Hukum Pascal: Pengertian, Rumus, Contoh Soal, dan Manfaatnya

Sedang mencari tahu tentang hukum Pascal? Yuk, telaah bersama di bawah ini!

Hukum Pascal dinamai sesuai nama ilmuwan dan filsuf abad ke-17, yakni Blaise Pascal.

Ini merupakan salah satu konsep mendasar dalam ilmu fisika yang telah mengubah cara kita memahami prinsip tekanan.

Prinsip ini mengungkap bagaimana perubahan tekanan pada suatu fluida dapat menghasilkan efek yang menakjubkan dalam berbagai aspek kehidupan.

Dengan fondasi kuat dalam mekanika fluida, hukum Pascal tidak hanya relevan dalam dunia ilmiah, tetapi juga memiliki penerapan yang luas dalam teknologi, rekayasa, dan bahkan keseharian.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang hukum fisika ini? Simak sampai selesai, ya!

Baca Juga: Rumus Keliling Trapesium dan Penjelasan Lengkapnya!

Pengertian Hukum Pascal

Dilansir dari Byjus, hukum Pascal adalah prinsip dasar dalam ilmu fisika yang berkaitan dengan perilaku fluida (zat gas atau cair) dalam respons terhadap tekanan yang diterapkan padanya.

Prinsip ini didasarkan pada pengamatan bahwa perubahan tekanan pada sebuah cairan yang tertutup, akan merambat secara merata ke seluruh bagian tempat.

Hal ini tentu tanpa memandang kedalaman atau letaknya.

Dengan kata lain, setiap titik dalam cairan akan mengalami perubahan tekanan yang sama akibat dari tekanan yang diterapkan.

Secara matematis, hukum Pascal dapat dinyatakan sebagai berikut:

"Perubahan tekanan yang diterapkan pada sebuah fluida yang tertutup akan merambat ke segala arah dengan kecepatan yang sama dan tanpa mengalami perubahan."

Prinsip ini mengacu pada fakta bahwa fluida tidak dapat dikompresi dengan mudah, sehingga tekanan yang diterapkan pada satu titik akan segera dirasakan oleh seluruh bagian fluida.

Hukum Pascal memiliki berbagai penerapan praktis dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

Contohnya, dalam sistem hidrolik, prinsip ini digunakan untuk mengalihkan dan memanipulasi energi dalam bentuk tekanan fluida.

Teknologi medis seperti alat pengukur tekanan darah juga didasarkan pada konsep ini.

Bahkan, prinsip hukum Pascal membantu kita memahami mengapa minyak dalam botol akan naik saat menekan tutupnya.

Keseluruhan, pemahaman tentang hukum Pascal memainkan peran penting dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi yang melibatkan perilaku fluida.

Baca Juga: 20 Soal Cerita Matematika Kelas 1 SD, Mudah Dipahami!

Rumus Hukum Pascal

Melansir dari Geeks for Geeks, rumus hukum Pascal menggambarkan hubungan antara tekanan yang diterapkan pada sebuah fluida dan responsnya terhadap tekanan tersebut.

Rumus ini dapat dinyatakan sebagai berikut:

P = F/A​

Dalam rumus ini:

• P adalah tekanan yang diterapkan pada fluida.
• F adalah gaya yang diterapkan pada fluida.
• A adalah luas permukaan di mana gaya F diterapkan.

Rumus ini menggambarkan hubungan antara tekanan, gaya, dan luas permukaan dalam konteks hukum Pascal.

Jika ditempatkan dalam bejana tertutup berbentuk U, rumus Pascal dinyatakan sebagai berikut:

F1/A1 = F2/A2

Dalam rumus ini:

• F1​ adalah gaya yang diterapkan pada fluida pada titik pertama.
• F2​ adalah gaya yang diterapkan pada fluida pada titik kedua.
• A1​ adalah luas permukaan pada titik pertama di mana gaya F1​ diterapkan.
• A2​ adalah luas permukaan pada titik kedua di mana gaya F2​ diterapkan.

Rumus ini menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh gaya yang diterapkan pada fluida akan merambat ke seluruh bagian fluida dengan cara yang sama.

Dengan kata lain, tekanan di satu bagian fluida akan segera dirasakan di bagian lain tanpa ada perubahan.

Dengan demikian, jika kita meningkatkan gaya yang diterapkan pada fluida pada luas permukaan yang sama, tekanan dalam fluida akan meningkat secara proporsional.

Begitu pula, jika luas permukaan di mana gaya diterapkan berubah, tekanan dalam fluida akan berubah sesuai dengan perubahan luas permukaan tersebut.

Rumus ini​ adalah representasi matematis dari prinsip dasar hukum Pascal dan digunakan untuk menghitung tekanan dalam berbagai situasi yang melibatkan respons fluida terhadap gaya yang diterapkan padanya.

