ANALISis Dongkrak Hidrolik

Pernahkah kalian memperhatikan orang yang mengganti ban mobil yang bocor dengan ban yang baru? Orang tersebut cukup menggunakan dongkrak hidrolik untuk mengangkat badan mobil . Kok bisa ya alat sekecil itu mengangkat beban mobil yang sangat berat. Coba bayangkan jika mobil itu diangkat menggunakan tenaga manusia! Pasti butuh tenaga lebih dari tiga orang untuk mengangkatnya.

Ternyata pompa hidrolik tersebut bekerjanya menggunakan prinsip hukum pascal. Lebih jelasnya perhatikan ilustrasi percobaan berikut ini.

Pada gambar di samping terlihat rancangan alat sederhana berupa siring (alat suntik) dengan diameter berbeda yang dihubungkan dengan selang plastik yang didalamnya telah diisi dengan air berwarna. Apa yang terjadi jika penghisap pada siring kecil kita tekan? Ternyata jika penghisap kecil kita tekan, maka air akan mendorong penghisap siring besar naik ke atas. Bagaimana jika pada bagian atas penghisap siring besar kita letakkan sebuah beban yang cukup berat dan kita lakukan hal yang sama yaitu menekan penghisap kecil ke bawah. Ternyata hasilnya pun sama, yaitu air mendorong penghisap siring besar ke atas sehingga beban yang diletakkan di atasnya terangkat ke atas. Kenapa demikian?

Mari kita telusuri kenapa gaya yang kecil dapat mengangkat gaya berat beban yang lebih besar? Hukum Pascal menyatakan “tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar(sama rata)”

Untuk lebih jelasnya perhatikan ilustrasi gambar berikut!

Ketika penghisap kecil kita dorong maka penghisap tersebut diberikan gaya sebesar F₁ terhadap luas bidang A₁, akibatnya timbul tekanan sebesar P₁. Menurut Pascal, tekanan ini akan diteruskan ke penghisap besar dengan sama besar. Dengan demikian pada penghisap besar akan terjadi tekanan yang besarnya sama dengan P₁. Tekanan ini menimbulkan gaya pada luas bidang tekan penghisap kedua (A₂) sebesar F₂ sehingga dapat dituliskan persamaan sebagai berikut :

P₁ = P₂

Keterangan :

F₁ = besar gaya penghisap 1 (N)

F₂ = besar gaya penghisap 2 (N)

A₁ = Luas penampang penghisap 1 (m²)

A₂ = Luas penampang penghisap 2 (m²)

Keadaan tersebut menunjukkan bahwa apabila gaya F₁ yang kecil akan menimbulkan gaya F₂ yang besar.

Prinsip inilah yang mendasari cara kerja dongkrak hidrolik.

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal berikut!

Contoh soal :

Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil A1 = 25 cm², sedangkan luas penampang besar A₂ = 100 cm². Jika penghisap kecil ditekan dengan gaya sebesar 100 N, hitung besar gaya angkat tabung besar.

Penyelesaian :

Diketahui :

A1 = 25 cm²

A2 = 100 cm²

F1 = 100 N

Ditanya : gaya angkat penghisap besar (F2 )

Jawab :

F2 = 400 N

Jadi gaya angkat pada penghisap besar sebesar 400 N.

Nah, berdasarkan hasil penyelesaian soal tersebut terlihat bahwa dengan gaya tekan sebesar 100 N pada penghisap kecil dapat menghasilkan gaya tekan yang besar (400N) pada penghisap besar. Sudah tahu kan kenapa dongkrak hidrolik yang kecil dapat mengangkat beban yang berat??

Prinsip-prinsip hukum Pascal selain diterapkan dalam dongkrak hidrolik dapat pula diterapkan pada alat-alat seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dan dump truk hidrolik.

Semoga bermanfaat.

http://sukasains.wordpress.com

Posted in: