Aplikasi Hukum Pascal & Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-hari

APLIKASI HUKUM PASCAL DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

Bunyi Hukum Pascal           :

“Semua fluida yang berada pada ruang tertutup jika diberikan tekanan maka, tekanan akan menyebar atau diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”

1. DONGKRAK HIDROLIK 

Dongkrak hidrolik adalah jenis pesawat sederhana dengan prinsip hukum pascal yang berguna untuk memperingan kerja seperti saat akan membuka ban atau roda mobil. Dongkrak ini merupakan sistem bejana berhubungan (2 tabung) yang berbeda luas penampangnya. Dengan menaik turunkan piston, maka tekanan pada tabung pertama akan dipindahkan ke tabung kedua sehingga dapat mengangkat beban yang berat.

                                

Skema dongkrak hidrolik 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, saat pengisap kecil diberi gaya tekan, gaya tersebut akan diteruskan oleh fluida (minyak) yang terdapat di dalam pompa. Akibatnya Berdasarkan Hukum Pascal, minyak dalam dongkrak akan menghasilkan gaya angkat pada pengisap besar dan dapat mengangkat beban di atasnya.

2. REM HIDROLIK 

Skema rem hidrolik :

Ketika Anda menekan pedal rem, gaya yang Anda berikan pada pedal akan diteruskan ke silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam sehingga timbul gesekan antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.

3. MESIN HIDROLIK PENGANGKAT MOBIL 

Skema alat pengangkat mobil hidrolik :

Apabila pengisap 1 ditekan dengan gaya F1, maka zat cair menekan ke atas dengan gaya pA1. Tekanan ini akan diteruskan ke penghisap 2 yang besarnya pA2. Karena tekanannya sama ke segala arah, maka didapatkan persamaan sebagai berikut. Cara kerja pada pengangkat mobil dengan menggunakan fluida dirasa kurang efisien.Biasanya cuci mobil menerapkan sisitem hyropneumatic. yaitu tenaga angin yang dirubah menjadi tenaga dorongan pada piston hidrolik.Secara umum, cara kerja mesin pengangkat hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik. Perbedaannya terletak pada perbandingan luas penampang pengisap yang digunakan. Pada mesin pengangkat mobil, perbandingan antara luas penampang kedua pengisap sangat besar sehingga gaya angkat yang dihasilkan pada pipa berpenampang besar dan dapat digunakan untuk mengangkat mobil.

4. MESIN PENGEPRES KAPAS (KEMPA HIDROLIK) 

Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan, mencetak logam, memeras biji-bijian yang akan diambil minyaknya, sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan.

5. POMPA HIDROLIK

Pompa hidrolik menggunakan kinetik energi dari cairan yang dipompakan pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidrolik bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik.

6. KURSI DOKTER GIGI

Ketika pedal/tuas tertekan atau diinjak oleh dokter gigi tekanan fluida dalam bejana berhubungan akan diteruskan pada kursi pasien sehingga kursi mendapat gaya ke atas. Bayangkan bahwa tuas injak dan kursi pasien terhubung oleh suatu bejana berhubungan, tuas injak merupakan tabung kecil dan kursi pasien tabung besar. Ketika dokter memberikan gaya pada tuas injak maka fluida pada tabung kecil akan mendapat tekanan dan tekanan yang sama besar akan diteruskan pada tabung besar.Dari hubungan di atas dapat dilihat bahwa pada tabung kecil (permukaan kecil), gaya kecil dan untuk tabung besar (permukaan besar) gaya besar. Dengan memanfaatkan hubungan ini dokter gigi cukup memberikan gaya yang kecil pada tuas injak dan akan menimbulkan gaya yang cukup besar pada kursi pasien yang membuat kursi pasien naik.

