Contoh Soal Aturan Pascal Dan Jawabannya

Contoh Soal Hukum Pascal – Dibawah ini ialah kumpulan pola soal-soal hukum pascal dan cara menyelesaikannya dengan benar. Prinsip aturan pascal dicetuskan oleh seorang fisikawan Prancis, Blaise Pascal (1623-1662) yang menyatakan : “jika tekanan diberikan pada wadah tertutup, maka tekanan pada tiap titik fluida akan meningkat sebanding dengan tekanan yang diberikan”. Sebelum masuk ke pola soal aturan pascal, ada baiknya kita mengetahui rumus aturan pascal biar memudahkan dalam menjawab dan menuntaskan soal-soalnya. Berikut rumus dan penjelsannya yang sanggup kau catat.

Daftar isi

A. Rumus Hukum Pascal
B. Contoh Soal Hukum Pascal dan Pembahasannya

A. Rumus Hukum Pascal

Rumus aturan pascal dalam keadaan wadah tertutup sanggup dituliskan dengan formula berikut:

$P_k_e_l_u_a_r=P_m_a_s_u_k$

Supaya gampang di ingat, formula diatas sanggup di sederhanakan menyerupai ini:

$P_1=P_2$

Seperti yang sudah kita ketahui bahwa tekanan ialah gaya dibagi besar luas penampang, maka formula nya adalah:

$P=\frac{F}{A}$

Persamaan rumus aturan pascal:

$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$

Jika ketika itu yang dikatahui ialah Jari-jari bejana, maka rumus aturan pascal yang dipakai adalah:

$\frac{F_1}{D_1^2}=\frac{F_2}{D_2^2}$

Jika ketika itu yang dikatahui ialah Diameter bejana, maka rumus aturan pascal yang dipakai adalah:

$\frac{F_1}{R_1^2}=\frac{F_2}{R_2^2}$

Keterangan:

P = tekanan (N/m2 atau dn/cm2)
F1 = gaya pada penampang 1 (N-newton)
F2 = gaya pada penampang 2 (N-newton)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
D1 = diameter pada penampang 1 (m)
D2 = diameter pada penampang 2 (m)
R1 = jari-jari pada penampang 1 (m)
R2 = jari-jari pada penampang 2 (m)

Satuan:

1 Pa = 1 N/m2 = 10-5 BAR = 0,99 X 10-5 atm = 0,752 x 10-2 mmHg atau torr = 0,145 x 10-3 lb/in2 (psi)
1 torr = 1 mmHg
1 atm = 1,013 x 105 N/m2

Perhatikan foto prosedur hidrolik diatas. Sebab cairan tidak sanggup ditambahkan maupun keluar dari sistem tertutup, sehingga volume cairan yang terdorong di sebelah kiri bakal mendesak piston( silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Piston di sebelah kiri bergerak ke dasar sepanjang h1 serta piston sebelah kanan bergerak ke atas sepanjang h2. Setimpal aturan Pascal, maka:

$A_2 h_2=A_1 h_1$

Sehingga:

$\frac{A_2}{A_1}=\frac{h_1}{h_2}$

B. Contoh Soal Hukum Pascal dan Pembahasannya

Contoh soal 1

Dongkrak hidrolik mempunyai luas penampang masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Apabila gaya masukan ialah 5 Newton, berapakah gaya keluaran maksimum ?

Diketahui:
A1 = 0,04 m2
A2 = 0,10 m2
F1 = 5 N

Ditanya:
F2...?

Jawaban:
$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$
$\frac{5N}{0,04m^2}=\frac{F_2}{0,10m^2}$
$125=\frac{F_2}{0,10}$
$F_2=125X0,10$
$F_2=12,5N$

Jadi, gaya keluaran maksimum ialah 12,5 N.

Contoh Soal 2

dongkrak hidrolik mempunyai jari-jari penampang kecil sebesar 2 cm dan jari-jari penampang besar sebesar 25 cm. Berapakah gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah kendaraan beroda empat bermassa 2000 kg ?

Diketahui:
r1 = 2 cm = 0,02 m
r2 = 25 cm = 0,25 m
A1 = (3,14)(0,02)2 = 0,001256 m2
A2 = (3,14)(0,25)2 = 0,19625 m2
F2 = w = m g = (2000)(9,8 m/s2) = 19600 N

Ditanya:
F1 = ?

Jawaban:
$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$
$F_1=\left ( \frac{F_2}{A_2} \right )A_1$
$F_1=\left ( \frac{19600}{0,19625} \right )0,001256$
$F_1=125,44N$

Jadi, gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah kendaraan beroda empat ber-massa 2000kg ialah 125,44N.

Contoh Soal 3

Tekanan maksimum pada dongkrak hidrolik ialah 10 atm. Berapakah massa maksimum (kg) yang sanggup diangkat jikalau diameter keluaran ialah 20 cm ?

