PENERAPAN HUKUM PASCAL

Peralatan-peralatan yang menggunakan prinsip kerja Hukum Pascal antara lain dijelaskan sebagai berikut:

a.    Dongkrak Hidrolik

Pernahkah kamu melihat orang mengganti ban mobil? Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya badan mobil tidak miring. Untuk melakukan itu, digunakan dongkrak hidrolik.

 

Gambar di atas memperlihatkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri atas:

1.            dua bejana yang berhubungan terbuat dari bahan yang kuat (besi)

2.            penghisap kecil dan penghisap besar

3.            minyak pengisi bejana

Adapun cara kerja dongkrak hidrolik tersebut adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gaya F1 diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecil A1, tekanan ini akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besar A2.

b.    Rem Hidrolik

Tak terbayangkan jika sistem rem pada mobil tidak menggunakan Hukum Pascal. Pengendara mobil akan memerlukan tenaga besar untuk menghentikan laju mobilnya. Akan tetapi, dengan menerapkan Hukum Pascal pada sistem rem mobil, pengemudi hanya perlu memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraannya. Gaya ini berupa injakan kaki pada pedal rem. Untuk mengetahui cara kerja rem hidrolik silahkan baca “cara kerja mensin hidrolik”

c.    Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Secara umum, cara kerja mesin hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik.

d.    Pompa Sepeda

Pernahkah kamu memompa ban sepeda? Apakah kamu mengeluarkan banyak tenaga untuk melakukannya? Jika kamu merasa kelelahan, dapat dipastikan bahwa kamu menggunakan pompa yang tidak memanfaatkan sistem Pascal.

Ada dua jenis pompa sepeda, yaitu pompa biasa dan pompa hidrolik. Kamu akan lebih mudah memompa ban sepedamu menggunakan pompa hidrolik karena sedikit mengeluarkan tenaga.

e.    Mesin Pengepres Kapas (Kempa)

Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan 

TEKANAN

Berikut ini diberikan contoh lain penerapan konsep tekanan:

A.    Kapak

Mata kapak dibuat tajam untuk memperbesar tekanan sehingga memudahkan tukang kayu dalam memotong atau membelah kayu. Orang yang memotong kayu dengan kapak yang tajam akan lebih sedikit mengeluarkan tenaganya daripada jika ia menggunakan kapak yang tumpul dengan gaya yang sama. Jadi, kapak yang baik adalah kapak yang mempunyai luas permukaan bidang yang kecil. Dalam bahasa sehari-hari luas permukaan kapak yang kecil disebut tajam.

B.    Sirip Ikan

Sirip ikan yang lebar memungkinkan ikan bergerak dalam air karena memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip ini memberikan tekanan yang besar ke air ketika sirip tersebut digerakkan. Akibatnya, ikan memperoleh gaya dorong air sebagai reaksinya.

C.    Sepatu Salju

Orang-orang yang hidup di daerah bersalju secara langsung atau tidak telah memanfaatkan konsep tekanan. Mereka membuat sepatu salju yang luas alasnya besar sehingga mampu memperkecil tekanan berat tubuhnya pada salju. Hal ini mempermudah mereka berjalan di atas salju.

Hukum Archimedes pada Melayang, dan Tenggelam Mengapung

A.    Mengapung

Jika sebuah batang kayu dijatuhkan ke dalam air, apa yang terjadi? Mula-mula kayu tersebut akan masuk seluruhnya ke dalam air, selanjutnya kayu tersebut akan muncul ke permukaan air dan hanya sebagian kayu yang masuk ke dalam air. Dalam keadaan demikian, gaya ke atas pada kayu lebih besar dengan berat kayu (Fa > w).

B.    Melayang

Masukkan sebutir telur ke dalam wadah berisi air, apa yang terjadi? Telur tersebut akan tenggelam. Kemudian, larutkan garam dapur ke dalam air. Setelah air tenang, perlahan-lahan telur tersebut naik dan akhirnya melayang. Mengapa terjadi demikian? Ketika telur tenggelam, gaya apung tidak cukup kuat menahan telur untuk mengapung atau melayang. Setelah ditambahkan garam dapur, massa jenis air menjadi sama dengan massa jenis telur. Oleh karena itu, telur melayang. Gaya apung telur sama dengan beratnya (Fa = w).

