Prinsip Pascal [mudah dijelaskan]
Fisikawan dan matematikawan Prancis Blaise Pascal (1623-1662), membuat berbagai kontribusi dalam teori probabilitas, matematika dan sejarah alam. Yang paling terkenal adalah prinsip Pascal, tentang perilaku fluida.
Postulat Pascal itu cukup sederhana, mudah dimengerti dan sangat berguna. Melalui eksperimen, Pascal menemukan bahwa tekanan dalam cairan, dalam keadaan diam, ditransmisikan secara seragam ke seluruh volume dan ke segala arah.
pernyataan Pascal, Berdasarkan studi cairan, digunakan untuk desain berbagai peralatan hidrolik seperti menekan, lift, rem mobil, antara lain.
Konsep Dasar untuk memahami Prinsip Pascal
Tekanan
Tekanan adalah rasio gaya yang diterapkan per satuan luas. Ini diukur dalam satuan seperti Pascal, bar, atmosfer, kilogram per sentimeter persegi, psi (pon per inci persegi), antara lain. [1]
Tekanan berbanding terbalik dengan permukaan atau luas yang diterapkan: semakin besar luasnya, semakin kecil tekanannya, semakin kecil luasnya, semakin besar tekanannya. Sebagai contoh, pada Gambar 2 gaya 10 N diberikan pada paku yang ujungnya memiliki luas yang sangat kecil, sedangkan gaya yang sama sebesar 10 N diberikan pada pahat yang ujungnya memiliki luas yang lebih besar dari ujung paku. Karena paku memiliki ujung yang sangat kecil, semua gaya diterapkan ke ujungnya, memberikan tekanan besar padanya, sementara di pahat, area yang lebih besar memungkinkan gaya untuk didistribusikan lebih banyak, menghasilkan lebih sedikit tekanan.
Efek ini juga dapat diamati di pasir atau salju. Jika seorang wanita memakai sepatu olahraga atau sepatu tumit yang sangat kecil, dengan tumit yang sangat halus sepatu cenderung lebih tenggelam karena semua beratnya terkonsentrasi di area yang sangat kecil (tumit).
Tekanan hidrostatis
Ini adalah tekanan yang diberikan oleh cairan yang diam pada masing-masing dinding wadah yang berisi cairan. Hal ini karena zat cair mengikuti bentuk wadah dan diam, akibatnya terjadi gaya seragam yang bekerja pada masing-masing dinding.
Cairan
Materi dapat berada dalam wujud padat, cair, gas, atau plasma. Materi dalam keadaan padat memiliki bentuk dan volume yang tetap. Cairan memiliki volume tertentu, tetapi tidak memiliki bentuk yang pasti, mengikuti bentuk wadah yang menampungnya, sedangkan gas tidak memiliki volume dan bentuk yang pasti.
Cairan dan gas dianggap "cairan", karena dalam hal ini, molekul-molekul disatukan oleh gaya kohesif yang lemah, ketika mereka dikenai gaya tangensial, mereka cenderung mengalir, bergerak dalam wadah yang berisi mereka. Fluida adalah sistem yang selalu bergerak.
Padatan mentransmisikan gaya yang diberikan padanya, sedangkan pada cairan dan gas tekanan ditransmisikan.
PRINSIP PASCAL
Fisikawan dan matematikawan Prancis Blaise Pascal, membuat berbagai kontribusi dalam teori probabilitas, matematika, dan sejarah alam. Yang paling terkenal adalah prinsip yang menyandang namanya pada perilaku cairan. [2]
Pernyataan Prinsip Pascal
prinsip pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan di mana saja dalam fluida tertutup dan tidak dapat dimampatkan ditransmisikan secara merata ke segala arah di seluruh fluida, yaitu, tekanan di seluruh fluida adalah konstan. [3].
Contoh prinsip Pascal dapat dilihat pada Gambar 3. Lubang dibuat dalam wadah dan ditutup dengan gabus, kemudian diisi dengan air (cairan) dan ditutup. Ketika sebuah gaya diterapkan pada tutup wadah, tekanan disajikan dalam air yang sama ke segala arah, menyebabkan semua gabus yang ada di lubang keluar.
Salah satu eksperimennya yang paling terkenal adalah jarum suntik Pascal. Jarum suntik diisi dengan cairan dan dihubungkan ke beberapa tabung, ketika tekanan diberikan pada pendorong jarum suntik, cairan naik ke ketinggian yang sama di masing-masing tabung. Dengan demikian ditemukan bahwa peningkatan tekanan cairan yang diam ditransmisikan secara seragam ke seluruh volume dan ke segala arah. [4].
PENERAPAN PRINSIP PASCAL
Aplikasi dari prinsip pascal Mereka dapat dilihat dalam kehidupan sehari-hari di berbagai peralatan hidrolik seperti penekan hidrolik, kerekan, rem dan dongkrak.
tekan hidrolik
Pers hidrolik itu adalah perangkat yang memungkinkan untuk memperkuat kekuatan. Prinsip operasi, berdasarkan prinsip Pascal, digunakan dalam menekan, elevator, rem, dan dalam berbagai perangkat hidrolik.
