cm.

 https://www.utakatikotak.com/kongkow/detail/6013/Pengertian-Rumus-dan-Bunyi-Hukum-Bejana-Berhubungan-

APLIKASI HUKUM BEJANA

Aplikasi Bejana Berhubungan Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Tukang Bangunan

Tukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar.

Tukang bangunan menggunakan slang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.

Iklan

Teko Air

Perhatikan teko air di rumahmu. Teko tersebut merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air. Mengapa demikian?

Tempat Penampungan Air

Biasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.

https://mafia.mafiaol.com/2012/12/aplikasi-bejana-berhubungan-dalam.html

APLIKASI HUKUM ARCHIMEDES

Hukum Archimedes dan Aplikasinya

21.15

Pengertian hukum Archimedes

Pernahkah kamu berenang ? ketika kamu berada di dalam air kamu merasakan tubuhmu menjadi lebih ringan, jika kamu berada di kolam yang kedalamannya sama dengan tinggi badanmu maka secara otomatis badanmu akan mengapung Mengapa hal itu dapat terjadi ? hukum Archemedes merupakan salah satu hukum tentang tekanan hidrostatis yang dikemukakan oleh Archimedes seorang ahli matematika yang hidup 2 abad sebelum masehi.

Bunyi hukum Archimedes
Menurut Archimedes” ketika sebuah benda di celupkan atau dimasukkan ke dalam suatu zat cair maka benda tersebut akan mendapat gaya ke atas atau gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat yang dicelupkan”. Pernyataan Archimedes tersebut kemudian dikenal sebagai hukum Archimedes.

Gaya apung mengakibatkan berat benda ketika berada di dalam zat cair menjadi berkurang, sehingga benda yang diangkat di dalam zat cair terasa lebih ringan dibandingkan diangkat di darat.. Hal ini disebabkan adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air dan diterima benda, sehingga resultan gaya antara gaya berat dan gaya ke atas merupakan berat benda dalam air. Berat benda ketika berada di dalam zat cair disebut berat semu karena bukan berat benda yang sebenarnya.

Rumus hukum Archimedes :
Ws = W - Fa

Dimana
Ws : berat benda di dalam zat cair (Kg⋅m/s2)
W : berat benda yang sebenarnya (Kg⋅m/s2)
Fa :  gaya apung (N)

besarnya gaya apung (Fa) dirumuskan

:
Fa = ρcair Vb g

Dimana
ρcair : massa jenis zat cair (kg/m3)
Vb :  volume benda yang tercelup (m3)
g : percepatan gravitasi (m/s2)

Akibat hukum Archimedes benda yang dimasukkan ke dalam zat cair dapat terapung, melayang, dan tenggelam. Benda akan terapung jika massa jenis zat cair lebih
besar dari massa jenis benda sehingga benda berada di atas permukaan zat cair. Benda akan melayang jika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda sehingga posisi benda berada diatas dasar zat cair dan di nawah permukaan zat cair. Benda akan tenggelam jika massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda sehingga posisi benda berada pada dasar tempat zat cair.

Aplikasi hukum Archimedes :
Teori hukum Archimedes banyak diaplikasikan dalam beberapa bidang, diantarnya :
a. Pembuatan kapal selam dan kapal laut
Kapal laut terbuat dari besi dan kayu dan mempunyai rongga pada bagian tengahnya. Rongga ini bertujuan agar volume air yang dipindahkan oleh badan kapal besar sehingga kapal laut terapung. Sedangkan pada kapal selam rongga berfungsi untuk menampung air laut yang dapat disimpan dan dibuang sesuai kebutuhan. Pada saat kapal tenggelam rongga berisi air laut dan air laut dikeluarkan pada saat kapal akan mengapung

b. Jembatan proton

Jembatan Proton merupakan jembatan yang tersusun dari drum kosong. Drum kosong berisi udara ditutup rapat sehingga massa jenis drum lebih kecil dari massa jenis zat cair yang menyebabkan drum terapung. Drum ditata sedemikian rupa hingga menyerupai jembatan.

