Artikel Hukum Pascal

a.            Hukum Pascal

Hukum Pascal menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.

Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat cair diformulakan sebagai berikut:

dimana, dalam sistem SI,

• ΔP adalah tekanan hidrostatik (dalam satuan pascal atau "Pa"), atau perbedaan tekanan pada 2 titik dalam sekat yang berisi zat cair, karena perbedaan berat antara keduanya;
• ρ adalah massa jenis zat cair (dalam kilogram per meter kubik);
• g adalah percepatan karena gravitasi (umumnya menggunakan percepatan ketinggian dari permukaan laut akibat gravitasi bumi, dalam satuan meter per detik pangkat 2);
• Δh adalah ketinggian zat cair di atas titik pengukuran (dalam satuan meter), atau perbedaan ketinggian antara 2 titik pada kolom yang berisi zat cair.

Adapun alat-alat tersebut adalah :

1.      Rem Cakram Hidrolik

Dalam rem cakram memiliki beberapa komponen yaitu ;Master Cylinder Assy, Caliper, Rotor (disc brake), Tuas rem, dan Minyak rem.

Dimana pada saat tuas rem ditekan (1) maka komponen pada master cylinder akan menekan cairan fluida/minyak rem (2) pada saat minyak rem ini tertekan sehingga brake pad akan menekan rotor (disc brake), untuk terjadi proses pengereman kondisi tersebut bergantung juga terhadap gaya tekan yang diberikan pengendara terhadap tuas rem, semakin keras maka gaya pengereman akan tinggi. (untuk jelasnya silahkan dapat melihat gambar di atas).

2.    Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Prinsip kerja mesin pengangkat mobil ini sama persis dengan prinsip kerja alat pengepres. Fluida yang digunakan biasanya berupa minyak. Gaya sebesar 100 N misalnya diberikan pada piston kecil yang luas penampangnya 0001 m2. Gaya ini akan diteruskan ke piston besaryang memilikki luas penampang 0.1 m2’ sehingga menghasilkan gaya sebesar 10 000 N. Gaya sebesar ini dapat mengankat sebuah mobil yang bermasa kurang lebih 1000 kg. Dengan demikian, faktor pengali pada contoh ini adalah 100.

3.   Dongkrak Hidrolik

                  

     Jika penghisap kecil kita tekan, maka air akan mendorong penghisap siring besar naik ke atas. Bagaimana jika pada bagian atas penghisap siring besar kita letakkan sebuah beban yang cukup berat dan kita lakukan hal yang sama yaitu menekan penghisap kecil ke bawah. Ternyata hasilnya pun sama, yaitu air mendorong penghisap siring besar ke atas sehingga beban yang diletakkan di atasnya terangkat ke atas.                                                          

4.   Pompa Hidrolik Ban

Prinsip dari pompa ini juga Paskal, pada pompa hidrolik ini kita memberi gaya yang kecil pada pengisap kecil sehingga pada pengisap besar akan dihasilkan gaya yang cukup besar, dengan demikian pekerjaan memompa akan menjadi lebih ringan, bahkan dapat dilakukan oleh seorang anak kecil sekalipun.

5.   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 sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya kapas akan termampatkan

6.   Alat Pengukur Tekanan Darah

Prinsip Kerja Alat Pengukur Tekanan Darah U-Tube manometer dapat digunakan untuk mengukur tekanan dari cairan dan gas. Nama U-Tube diambil dari bentuk tabungnya yang menyerupai huruf U seperti pada gambar di bawah ini. Tabung tersebut akan diisi dengan cairan yang disebut cairan manometrik. Cairan yang tekanannya akan diukur harus memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding cairan manometrik, oleh karena itu pada alat pengukur tekanan darah dipilih air raksa sebagai cairan manometrik karena air raksa memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan berat jenis darah. Berikut skema pengukuran tekanan menggunakan manometer.

b.           Bejana Berhubungan

Bejana berhubungan adalah beberapa bejana berisi cairan homogen yang saling terhubung dan memiliki tinggi permukaan cairan yang sama tanpa terpengaruh oleh ukuran dan volume tiap bejana.