Diketahui:
1 atm = 1,013 x 105 N/m2
p ukur = 10 atm = (10)(1,013 x 105 N/m2) = 10,13 x 105 N/m2
F1 = 10,13 x 105 N/m2
A1 = 1 m2
A2 = (3,14)(0,10 m)2 = 0,0314 m2

Ditanya:
F2 = ?

Jawaban:
$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$
$F_2=\left ( \frac{F_1}{A_1} \right )A_2$
$F_2=\left ( \frac{1013000}{1} \right )0,0314$
$F_2=31,808N$

Baca Juga

Massa maksimum:
w = m g
31.808 = m (9,8)
m = 3.245,7 kg

Contoh Soal 4

Perhatikan gambar dibawah ini, tentukan gaya pada penampang besar!

Pembahasan:
$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$
$F_2=\left ( \frac{F_1}{A_1} \right )A_2$
$F_2=\left ( \frac{100}{2} \right )4$
$F_2=200N$

Jadi, gaya pada penampang yang besar ialah 200N.

Contoh Soal 5

Sebuah alat dongkrak hidrolik mempunyai diameter penampang kecil sebesar 2 cm dan diameter penampang besar 4 cm. Jika dongkrak tersebut mau digukana untuk mengangkat motor yang beratnya kendaraan beroda empat yang beratnya 10.000 newton. Berapakah gaya yang dipakai untuk mendongkrak kendaraan beroda empat tersebut?

Diketahui:
D1 = 2 cm
A2 = 4 cm
F2 = 10.000 N

Ditanya:
F1 =…?

Jawab:
$\frac{F_1}{D_1^2}=\frac{F_2}{D_2^2}$
$\frac{F_1}{2^2}=\frac{10000}{4^2}$
$\frac{F_1}{4}=\frac{10000}{16}$
Masing-masing ruas sanggup disederhanakan terlebih dahulu, sama-sama dibagi 4
$\frac{F_1}{1}=\frac{10000}{4}$
$F_1=2500N$
jadi, gaya yang dibutuhkan untuk mendongkrak kendaraan beroda empat sebesar 2.500 N.

Contoh Soal 6

Sebuah pengungkit hidrolik dipakai untuk mengangkat mobil. Udara dengan tekanan tinggi dipakai untuk menekan piston kecil yang mempunyai jari-jari 5 cm. Takanan yang diterima diteruskan oleh cairan didalam sistem tertutup ke piston besar yang mempunyai jari-jari 15 cm.

Berapa besar gaya yang harus diberikan udara bertekan tinggi untuk mengangkat kendaraan beroda empat yang mempunyai berat sebesar 13.300 N? Berapakah tekanan yang dihasilkan oleh udara bertekanan tinggi tersebut?

Pembahasan:
Mencari nilai gaya yang diperlukan:
$F_1=\left ( \frac{A_1}{A_2} \right )F_2$
$F_1=\frac{\pi (5X10^-^2m)^2}{\pi (5X10^-^2m)^2}(13.300N)$
$F_1=\frac{25}{255}(13.300N)=1.480N$
Selanjutnya, kita cari besar tekanan udara yang dibutuhkan
$P_1=\frac{F_1}{A_1}=\frac{1480N}{\pi (5X10^-^2m)^2}$
$P_1=188.000Pa$
Jadi, besar tekanan yang dibutuhkan ialah 188.000pa, hampir dua kali besar tekanan atmosfer.

Contoh Soal 7

Sebuah pengungkit hidrolik mempunyai piston masuk (utama) dengan diameter 1 cm dan silinder luar dengan diameter 6 cm. Tentukanlah gaya yang dikeluarkan oleh silinder luar ketika diberikan gaya sebesar 10 N pada silinder masuk. Apabila piston masuk bergerak sejauh 4 cm, seberapa jauh piston luar bergerak?

Pembahasan:
$F_2=(\frac{A_2}{A_1})F_1$
$F_2=\frac{\frac{\pi }{4}(6X10^-^2m)^2}{\frac{\pi }{4}(1X10^-^2m)^2}$ )
$F_2=360N$

Lalu, cari jarak gerak piston luar
$\frac{F_2}{F_1}=\frac{h_1}{h_2}$
$h_2=\left ( \frac{F_1}{F_2} \right )h_1$
$h_2=\left ( \frac{10N}{360N} \right )4cm$
$h_2=0,11 cm$

jadi, piston luar bergerak sejauh 1/36 dibanding dengan piston masuk.

Itu beliau rumus aturan pascal dan kumpulan pola soal-soal aturan pascal beserta pembahasanya. Semoga artikel ini sanggup melatih skill kau dalam menjawab dan menuntaskan soal-soal fisika yang berafiliasi dengan aturan pascal. Semoga bermanfaat, hingga jumpa di bahan lainnya.

Referensi:
https://www.studiobelajar.com/hukum-pascal/
https://gurumuda.net/contoh-soal-hukum-pascal.htm
http://fismath.com/rumus-hukum-pascal-dan-contoh-soal-hukum-pascal/

Sumber https://bacacoding.blogspot.com/

Loker Manfaat