c. Hidrometer
ialah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis benda

d. Balon udara
Agar dapat terbang balon udara harus diisi dengan zat yang massa enisnya lebih kecil dari massa jenis udara.
Demikianlah sekilas tentang hukum Archimedes dan aplikasinya, semoga bermanfaat.

http://www.informasi-pendidikan.com/2015/03/hukum-archimedes-dan-aplikasinya.html

APLIKASI HUKUM PASCAL

Setelah Anda mempelajari prinsip hukum pascal, maka Anda sudah seharusnya tahu di mana prinsip hukum pascal tersebut diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa penerapan, ilmu atau teori tersebut tidak akan berguna. Tujuan kita mempelajari sebuah teori adalah untuk memudahkan hidup kita dalam menghadapi permasalahan sehari-hari. Berikut Mafia Online berikan beberpa penerapan konsep hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari.

Peralatan-peralatan yang menggunakan prinsip kerja Hukum Pascal antara lain dijelaskan sebagai berikut.

Dongkrak Hidrolik
Pernahkah kamu melihat orang mengganti ban mobil? Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya badan mobil tidak miring. Untuk melakukan itu, digunakan dongkrak hidrolik.

Gambar di atas memperlihatkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri atas:

1. dua bejana yang berhubungan terbuat dari bahan yang kuat misalnya besi
2. penghisap kecil dan penghisap besar
3. minyak pengisi bejana

Adapun cara kerja dongkrak hidrolik tersebut adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gaya F1 diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecil A1, tekanan ini akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besar A2. Tekanan (P1) pada penghisap kecil A1 dapat dituliskan:

Tekanan ini sama dengan tekanan yang diterima pengisap besar A2. (Ingat Hukum Pascal)

Keterangan:

F1 = gaya pada penghisap kecil (N)

F2 = gaya pada penghisap besar (N)

A1 = luas penampang pengisap kecil (m2)

A2 = luas penampang pengisap besar (m2)

Contoh soal tentang Prinsip Pascal

Iklan

Sebuah dongkrak hidrolik dengan luas pengisap kecil A1 = 10 cm2 dan luas pengisap besar 60 cm2 digunakan untuk mengangkat beban 6.000 N. Berapa gaya tekan yang harus diberikan pada pengisap kecil supaya beban tersebut terangkat?

Penyelesaian: 

Diketahui:

A1 = 10 cm2 = 10-3 m2

A2 = 60 cm2 = 6 × 10-3 m2

F2 = 6000 N

Ditanyakan: F1 = ?

Jawab:

P1 = P2

F1/A1 = F2/A2

F1/10-3 m2 = 6000 N / 6 × 10-3 m2

F1 = 1.000 N

Jadi, diperlukan gaya 1.000 N untuk mengangkat beban seberat 6.000 N.

Rem Hidrolik
Tak terbayangkan jika sistem rem pada mobil tidak menggunakan Hukum Pascal. Pengendara mobil akan memerlukan tenaga besar untuk menghentikan laju mobilnya. Akan tetapi, dengan menerapkan Hukum Pascal pada sistem rem mobil, pengemudi hanya perlu memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraannya. Gaya ini berupa injakan kaki pada pedal rem. Untuk mengetahui cara kerja rem hidrolik silahkan baca “cara kerja mensin hidrolik”

Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil
Secara umum, cara kerja mesin hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik.

Pompa Sepeda
Pernahkah kamu memompa ban sepeda? Apakah kamu mengeluarkan banyak tenaga untuk melakukannya? Jika kamu merasa kelelahan, dapat dipastikan bahwa kamu menggunakan pompa yang tidak memanfaatkan sistem Pascal.

Ada dua jenis pompa sepeda, yaitu pompa biasa dan pompa hidrolik. Kamu akan lebih mudah memompa ban sepedamu menggunakan pompa hidrolik karena sedikit mengeluarkan tenaga.

Mesin Pengepres Kapas (Kempa)
Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan.

https://mafia.mafiaol.com/2012/12/aplikasi-hukum-pascal-dalam-kehidupan.html