ASTALOG.COM – Hukum Pascal adalah sebuah teori berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan oleh Blaise Pascal pada saat ia sedang menjalani masa-masa pengobatan penyakit kanker yang dideritanya. Eksperimen yang dilakukannya saat itu adalah dalam bentuk bermain-main dengan air.
Bentuk eksperimen permainan air yang dilakukannya yaitu berupa kantong dari bahan plastik yang berisi air, dan plastik tersebut sangat banyak memiliki lubang, maka yang terjadi adalah air akan memancar sama kuat dari setiap lubang yang ada. Ia mampu menemukan bahwa ada sebuah gerakan ilmiah yang terjadi pada kondisi zat cair tersebut saat mengalami tekanan.
Berdasarkan eksperimen itu, ia pun menyimpulkannya dalam sebuah teori yang kemudian kita kenal sebagai hukum Pascal yang berbunyi :
Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.
Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat cair dapat diformulasikan sebagai berikut :
ΔP = ρg ( ΔH)
Dimana berdasarkan sistem SI, maka :
- ΔP : tekanan hidrosatik dalam satuan Pascal (Pa)
- ρ : massa jenis zat cair (kg/m3)
- g : percepatan karena gravitasi (m/s2)
- Δh : ketinggian zat cair di atas titik pengukuran (m), atau perbedaan ketinggian antara 2 titik pada kolom yang berisi zat cair.
Lalu bagaimana dengan penerapan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari? Berikut ini 5 contoh penerapan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari :
1. Dongkrak hidrolik
Dongkrak hidrolik adalah jenis alat yang bekerja sesuai dengan prinsip hukum Pascal yang berguna untuk memperingan kerja. 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.
Dongkrak hidrolik terdiri dari 2 tabung yang berhubungan yang memiliki diameter yang berbeda ukurannya. Masing-masing ditutup dan diisi air. Dengan menaik turunkan piston, maka tekanan pada tabung pertama akan dipindahkan ke tabung kedua sehingga dapat mengangkat beban yang berat.
2. Pompa hidrolik
Pompa hidrolik menggunakan energi kinetik dari cairan yang dipompa 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. Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik. Ada 2 macam peralatan yang biasanya digunakan dalam mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik yaitu motor hidrolik dan aktuator.
3. Press hidrolik
Berdasarkan hukum Pascal, alat press hidrolik menggunakan tekanan yang seluruh sistem tertutup adalah konstan. Salah satu bagian dari sistem itu adalah piston yang bertindak sebagai pompa, dengan kekuatan mekanik sederhana yang bekerja pada luas penampang kecil.
Bagian lain adalah piston dengan luas yang lebih besar yang menghasilkan kekuatan mekanis yang lebih besar pula. Hanya memerlukan pipa berdiameter kecil yang lebih mudah dalam menolak tekanan jika pompa dipisahkan dari silinder tekan.
Ketika tekanan pada silinder tekan dilepaskan, cairan akan kembali ke reservoir, gaya dibuat dengan tekanan yang dikurangi menjadi lebih rendah. Piston utama tidak menarik kembali ke posisi aslinya kecuali sebuah mekanisme tambahan digunakan.
4. Rem hidrolik
Pada rem hidrolik terdapat pipa-pipa hidrolik yang berisi cairan berupa minyak rem. Pada ujung-ujung pipa ini terdapat piston penggerak yaitu piston pedal dan piston cakram. Pipa dan piston inilah yang memegang peranan penting dimana konsep dan strukturnya telah didesain sedemikian rupa sehingga sesuai dengan hukum Pascal, dengan tujuan menghasilkan daya cakram yang besar daripada penginjakan pedal rem.
Penyesuaian terhadap hukum Pascal yang dimaksud adalah dengan mendesain agar pipa pada pedal rem lebih kecil daripada pipa yang terhubung dengan piston cakram. Tekanan yang didapat dari pedal akan diteruskan ke segala arah di permukaan pipa termasuk ujung-ujung pipa yang terhubung dengan piston cakram. Saat pedal rem diinjak, pedal yang terhubung dengan booster rem akan mendorong piston pedal dalam sehingga minyak rem yang berada pada pipa akan mendapatkan tekanan.
Karena luas permukaan piston cakram lebih besar daripada piston pedal, maka gaya yang tadinya digunakan untuk menginjak pedal rem akan diteruskan ke piston cakram yang terhubung dengan kanvas rem dengan jauh lebih besar sehingga gaya untuk mencengkram cakram akan lebih besar pula.
Cakram yang bersinggungan dengan kanvas rem akan menghasilkan gaya gesek, maka dari itu cakram yang ikut berputar bersama roda. Semakin lama perputarannya maka akan semakin pelan, dan inilah yang disebut dengan proses pengereman.
Selain itu karena diameter dari cakram yang lebih lebar juga ikut membantu proses pengereman. Hal itulah yang menyebabkan sistem kerja rem cakram hidrolik lebih efektif daripada rem konvensional.
5. Tensimeter atau Sfigmomanometer
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.
Dalam kasus alat pengukur tekanan darah yang menggunakan air raksa, berarti tekanan darah dapat diukur dengan menghitung berat jenis air raksa dikalikan dengan gravitasi dan ketinggian air raksa kemudian dikurangi dengan berat jenis darah dikalikan dengan gravitasi dan ketinggian darah.