C.    Tenggelam

Kamu pasti dapat menyebutkan contoh benda-benda yang tenggelam dalam air. Misalnya, uang logam akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air. Pada logam, sebenarnya terdapat sebuah gaya apung, tetapi gaya ini tidak cukup kuat untuk menahan uang logam melayang atau mengapung. Jadi dalam keadaan tenggelam, gaya apung yang bekerja pada suatu benda lebih kecil daripada berat benda (Fa < w).

Aplikasi Bejana Berhubungan Dalam Kehidupan Sehari-Hari

a.     Tukang Bangunan

Tukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar.

Tukang bangunan menggunakan slang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.

b.     Teko Air

Perhatikan teko air di rumahmu. Teko tersebut merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air.

c.     Tempat Penampungan Air

Biasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.

Penerapan Konsep Tekanan Udara dalam Kehidupan Sehari-hari

Seperti pada tekanan zat padat dan zat cair, berikut diberikan beberapa contoh kejadian yang berkaitan dengan tekanan udara (gas).

a.     Angin

Angin adalah udara yang bergerak dari suatu tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang tekanannya lebih rendah. Jika suatu daerah mempunyai tekanan udara yang sangat rendah, udara di sekelilingnya akan mengitari daerah tersebut sehingga membentuk pusaran angin. Kekuatan angin ini bisa sangat besar dan menerbangkan benda-benda yang dilaluinya. Bentuk angin seperti ini disebut angin siklon. Angin ini bersifat merusak jika tempat terjadinya pusaran dekat dengan tempat tinggal penduduk.

Angin biasanya dimanfaatkan oleh para nelayan yang melaut. Mereka memanfaatkan angin darat dan angin laut. Apa itu angin darat dan angin laut?

b.     Prakiraan Cuaca

Bagaimana para ahli meteorologi dapat memperkirakan cuaca? Para ahli meteorologi mencatat perubahan tekanan udara di suatu tempat, kemudian data hasil pengamatan tersebut dianalisis dan diinterpretasi. Misalkan, jika pada suatu tempat tekanan udara rendah, udara dari tempat yang bertekanan lebih tinggi akan bergerak ke daerah tersebut.

Angin tersebut membawa uap air. Karena tekanan udaranya rendah, uap air tersebut akan jatuh ke Bumi dalam bentuk hujan. Begitu pun sebaliknya, di suatu daerah cuacanya akan cerah jika tekanan di daerah tersebut tinggi yang berarti udara dari tempat tersebut akan bergerak ke daerah lain yang tekanan udaranya lebih rendah. Alat untuk mencatat perubahan tekanan udara secara terus menerus disebut barograf.

Hukum Boyle Secara Sederhana

Misalkan kamu menempatkan gas dalam wadah tertutup yang dapat diubah volumenya, seperti pompa sepeda. Kamu dapat memperkecil atau memperbesar wadah itu tanpa mengubah banyaknya gas di dalamnya. Seperti pada saat memompa ban sepedamu, apa yang kamu rasakan ketika volume gas itu diperkecil?

Tekanan suatu gas bergantung seberapa sering partikel-partikel gas tersebut menumbuk dinding wadah tersebut. Jika kamu menekan gas ke suatu ruang yang lebih kecil, partikel-partikelnya akan lebih sering menumbuk dinding ruang tersebut. Akibatnya tekanan gas itu bertambah.

 Hal sebaliknya akan terjadi. Jika kamu memberikan ruang yang lebih besar, partikel-partikel gas tersebut menjadi lebih jarang menumbuk dinding dan tekanan gas tersebut mengecil. Robert Boyle (1627-1691), seorang ilmuwan Inggris, menjelaskan sifat-sifat gas tersebut.

Menurut hukum Boyle, jika kamu memperkecil volume suatu wadah gas, tekanan gas tersebut membesar, asalkan suhu gas tersebut tetap. Memperbesar volume wadah tersebut menyebabkan tekanan gas tersebut turun. Penting untuk dicatat bahwa hukum ini berlaku asal suhu gas tersebut tetap.

BESARAN DAN SATUAN

Penerapan besaran dan satuan dalam kehidupan :

A. Dalam Bidang Ekonomi
            Dalam bidang Ekonomi Pengukuran merupakan hal penting dan pertama sebelum menentukan harga.  Langkah-langkah yang digunakan dalam ilmu ekonomi adalah tindakan fisik, harganominal dan harga tetap (fixed price). Langkah-langkah tersebut berbeda satu sama lain. Variabel yang diukur dalam ilmu ekonomi adalah kuantitas, kualitas dandistribusi.

