Rem Piringan Hidrolik Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMPMTs Kelas VIII 184 dengan: h 1 = tinggi fluida pada piston pertama h 2 = tinggi fluida pada piston kedua A 1 = luas penampang piston pertama A 2 = luas penampang piston kedua V 1 = V 2 A 1 h 1 = A 2 h 2 —— = —— A 1 A 2 h 1 h 2 Contoh: Sebuah pompa hidrolik menggunakan dua buah silinder, yaitu silinder input dan silinder output yang diameternya masing-masing adalah 8 cm dan 24 cm. a. Jika pada silinder input diterapkan gaya sebesar 5 N, berapakah gaya angkat pada silinder output? b. Jika silinder outputnya ditekan, silinder input naik setinggi 12 cm. Hitunglah penurunan permukaan pada silinder output Penyelesaian: Diketahui: Diameter silinder input d 1 = 8 cm: F 1 = 5N Diameter silinder output d 2 = 24 cm: h 1 = 10 cm Ditanya : a. F 2 b. h 2 Jawab: a. Ingat bahwa d = 2r, jadi r 1 = 4 cm dan r 2 = 12 cm, maka: — = —– ⇒ —– = ——– ⇔ F 2 = —–— ⇔ F 2 = —–—–—–—– ⇔ F 2 = 45 N Jadi, gaya angkat pada silinder output adalah 45 N. b. Menghitung penurunan permukaan pada silinder output h 2 = h 1 × —– ⇒ h 2 = —–—– = —–—–—–—–—– ⇔ h 2 = —–—– = 1,11 cm Jadi, piston pada silinder output turun sejauh 1,11 cm. F 1 F 2 A 1 A 2 F 1 r 2 2 r 1 2 5N ⋅ 12 cm 2 4 cm 2 F 1 F 2 πr 1 2 πr 2 2 A 1 A 2 h 1 r 1 2 r 2 2 10 cm ⋅ 4 cm 2 12 cm 2 10 cm 3 9 cm 2 Bab 14 - Tekanan 185 dengan: W semu = berat benda dalam zat cair Kg ⋅ms 2 W benda = berat benda sebenarnya Kg ⋅ms 2 F a = gaya apung N W semu = W benda – F a dengan: ρ cair = massa jenis zat cair kgm 3 V b = volume benda yang tercelup m 3 g = percepatan gravitasi ms 2 F a = ρ cair V b g Sebuah pompa hidrolik memiliki dua buah silinder yang jari-jarinya berturut-turut adalah 3 cm dan 5 cm. Jika ujung pompa pada silinder kecil ditekan hingga permukaan zat cairnya turun sejauh 50 cm, hitunglah kenaikan permukaan zat cair pada ujung silinder besar dari pompa hidrolik tersebut M enguji Diri 2. Hukum Archimedes Pernahkah kamu berjalan di dalam air? Jika kamu pernah berjalan atau berlari di dalam air, kamu tentunya akan merasakan bahwa langkahmu lebih berat dibandingkan jika kamu melangkah di tempat biasa. Gejala ini disebabkan adanya tekanan dari zat cair. Ilmuwan pertama yang mengamati gejala ini adalah matematikawan berkebangsaan Yunani bernama Archimedes 187-212 SM. Pengamatan ini memunculkan sebuah hukum yang dikenal Hukum Archimedes, yaitu: “Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”. Akibat adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan dibandingkan diangkat di darat. Berat ini disebabkan berat semu dan dirumuskan sebagai berikut:

a. Konsep Terapung, Melayang, dan Tenggelam

Jika kamu memasukkan batu dan kertas secara bersamaan ke dalam seember air, apa yang terjadi? Ya, kamu dan besarnya gaya apung dirumuskan sebagai berikut: S ahabatku, Ilmuwan Archimedes 187- 212 SM adalah seorang penemu dan ahli matematika Yunani yang handal. Ia menulis sesuatu yang penting bagi perkembangan geometri, aritmatika, dan mekanika. Archimedes dilahirkan di Syracuse, Sicily, dan belajar di Alexandria, Mesir. Dalam mekanika, Archimedes menggambarkan prinsip pengungkit dan katrol campuran. Selama tinggal di Mesir, ia menemukan pompa hidrolik untuk mengangkat air dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. Ia terkenal sebagai penemu hukum hidrostatika atau yang sering disebut Hukum Archimedes. Penemuan ini diperoleh oleh Archimedes ketika ia mandi. Pada saat masuk ke bak rendamnya, ia merasakan bahwa air di bak tersebut meluap. Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMPMTs Kelas VIII 186 dengan: V air = volume air yang dipindahkan m = massa benda di udara m s = massa semu benda di air ρ benda = massa jenis benda ρ air = massa jenis air ρ benda = ——— = –— m V benda m V air ingat hukum Archimedes, V benda = V air ρ benda = ———— × ρ air m m – m s karena V air = ——–— m – m s ρ air 2 Penerapan dalam bidang teknik Penerapan Hukum Archimedes dalam bidang teknik adalah sebagai berikut. a Kran otomatis pada penampungan air Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai Pikirkanlah Coba kamu tanyakan kepada teman, guru, atau orang tuamu tentang kran otomatis pada penampungan air Jelaskanlah cara kerja kran otomatis tersebut Manfaat apa yang kamu dapatkan dengan adanya kran otomatis? Kemukakan pendapatmu akan melihat kertas di permukaan dan batu akan berada di dasar ember. Peristiwa ini dapat dijelaskan oleh konsep massa jenis benda yang telah dipelajari sebelumnya. Massa jenis benda menentukan besar kecilnya gaya berat benda. Sedangkan, massa jenis zat cair menentukan besar kecilnya gaya Archimedes gaya apung zat tersebut. Jika gaya berat suatu benda lebih besar dari gaya Archimedes, maka benda akan tenggelam. Tetapi, jika gaya Archimedes yang lebih besar, maka benda akan terapung, dan benda akan melayang jika gaya berat benda sama dengan gaya archimedes. Dengan kata lain, dapat disebutkan bahwa: 1 Benda akan tenggelam jika ρ benda ρ zat cair 2 Benda akan melayang jika ρ benda = ρ zat cair 3 Benda akan terapung jika ρ benda ρ zat cair

b. Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari. 1 Menentukan massa jenis benda