7. TENSIMETER

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. Tekanan dalam fluida statis adalah sama pada setiap tingkat horisontal (ketinggian) yang sama sehingga: Untuk lengan tangan kiri manometer Untuk lengan tangan kanan manometer Karena disini kita mengukur tekanan tolok (gauge pressure), kita dapat menghilangkan PAtmosfer sehingga Dari persamaan tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa tekanan pada A sama dengan tekanan cairan manometrik pada ketinggian h2 dikurangi tekanan cairan yang diukur pada ketinggian h1. Dalam kasus alat pengukur tekanan darah yang menggunakan air raksa, berarti tekanan darah dapat diukur dengan menghitung berat jenis air raksa dikali gravitasi dan ketinggian air raksa kemudian dikurangi berat jenis darah dikalikan gravitasi dan ketinggian darah.

APLIKASI HUKUM ARCHIMEDES DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

Hukum ini dikemukakan oleh Archimedes tentunya, yang ketemu secara tiba-tiba saat beliau mandi. Setelah ketemu, malah meneriakkan 'Eureka! (Saya telah menemukannya!) sambil berlari dijalanan sambil telanjang.

Bunyi hukumnya adalah : “Bila ada benda ber-massa yang dicelupkan di dalam air, akan mendapatkan tekanan keatas yang sama dengan besar massa air yang ditumpahkan”. Rumusnya adalah :
Fa = p(rho) x g x V  

Dimana : Fa = tekanan ke atas (sat. Newton)
p = massa jenis cairan 
g = gaya gravitasi bumi 
V = volum yang tercelup 

1. HIDROMETER 

Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Untuk mengetahui bahwa air accu itu sudah tidak bisa digunakan maka harus diukur dengan hidrometer. Cara menggunakan alat ini adalah dengan mencelupkannya pada zat cair yang akan diukur massa jenisnya. Kemudian, dilihat skala permukaan zat cair dan nilai itulah yang merupakan nilai massa jenis dari zat cair tersebut. Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perbahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.

2. KAPAL LAUT 

Agar kapal laut tidak tenggelam badan kapal harus dibuat berongga. Hal ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingga gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan air laut.

3. KAPAL SELAM 

Kapal selam di desain memiliki tanki balast (trim), Tanki balast berfungsi menyimpan udara dan air. Ketika kapal selam siap untuk menyelam, katup-katup besar yang dikenal sebagai “kingstons”, yang terletak di dasar tangkibalas, dibuka untuk membiarkannya masuk ke laut. Udara di dalam tangki keluar melalui katup-katup pada bagian atas, yang dikenal sebagai “lubang-lubang angin”. Kapal selam itu masuk ke dalam air. Ketika kapal selam siap untuk muncul ke permukaan, lubang-lubang angin ditutup dan tekanan udara didorong masuk ke dalam tangki-tangki. Hal ini meniup air kembali melalui kingstons, dan kapal selam itu pun naik.

4. BALON UDARA 

Balon udara dapat melayang di udara dikarenakan adanya gaya apung. Balon udara harus diisi dengan gas panas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer sehingga volume balon bertambah dan gaya apung bertambah akhirnya dapat terbang karena mendapat gaya ke atas.

5. JEMBATAN PONTON 

Jembatan ponton adalah jembatan mengambang yang disandarkan ke semacam ponton untuk menyangga landasan jembatan dan beban dinamis di atasnya. Jembatan ponton biasanya merupakan bangunan temporer, walaupun ada juga yang dipergunakan untuk jangka waktu yang lama. Jembatan mengambang yang permanen sangat berguna untuk menyeberangi perairan di mana dianggap tidak ekonomis untuk membuat sebuah jembatan yang digantungkan pada dermaga. Jembatan semacam ini dapat memiliki bagian yang ditinggikan atau yang dapat diangkat, untuk jalan lewat kapal. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.Dalam keadaan darurat, jembatan ponton dapat dibuat dengan memasang beberapa drum kosong yang tertutup rapat secara berjajar dan meletakkan papan di atasnya untuk orang berjalan. Drum kosong akan mengapung di air karena memiliki rongga yang berisi udara di dalamnya. -lr