Apa itu Prinsip Pascal, dan bagaimana mendefinisikannya?

Evelyn Maitee Marina | Juli 2022
Insinyur Industri, MSc dalam Fisika, dan EdD

Prinsip Pascal dapat diverifikasi menggunakan cangkang bola yang dilengkapi dengan piston dan dilubangi di berbagai titik seperti yang ditunjukkan pada gambar. Jika bola diisi dengan cairan dan kemudian tekanan diberikan oleh pendorong, dapat dilihat bahwa cairan dikeluarkan pada tekanan yang sama dan kecepatan melalui semua lubang. Dapat dibuktikan bahwa tekanan keluar melalui lubang adalah sama jika tabung ditempatkan di setiap saluran keluar, dan cairan naik ke ketinggian yang sama di setiap tabung.

Dengan memberikan tekanan pada plunger, ketinggian cairan adalah sama di semua tabung dari port outlet.

Tentang Blaise Pascal, ia lahir pada 19 Juni 1623, di Clermont Ferrand, Prancis, dan kemudian menjadi salah satu ilmuwan, teolog dan filsuf yang paling menonjol dan diakui, terutama untuk beberapa kontribusi mereka, seperti piramida Pascal, unit tekanan dalam sistem internasional (Pascal: Pa), atau prinsip yang menyandang nama belakangnya "Pascal's Principle", dan bahkan sampai hari ini, adalah melamar rancangan menekan dan mekanisme hidrolik. Pascal dididik oleh ayahnya, yang memegang posisi penting di sektor publik. Sejak usia dini, Pascal meninggalkan kontribusi yang signifikan di berbagai bidang seperti Matematika, Statistik dan Mekanika Fluida. Kemudian, ia juga berkelana ke bidang Filsafat dan teologi.

tekan hidrolik

Salah satu aplikasi representatif dan terkini yang terkait langsung dengan prinsip Pascal dapat dilihat di berfungsi mesin press hidrolik, yang merupakan mesin sederhana yang terdiri dari dua bagian dari area yang berbeda yang dikenai tekanan oleh dua piston seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Skema dasar dari pers hidrolik

Mekanisme ini memiliki beberapa aplikasi industri, salah satunya adalah untuk mengangkat beban berat seperti kendaraan.

Tekanan didefinisikan sebagai:

\(P=\frac{F}{A}\)

Di mana:
F. besarnya kekuatan diterapkan pada setiap plunger
A: luas penampang setiap sisi pers
P: tekanan cairan hidrolik

Menurut prinsip Pascal, tekanan di dalam fluida adalah sama di semua titik, oleh karena itu:

\({{F}_{1}} {{A}_{2}}={{F}_{2}} {{A}_{1}}\)

Hubungan ini menyiratkan bahwa gaya total pada piston yang lebih besar ketika gaya yang lebih kecil diterapkan pada piston yang lebih kecil akan lebih besar semakin besar rasio antar bagian. Jadi, jika tiga dari empat parameter ekspresi, ruangan dapat diperoleh dengan sederhana yang jelas.

Contoh praktis

Berapakah gaya 1 (F₁) untuk menerapkan pada gambar yang ditunjukkan, untuk menghasilkan gaya 2 (F2) adalah 10.000 N?. Piston kecil 1 berjari-jari 20 cm dan piston besar berjari-jari 1 m.

Dari hubungan:

\({{F}_{1}} {{A}_{2}}={{F}_{2}} {{A}_{1}}\)

membersihkan F₁ dan ganti data pernyataan:

Seperti yang dapat dilihat, prinsip Pascal dapat diterapkan dalam mesin press hidrolik, karena ketika gaya F diberikan pada piston dengan bagian terkecil A1₁ tekanan yang berasal dari cairan yang bersentuhan dengannya ditransmisikan sepenuhnya dan hampir seketika ke sisa cairan. Dengan cara ini, mengetahui luas setiap bagian dan salah satu gaya, nilai gaya di ujung lainnya dapat diperoleh.

Contoh lain dari aplikasi Prinsip Pascal menjelaskan pengoperasian rem hidrolik, karena ketika menginjak perangkat ini, memberikan gaya pada pedal, yang pada gilirannya ditransmisikan ke piston bagian yang lebih kecil yang meluncur di dalam a piston. Gaya ini menghasilkan tekanan di dalam minyak rem.