Hukum bejana berhubungan menyatakan jika bejana berhubungan diisi zat cair yang sejenis dalam keadaan seimbang, maka permukaan zat cair akan berada pada satu bidang sejajar (datar ).

contoh : gambar waterpas penggunaan bejana berhubungan

ρ1 x h1 = ρ2 x h2

keterangan :                                                                              

ρ1 :  massa jenis zat cair 1

ρ2 : massa jenis zat cair 2

h1 : selisih permukaan  zat cair ke 1

h2 : kedalaman zat cair ke 2

Inilah alat prinsip bejana

1.   Waterpass

Waterpass digunakan untuk menentukan elevasi/ peil untuk lantai, balok, dan lain-lain yang membutuhkan elevasi berdasarkan ketinggian titik yang diketahui. Alat ini digunakan untuk mengecek ketinggian penulangan agar tidak melebihi tinggi rencana dan mengecek ketebalan lantai saat pengecoran, sehingga lantai yang dihasilkan dapat datar. Selain itu juga dapat digunakan untuk pembuatan tanda/marking pada kolom/dinding sebagai acuan pekerjaan lain, seperti acuan untuk pekerjaan dindingpanel precast, serta dapat digunakan dalam pengecekan settlement bangunan. Untuk keperluan pekerjaan struktur diperlukan keakuratan dibawah 1 mm pada jarak tidak melebihi 30 meter. Dalam penggunaannya, waterpass didirikan pada tripod (kaki tiga).

2.   Cerek

Cerek adalah alat untuk memudahkan ketika menumpahkan air minum pada gelas.Ketika cerek dimiringkan,permukaan air di dalam cerek selalu rata sehingga memudahkan air keluar dari corong sesuai dengan kemiringannya. Oleh karena itu, kamu dapat mengatur keluarnya air dari dalam cerek.

3.   Tukang Bangunan

 

Tukang bangunan menggunakan prinsip bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela jendela supaya antara jendela satu dengan yang lainnya menjadi sejajar. Tukang bangunan menggunakan selang kecil yang diisi air  dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu kedua permukaan air ujung selang. Kemudian seutas benang direntangkan menghubungkan dua permukaan air  pada kedua ujung selang . dengan cara ini tukang bangunan akan memperoleh  permukaan datar

4.   Air mancur

Air mancur bekerja menggunakan prinsip bejana berhubungan , namun demikian bila tower tidak tersedia digunakan pompa air secara keseluruhan.

5.   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 mengeluarkan air menggunakan pipa pipa

c.             Tekanan Udara

Tekanan udara adalah tenaga yg bekerja untuk menggerakan massa udara dlm satuan luas tertentu. Tekanan udra di ukur dengan alat yg bernama barometer.berikut adalah gambar barometer                                                                                             

Faktor- faktor  yg mempengaruhi tekanan udara adalah  tinggi atau rendahnya suatu tempat dapat mempengaruhi tekanan udara semakin tinggi suatu tempat lapisan udaranya tipis.

Satuan tekanan udara adalah milibar (mb). Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya disebut sebagai isobar.

Contoh alat untuk mengukur tekanan udara

1.      Barometer

Barometer adalah alat yan digunakan untuk mengukur tekanan udara. Barometer dinyatakan dalam satuan atmosfer dan cmHg. Barometer terbagi menjadi beberapa macam antara lain barometer air raksa, barometer logam, dan barometer air :

a.   Barometer air raksa

Barometer air raksa adalah barometer yang menggunakan air raksa untuk mengukur tekanan udara. Barometer ini biasanya digunakan untuk mengukur tekanan udara luar. Barometer air raksa terdiri atas tabung kaca, bejana dan air raksa. Pada barometer ini terdapat skala cm Hg, sehingga pengukuran tekanan udara dengan menggunakan barometer air raksa dinyatakan dalam satuan cmHg.                                        

b.   Barometer Logam

Barometer logam biasa disebut dengan barometer aeroid. Berbeda dengan yang lain, barometer ini tidak menggunakan zat cair untuk mengukur tekanan udara, tetapi menggunakan logam. Barometer ini mempunyai ukuran yang cukup kecil untuk dibawa.

c.    Barometer air.