Dalam Tindakan Fisika, variabel yang diukur adalah quantitas, dari jumlah barang, kapasitas, berat barang, dan lain-lain atau juga dapat mengukur kuantitas variabeldengan kualitas yang tidak berubah. Variabel yang tidak termasuk dalam tindakan fisika ini adalah variabel qulitas dan distribusi. 

Dalam Tindakan Harga tetap variabel yang dihitung adalah quantitas dan qualitas dan variabel yang tidak termasuk adalah distribusi. Sedangkan di tindakan Harga tetap, kita menghitung semua variabel, dari quantitas, qualitas dan distribusi.

Menurut sebuah artikel baru-baru di Dunia Fisika. Banyak prinsip ekonomi, sepertikemampuan pasar bebas dari regulasi untuk memperbaiki diri secara bertahap, telahditanyakan ada apa dengan keruntuhan ekonomi baru-baru ini. 

Ini memberikankesempatan bagi beberapa fisikawan untuk membawa dan mengajukan ide penerapanprinsip-prinsip analisis fisika dengan bidang ekonomi - bidang studi econophysicsdisebut, berdasarkan berat pada ide-ide dari fisika statistik dalam upaya untukmelakukan analisis ekonomi yang lebih tepat dan tidak bergantung pada pendapatindividu dan bias pribadi.

> Dalam Bidang Biologi

Dalam biologi pengkururan berperan sebagai pengukur makhluk hidup dan kaitannya dengan itu dala suaru penelitian. Contohnya adalah mengukur panjang suatu makhluk bersel tunggal dengan mikroskop.

Kaitan Biologi dengan pengukuran sangat erat dengan ilmu Biometrik. Pengukuran digunakan dalam penelitian dimana pengumpulan data, alanisis data, penafsiran, kesimpulan dan lain-lain pasti menggunakan pengukuran.

>Dalam bidang Psikologi

Dalam  bidang Psikologi pengukuran adalaha hal yang sangat penting untuk mengukur keadaan jiwa seseorang. Meskipun pengukuran fisika hanya sekedar pengukuran berat badan, tinggi badan, suhu tubuh yang dihubungkan dengan kondisi jiwa seseorang.

Karena itu, dalam Psikologi tidak ada pendekatan tunggal dalam pengukuran, semua bersifat relatif. Pengukuran dalam Psikologi umumnya didasarkan pada sample perilaku yang jumlahnya terbatas dan pasti ada kesalahan. Sehingga, hasilnya tidak dapat didefisnisikan dengan baik.

Dimensi

Dimensi besaran diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa (mass), panjang (length) dan waktu (time). Ada dua macam dimensi yaituDimensi Primer dan Dimensi Sekunder. Dimensi Primer meliputi M (untuk satuan massa), L (untuk satuan panjang) dan T (untuk satuan waktu).Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua Besaran Turunan yang dinyatakan dalam Dimensi Primer.

Contoh: Dimensi Gaya : M L T^-2 atau dimensi Percepatan : L T^-2

Catatan :Semua besaran dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran pokok (Dimensi Primer) yaitu panjang, massa dan waktu. Sebagaimana terdapat Satuan Besaran Turunan yang diturunkan dari Satuan Besaran Pokok, demikian juga terdapat Dimensi Primer dan Dimensi Sekunderyang diturunkan dari Dimensi Primer.

Kegunaan Dimensi :

1. Membuktikan dua besaran fisis setara atau tidak.

2. Menentukan persamaan yang pasti salah atau benar

3. Menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika kesebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran-besaran fisis lainnya diketahui

>Dimensi dalam Mekanik

            Dalam mekanika, dimensi dari setiap besaran fisik dapat dinyatakan dalam bentukdimensi fundamental (atau tempat dimensi) M, L, dan T - ini membentuk sebuahruang vektor 3-dimensi. Ini bukan hanya pilihan yang memungkinkan saja, tetapiyang paling umum digunakan. 

Misalnya, seseorang memilih gaya, panjang dan massa sebagai dimensi dasar dengan F dimensi yangterkait, L, M, ini sesuai dengan basis yangberbeda, dan satu dapat mengkonversi antara representasi olehperubahan basis . Pemilihan basis set dimensi, dengan demikian, sebagiankonvensi, sehingga utilitas meningkat dan keakraban. Namun demikian, penting untuk dicatat bahwa pilihan dari himpunan dimensi tidak dapat dipilih secara sewenang-wenang.