Baca Juga: Rumus Sudut Istimewa Trigonometri dan Contoh Soalnya!

Contoh Soal dan Pembahasan

Berikut contoh soal hukum Pascal dan pembahasannya untuk menambah wawasan kita.

Soal:

Sebuah wadah berisi minyak dengan luas permukaan 0.02 m². Jika sebuah gaya sebesar 200 N diterapkan pada permukaan minyak tersebut, hitunglah tekanan yang dihasilkan dalam minyak tersebut berdasarkan hukum Pascal.

Jawaban:

Rumus Hukum Pascal adalah P = F/A, yakni:

• P adalah tekanan.
• F adalah gaya yang diterapkan.
• A adalah luas permukaan di mana gaya diterapkan.

Dalam soal ini, kita diberikan:

• F=200 N (gaya yang diterapkan)
• A=0.02 m² (luas permukaan)

Maka, kita dapat menghitung tekanan dengan memasukkan nilai-nilai ini ke dalam rumus:

Pembahasan:

Dalam contoh soal ini, kita diberikan sebuah wadah dengan minyak di dalamnya. Sebuah gaya sebesar 200 N diterapkan pada permukaan minyak yang memiliki luas 0.02 m².

Dengan menggunakan rumus hukum Pascal, kita dapat menghitung tekanan yang dihasilkan.

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa tekanan dalam minyak adalah 10000 N/m² atau 10000 pascal (Pa).

Ini berarti bahwa tekanan sebesar 10.000 Pa diterapkan pada setiap satuan luas permukaan minyak.

Dalam situasi ini, hukum Pascal menjelaskan bahwa tekanan yang diterapkan pada satu titik permukaan minyak akan merambat merata ke seluruh minyak dalam wadah.

Baca Juga: Mengenal Hukum Wadh'i, Salah Satu Hukum Syariat Islam, Yuk Ketahui Moms!

Manfaat Hukum Pascal dalam Kehidupan Sehari-hari

Hukum Pascal memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari dan berbagai bidang.

Berikut adalah beberapa contoh penerapannya:

1. Alat Pengukur Tekanan Darah

Alat pengukur tekanan darah atau sphygmomanometer adalah salah satu contoh penerapan hukum Pascal dalam bidang medis.

Ketika manset pada alat tersebut diperbesar dan dikenakan di lengan pasien, tekanan akan merambat ke seluruh fluida dalam manset.

Pada akhirnya memadatkan arteri di bawah manset, lalu menghentikan aliran darah.

Pengukuran tekanan darah didasarkan pada saat tekanan dalam manset sama dengan tekanan di arteri, yang menghasilkan suara mendengung yang dapat didengar oleh dokter atau perangkat elektronik.

2. Rem Hidrolik pada Kendaraan

Sistem rem hidrolik dalam kendaraan mengandalkan prinsip hukum Pascal untuk mengubah gaya kecil yang diterapkan pada tuas rem.

Adanya perubahan energi menjadi tekanan hidrolik yang lebih besar yang diterapkan pada sistem rem.

Gaya yang diterapkan pada tuas rem diubah menjadi tekanan hidrolik yang merambat melalui cairan di dalam sistem.

Tekanan ini kemudian diteruskan ke kaliper rem yang menghasilkan gaya yang cukup besar untuk menghentikan kendaraan.

3. Tutup Botol Minuman

Saat kita menutup dan memampatkan tutup botol minuman, tekanan yang diterapkan pada udara di dalam botol akan merambat ke seluruh isi cairan.

Ini menyebabkan isi minuman terkadang naik ke atas botol sedikit ketika tutupnya ditutup dengan kuat.

Hukum Pascal menjelaskan bahwa perubahan tekanan di satu bagian fluida akan merambat secara merata ke seluruh fluida.

Baca Juga: 3 Rumus Taksiran Berat Janin dan Cara Menghitungnya!

4. Penyemprot Air

Penyemprot air atau sprayer adalah contoh lain dari penerapan hukum Pascal.

Ketika kita menekan pegangan penyemprot, tekanan yang diterapkan pada cairan di dalam tangki akan merambat ke seluruh cairan, memaksa cairan keluar melalui nosel dan membentuk semprotan.

5. Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik adalah contoh penting dari penerapan hukum Pascal dalam industri.

Pompa hidrolik digunakan untuk mengubah gaya yang diterapkan pada satu sisi piston menjadi tekanan hidrolik yang tinggi, yang kemudian digunakan untuk menggerakkan piston lainnya.

Prinsip ini digunakan dalam berbagai mesin dan peralatan industri, seperti mesin konstruksi dan alat berat.

Baca Juga: Childfree dalam Islam, Bagaimana Hukumnya Menurut Agama?

Demikian penjelasan tentang hukum Pascal dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Semoga dapat menambah wawasan, ya!