IPA
SMP Kelas VIII
199
Pada kondisi tertentu, permukaan zat cair dalam bejana berhubungan tidak terletak pada satu bidang datar jika :
1. Bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang tidak sejenis. 2. Zat cair dalam bejana berhubungan dalam keadaan bergerak.
3. Terdapat pipa kapiler.
Permukaan air dalam bejana berhubungan
Gambar14.4 Tinggi air dalam pipa kapiler
Permukaan raksa dalam bejana berhubungan.
Gambar14.5 Tinggi raksa dalam pipa kapiler
4. Tekanan udara di tiap-tiap bejana tidak sama.
Gambar14.6 Pengaruh tekanan udara terhadap permukaan air
Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai alat-alat yang menggunakan prinsip hukum bejana berhubungan, antara lain :
1. Pembuatan Teko atau Cerek
Pancuran teko tidak boleh lebih rendah dari posisi tempat untuk tutupnya.
Gambar 14.7 Teko
Di unduh dari : Bukupaket.com
2. Penyipat datar
Alat ini dipakai oleh pekerja bangunan untuk menyamakan ketinggian dengan mengamati tinggi air dalam selang dan
tinggi air harus terletak pada satu bidang datar.
Gambar 14.8 Penyipat datar
3. Waterpas
Waterpas dipakai oleh tukang batu untuk memasang ubin agar benar-benar men- datar.
4. Tangki penampungan air
Karena permukaan air selalu mendatar, maka bila kran dibuka air akan mengalir.
Gambar 14.9 Tangki penampungan air
5. Air dalam DamWaduk
Agar dapat mengairi sawah tanpa alat bantu maka ketinggian air dalam dam harus lebih tinggi daripada air di persawahan. Hal tersebut karena sifat permukaan air
cenderung mendatar.
6. Pipa-U
Bila ke dalam pipa-U diisi dengan zat cair tidak sejenis dan tidak saling melarutkan, misalnya air dan minyak maka
permukaan minyak akan lebih tinggi dari pada permukaan air.
Gambar 14.10 Permukaan air dan minyak dalam pipa–U
minyak
air h
a
h
m
S
1
IPA
SMP Kelas VIII
200
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA
SMP Kelas VIII
201 C. HUKUM PASCAL
Gambar 14.11 Gambar 14.12
Gambar alat pengangkat mobil Kempa hidrolik
Gambar 14.13 Dongkrak hidrolik
Alat-alat yang tampak pada gambar di atas sangat berguna bagi manusia karena dapat mempermudah melakukan pekerjaan misal alat pengangkat mobil untuk mem-
permudah melakukan kontrol dan perbaikan pada bagian bawah mobil, dongkrak hidrolik untuk mengangkat mobil yang tidak terlalu tinggi dan biasanya dipakai saat
mengganti ban, serta kempa hidrolik yang dipakai untuk menumbuk biji-bijian yang diambil minyaknya, dapat pula dipakai untuk mencetak plat logam menjadi alat-alat
seperti panci, asbak, piring dan masih banyak lagi.
Dasar kerja dari ketiga alat tersebut adalah menggunakan tekanan zat cair. Ilmuwan yang mengenalkan pertama kali adalah Blaise Pascal dan hasil temuannya
tersebut dinamakan Hukum Pascal. Bagaimanakah hukum Pascal itu? Ikutilah kegiatan berikut
K
egiatan 14.4 Hukum Pascal
1. Sediakan pompa pascal bila ada atau sepotong bambu yang salah satu ujungnya ditutup rapat dan disekitar ujung yang tertutup diberi beberapa lubang serta
dilengkapi dengan penghisap.