Barometer air pertama kali digunakan oleh Otto van Genricke. Pada dasarnya, prinsip kerja barometer air raksa, perbedaannya terletak pada zat cair pengisi yang digunakan dan juga panjang tabung yang digunakan. Jika barometer air raksa, zatcair pengisi menggunakan air raksa maka pada barometer, zat cair pengisinya berupa air.

2.   Anemometer

Anemometer adalah alat pengukur kecepatan angin yang banyak dipakai dalam bidang Meteorologi dan Geofisika atau stasiun prakiraan cuaca. Nama alat ini berasal dari kata Yunani anemos yang berarti angin. Perancang pertama dari alat ini adalah Leon Battista Alberti pada tahun 1450. Selain mengukur kecepatan angin, alat ini juga dapat mengukur besarnya tekanan angin itu.

3.   Manometer

Manometer adalah alat pengukur tekanan udara di dalam ruang tertutup. Ada beberapa macam manometer sebagai berikut :

1. Manometer zat cair
Manometer zat cair biasanya merupakan pipa kaca berbentuk U yang berisi raksa. Manometer jenis ini dibedakan menjadi manometer raksa yang terbuka dan manometer raksa yang tertutup.

a. Manometer raksa ujung terbuka

Manometer raksa ujung terbuka digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup bila tekanannya sekitar 1 atmosfer. Pada pipa U berisi raksa, pada salah satu ujungnya dihubungkan dengan ruangan yang akan diukur tekanannya, sedangkan ujung yang lain berhubungan dengan udara luar (atmosfer). Sebelum digunakan, permukaan raksa pada kedua pipa U adalah sama tinggi. Setelah dihubungkan dengan ruang yang akan diukur tekanannya, maka permukaan raksa pada kedua pipa menjadi tidak sama tingginya.
Jika tekanan gas dalam ruanagn tertutup lebih besar dari pada tekanan udara luar, maka akan mendorong raksa dalam pipa U. permukaan raksa pada pipa terbuka lebih tinggi daripada permukaan raksa pada pipa yang berhubungan dengan ruang tertutup. Misalkan selisih tinggi raksa adalah Δh, maka tekanan ruangan sebesar  

P = Bar + Δh .

Jika tekanan dalam gas dalam ruangan tertutup lebih rendah daripada tekanan udara luar, maka permukaan raksa pada pipa terbuka akan lebih rendah daripada permukaan raksa pada pipa yang berhubungan dengan ruang tertutup. Misalkan selisih tinggi raksa adalah Δh, maka tekanan gas dalam ruang an sebesar

P = Bar . Δh

Keterangan :
Bar : tekanan udara luar
Δh : tekanan gas dalam ruang tertutup

b. Manometer raksa ujung tertutup
Manometer ini pada prinsipnya sama dengan manometer ujung terbuka, tetapi digunakan untuk mengukur tekanan ruangan lebih dari 1 atmosfer. Sebelum digunakan, tinggi permukaan raksa sama dengan tekanan di dalam pipa tertutup 1 atmosfer. Jika selisih tinggi permukaan raksa pada kedua pipa adalah Δh cm, maka tekanan ruang tersebut sebesar :

P₂ = (P₁+Δh) cmHg

Keterangan :
P₁ : tekanan udara mula-mula dalam pipa
Dh : selisih tinggi permukaan raksa kedua pipa
P₂ ; besarnya tekanan udara yang diukur



2. Manometer logam

Manometer logam digunakan untuk mengukur tekanan gas yang sangat tinggi, misalnya tekanan gas dalam ketel uap.

Cara kerja manometer ini didasarkan pada plat logam yang bergerak naik turun bila ada perubahan tekanan. Gerak ujung plat logam diterusakan oleh jarum jam penunjuk skala. Beberapa manometer logam antara lain manometer Bourdon, manometer Shaffer Budenberg, dan manometer ban.

3. Manometer Mac Leod

Manometer mac leod digunakan untuk mengukur tekanan udara yang lebih kecil dari 1 mmHg. Cara kerja manometer ini pada prinsipnya sama seperti manometer raksa ujung tertutup. Jika selisih tinggi raksa di pipa S dengan pipa E adalah Δh cmHg, maka tekanan yang terukur sebesar

P = 1 / 10.000 x Δh cmHg