>Dimensi dalam Kimia
Dalamkimia jumlah zat (terkait dengan jumlah molekul atau atom) sering melibatkandimensi untuk digunakan juga. Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang = jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12. Sehingga dalam mol juga terdapat dimensi karena menggabungkan antara massa dan jumlah partikel zat.

>>Angka Penting

Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan.

Angka penting adalah aturan dasar dalam pengukuran dan dapat digunakan di segala bidang ilmu. Jadi, tidak ada perincian kegunaan angka penting dalam bidang ilmu tertentu.

>>Vektor

Vektor dalam matematika dan fisika adalah obyek geometri yang memiliki besaran dan arah. Vektor jika digambar dilambangkan dengan tanda panah (→). Besar vektor proporsional dengan panjang panah dan arahnya bertepatan dengan arah panah. Vektor dapat melambangkan perpindahan dari titik A ke B. 

>>Vektor dalam Geometri

Dalam geometri, sebuah sistem koordinat adalah suatu sistem yang menggunakansatu atau lebih angka, atau koordinat, untuk menentukan posisi titik atau elemengeometris. Urutan koordinat  sangat signifikan dan mereka kadang-kadangdiidentifikasi oleh posisi mereka dalam suatu tuple, seperti dalam 'x koordinat'.

Dalam matematika dasar koordinat yang dianggap bilangan real, tetapi dalam aplikasi yang lebih maju koordinat dapat diambil untuk bilangan kompleks atauunsur-unsur dari sistem yang lebih abstrak seperti ring komutatif. 

Penggunaansistemkoordinat memungkinkan masalah dalam geometri untuk diterjemahkan ke dalam masalah tentang angka dan sebaliknya, ini adalah dasar dari geometrianalitik.

>>Vektor dalam Topologi

Topologi (dari bahasa Yunani τόπος, "tempat", dan λόγος, "ilmu") merupakan cabang matematika yang bersangkutan dengan tata ruang yang tidak berubah dalam deformasi dwikontinu (yaitu ruang yang dapat ditekuk, dilipat, disusut, direntangkan, dan dipilin tetapi tidak diperkenankan untuk dipotong, dirobek, ditusuk atau dilekatkan).

Dalam penerapannya pada fisika, ruang vektor topologi(juga disebut ruang topologi linier) merupakan salah satu struktur dasar diselidikidalam analisis fungsional. Seperti namanya ruang memadukan struktur topologi(struktur yang seragam dan harus tepat) dengan konsep aljabar dari ruang vektor.

>>Unsur-unsur ruang vektor topologi biasanya fungsi atau operator linear yang bekerja pada ruang vektor topologi, dan topologi sering didefinisikan sehinggauntuk menangkap gagasan tertentu konvergensi urutan fungsi.

>>Vektor dalam Disain Grafis

Grafis vektor adalah penggunaan geometri seperti titik, garis, kurva, dan bentukatau poligon , yang semuanya berdasarkan persamaan matematika, untuk mewakiligambar dalam komputer grafis. Hubungannya dengan vektor fisika adalah, vektor dalam disain grafis adalah penerapan dari konsep koordinat yang terkomputerisasi, untuk menciptakan bentuk-bentuk 2D yang mampu diperbesar tanpa merusak resolusi gambar (ambigu: vektor dalam disain). Contoh software yang menggunakan vektor adalah CorelDRAW dan Adobe Illustrator.

>>Vektor dalam Disain Arsitek 3D

Dalam software komputer seperti AutoCAD, Google SketchUp dll, terdapat penghitungan vektor yang terkomputerisasi. Program tersebut berfungsi sebagai penggambar rancangan bangunan 3D sebelum membangun bangunan sebenarnya. Dalam progeam tersebut terdapat tiga sumbu, sumbu X, sumbu Y dan sumbu Tegak (3 dimensional)

>>Vektor dalam Navigasi

Dalam Navigasi, vektor berpengaruh besar terhadap keberadaan suatu lokasi ditinjau dari tempat yang bergerak (kendaraan atau lainnya). Teknologi ini disebut Global Positioning System atau GPS. Dimana sistem ini memberitahukan lokasi di permukaan bumi walaupun tempatnya bergerak. Sehingga, suatu kendaraan dapat tahu keberadaannya dan dimana lokasi tujuannya. Karena itu vektor sangat berperan penting dalam Navigasi.