I II
P A
B Q
R III
kran I
II III
Q P
B
I II
penghisap Q permukaan tanah
udara mampat
minyak udara keluar
Kran pemasukan
udara
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA
SMP Kelas VIII
202
Gambar 14.14 Pompa Pascal Gambar 14.15 Bambu Pascal
2. Bila tidak ada gunakan kantong plastik dan tusuklah di beberapa tempat dengan jarum.
Isi dengan air secukupnya. Kemudian dorong penghisap pada pompa atau bambu atau peraslah kantong plastik secara perlahan-lahan. Amati kekuatan pancaran air
yang keluar dari lubang.
Informasi
Dorongan pada penghisap atau perasan pada kantong plastik berarti kita memberikan tekanan pada air.
Diskusi
1. Mengapa air dapat memancar? 2. Darimanakah tekanan yang diperoleh air?
3. Kemanakah arah pancaran air? 4. Bagaimanakah kekuatan pencaran air pada tiap-tiap lubang?
Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan maka dapat disimpulkan bahwa apabila air diberi tekanan maka tekanan tersebut akan diteruskan oleh air ke segala
arah yang sama besar. Kesimpulan itulah yang dikenal dengan Hukum Pascal.
Untuk lebih jelasnya bunyi hukum Pascal adalah sebagai berikut: Tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala
arah dengan sama besar Hukum Pascal diterapkan pada pembuatan mesin hidrolik yang menghasilkan
gaya yang besar dari gaya yang kecil, sehingga alat tersebut mampu mengangkat beban yang berat dengan gaya yang jauh lebih kecil.
Bagaimana hal itu dapat terjadi? Ikuti penjelasan berikut. Perhatikan gambar pesawat hidrolik berikut.
Sebuah tabung kecil 1 dihubungkan dengan sebuah tabung besar 2 yang di dalamnya berisi zat cair. Kedua tabung dilengkapi dengan pistonpenghisap dengan
luas A
1
dan A
2
. Jika pada penghisap dengan luas A
1
diberi gaya F
1
, maka pada tabung 1 akan timbul tekanan P
1
.
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA
SMP Kelas VIII
203
Menurut Pascal, tekanan P
1
akan diteruskan ke segala arah sehingga piston ditabung besar bergerak ke atas
karena memperoleh tekanan dari tabung kecil. Tekanan yang ada pada tabung besar P
2
besarnya sama dengan tekanan di tabung kecil.
Jadi, tekanan di tabung 1 = tekanan di tabung 2 P
1
= P
2
Karena , maka :
Keterangan:
F
1
= gaya pada piston kecil N, dyne F
2
= gaya pada piston besar N, dyne A
1
= luas piston kecil m
2
, cm
2
A
2
= luas piston besar m
2
, cm
2
Contoh soal : 1. Mobil yang beratnya 5000 N diletakkan di atas piston besar yang mempunyai
luas 250 cm
2
. Berapa gaya minimal yang harus diberikan pada piston kecil yang memiliki luas 5 cm
2
agar mobil dapat terangkat? Penyelesaian:
Diketahui : F
2
= 5000 N A
2
= 250 cm
2
A
1
= 5 cm
2
Ditanya : F
1
= ...? Jawab :
2. Sebuah dongkrak hidrolik memiliki penghisap dengan diameter masing-masing 2 cm dan 4 cm. Bila gaya 10 N diberikan pada piston kecil, berapa gaya yang
dihasilkan piston besar? F
A F
A F
F A
A
F
1 1
2 2
1 2
2 1
1
5000 250
1000 =
= =
= x
N cm
x 5 cm N
2 2
F A
F A
1 1
2 2
= P
F A
= 1
2 A
1
A
2
Gambar 14.16 Pesawat hidrolik
Di unduh dari : Bukupaket.com
Penyelesaian: Diketahui : d
1
= 2 cm d
2
= 4 cm F
1
= 10 N Ditanya : F
2
= ....? Jawab :
UJI KOMPETENSI
Jawablah soal brikut dengan benar
Pesawat hidrolik seperti gambar Jika perbandingan A
2
dan A
1
besarnya 1 : 6, berapa m?
D. TEKANAN HIDROSTATIS