Ini terdiri dari dua silinder, dari area yang berbeda, diisi dengan minyak (atau cairan lainnya) dan dikomunikasikan satu sama lain. Ada juga dua buah plunger atau piston yang masuk ke dalam silinder, sehingga bersentuhan dengan fluida. [5].
Contoh mesin press hidrolik ditunjukkan pada gambar 4. Ketika gaya F1 diterapkan pada piston dengan area yang lebih kecil A1, tekanan dibuat dalam cairan yang langsung ditransmisikan di dalam silinder. Pada piston dengan luas A2 yang lebih besar, gaya F2 dialami, jauh lebih besar daripada yang diberikan, yang bergantung pada perbandingan luas A2 / A1.
Latihan 1. Untuk mengangkat mobil, Anda ingin membuat dongkrak hidrolik. Hubungan apa yang harus dimiliki oleh diameter piston ram hidrolik sehingga dengan menerapkan gaya 100 N dapat mengangkat mobil 2500 kg pada piston yang lebih besar? Lihat gambar 5.
Larutan
Dalam dongkrak hidrolik, prinsip Pascal terpenuhi, di mana tekanan oli di dalam dongkrak hidrolik adalah sama, tetapi gaya "dikalikan" ketika piston memiliki area yang berbeda. Untuk menentukan rasio luas piston dongkrak hidrolik:
- Diketahui massa mobil 2.500 kg, yang ingin Anda angkat, tentukan berat mobil menggunakan hukum kedua Newton. [6]
Kami mengundang Anda untuk melihat artikel tersebut Hukum Newton "mudah dimengerti"
- Prinsip Pascal diterapkan, menyamakan tekanan dalam piston.
- Hubungan area plunger dibersihkan dan nilainya diganti. Lihat gambar 6.
Area piston harus memiliki rasio 24,52, misalnya jika Anda memiliki piston kecil dengan jari-jari 3 cm (area A1= 28,27 cm2), plunger besar harus memiliki radius 14,8 cm (luas A2= 693,18 cm2).
Lift hidrolik
Lift hidrolik adalah alat mekanis yang digunakan untuk mengangkat benda berat. Lift hidrolik digunakan di banyak toko mobil untuk melakukan perbaikan di bawah kendaraan.
Pengoperasian lift hidrolik didasarkan pada prinsip Pascal. Lift umumnya menggunakan oli untuk mengirimkan tekanan ke piston. Motor listrik mengaktifkan pompa hidrolik yang memberikan tekanan pada piston dengan luas terkecil. Pada piston dengan luas terbesar, gaya “dikalikan”, mampu mengangkat kendaraan yang akan diperbaiki. Lihat gambar 7.
Latihan 2. Carilah beban maksimum yang dapat diangkat dengan lift hidrolik yang luas piston terkecil adalah 28 cm2, dan piston terbesar adalah 1520 cm2, ketika gaya maksimum yang dapat diterapkan adalah 500 N. Lihat Angka 8.
solusi:
Karena prinsip Pascal terpenuhi dalam pengangkat hidrolik, tekanan pada piston akan sama, sehingga mengetahui gaya maksimum yang dapat diterapkan pada piston yang lebih kecil, gaya maksimum yang akan diberikan pada piston besar dihitung ( F2), sebagai ditunjukkan pada gambar 9.
Mengetahui berat maksimum (F2) yang dapat diangkat, massa ditentukan dengan menggunakan hukum II Newton [6], sehingga kendaraan dengan berat hingga 2766,85 kg dapat diangkat. Lihat gambar 10. Berdasarkan tabel pada gambar 8, dari rata-rata massa kendaraan, hanya mobil kompak dengan massa rata-rata 2.500 kg yang dapat diangkat dengan lift.
Rem hidrolik
Rem digunakan pada kendaraan untuk memperlambat atau menghentikannya sepenuhnya. Secara umum, rem hidrolik memiliki mekanisme seperti yang ditunjukkan pada gambar. Menekan pedal rem menerapkan gaya yang ditransmisikan ke piston area kecil. Gaya yang diterapkan menciptakan tekanan di dalam minyak rem. [7].
Dalam cairan tekanan ditransmisikan ke segala arah, hingga piston kedua di mana gaya diperkuat. Piston bekerja pada cakram atau tromol untuk mengerem ban kendaraan.
KESIMPULAN
prinsip pascal menyatakan bahwa, untuk fluida tak termampatkan dalam keadaan diam, tekanannya konstan di seluruh fluida. Tekanan yang diberikan di mana saja dalam cairan tertutup ditransmisikan secara merata ke segala arah dan arah.
Di antara aplikasi dari prinsip pascal Ada banyak peralatan hidrolik seperti penekan, elevator, rem dan dongkrak, perangkat yang memungkinkan untuk memperkuat gaya, sesuai dengan hubungan area di pendorong perangkat.
Jangan berhenti mengulas di situs web kami hukum newton, Prinsip termodinamika, The Prinsip Bernoulli antara lain sangat menarik.