GLB & GLBB

Gerak  Lurus Beraturan (GLB) merupakan gerak yang memiliki kecepatan yang konstan. Misalnya ketika dirimu mengendarai sepeda motor atau mobil, laju mobil pasti selalu berubah-ubah. Ketika ada kendaraan di depan, pasti kecepatan kendaraan akan segera dikurangi. Hal ini agar kita tidak tabrakan dengan pengendara lain, terutama jika kondisi jalan yang ramai. Lain lagi jika kondisi jalan yang tikungan dan rusak.

C ontoh pertama : kendaraan yang melewati jalan tol. Walaupun terdapat tikungan pada jalan tol, kendaraan beroda bisa melakukan GLB pada jalan tol hal ini jika lintasan tol lurus. Kendaraan yang bergerak pada jalan tol juga kadang mempunyai kecepatan yang tetap.

Contoh kedua :gerakan kereta api atau kereta listrik di atas rel. Lintasan rel kereta kadang lurus, walaupun jaraknya hanya beberapa kilometer. Kereta api melakukan GLB ketika bergerak di atas lintasan rel yang lurus tersebut dengan laju tetap.

Contoh ketiga : kapal laut yang menyeberangi lautan atau samudera. Ketika melewati laut lepas, kapal laut biasanya bergerak pada lintasan yang lurus dengan kecepatan tetap. Ketika hendak tiba di pelabuhan tujuan, biasanya kapal baru mengubah haluan dan mengurangi kecepatannya.

Contoh keempat : gerakan pesawat terbang. Pesawat terbang juga biasa melakukan GLB. Setelah lepas landas, pesawat terbang biasanya bergerak pada lintasan lurus dengan dengan laju tetap. Walaupun demikian, pesawat juga mengubah arah geraknya ketika hendak tiba di bandara tujuan.

Aplikasi GLBB dalam kehidupan sehari-hari

GLBB merupakan gerak lurus berubah beraturan. Berubah beraturan maksudnya kecepatan gerak benda bertambah secara teratur atau berkurang secara teratur. Perubahan kecepatan tersebut dinamakan percepatan.Pada kasus kendaraan beroda misalnya, ketika mulai bergerak dari keadaan diam, pengendara biasanya menekan pedal gas (mobil dkk) atau menarik pedal gas (motor dkk).

Pedal gas tersebut biasanya tidak ditekan atau ditarik dengan teratur sehingga walaupun kendaraan kelihatannya mulai bergerak dengan percepatan tertentu, besar percepatannya tidak tetap alias selalu berubah-ubah.

Contoh GLBB dalam kehidupan sehari-hari pada gerak horisontal alias mendatar nyaris tidak ada. Contoh GLBB yang selalu kita jumpai dalam kehidupan hanya gerak jatuh bebas. Pada gerak umit menemukan aplikasi GLBB dalam kehidupan sehari-hari.jatuh bebas, yang bekerja hanya percepatan gravitasi dan besar percepatan gravitasi bernilai tetap.

Tapi dengan penerapa ilmu fisika, GLBB dapat ditemukan dalam kegiatan kita sehari-hari. Contohnya buah mangga yang lezat atau buah kelapa yang jatuh dari pohonnya.Jika kita pernah jatuh dari atap rumah tanpa sadar kita juga melakukan GLBB.

Aplikasi gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari : 
            Gerak vertikal terdiri dari dua jenis, yakni gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah. Benda melakukan gerak vertikal ke atas atau ke bawah jika lintasan gerak benda lurus. Kalau lintasan miring, gerakan benda tersebut termasuk gerak parabola. Aplikasi gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari misalnya ketika kita melempar sesuatu tegak lurus ke bawah (permukaan tanah), ini termasuk gerak vertikal.

Aplikasi hukum Newton:
Hukum  1 newton :
sebuah benda mempertahankan kedudukannya
contoh : jika kita dalam sebuah mobil saat mobil itu tiba2 maju badan kita tba2 terdorong ke belakang
Hukum  2 newton : kita berada dalam lift
hukum 3 newton : ini merupakan gaya aksi = reaksi
contoh : saat kita menekan papan tulis (aksi) maka papan tulis memberikan reaksi , bila aksi lebih besar dari pada reaksi maka papan tulis akan rusak dan sebaliknya.