Contoh soal hukum Pascal

9 Contoh soal hukum Pascal

1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan adalah 5 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ?
Pembahasan :
Diketahui :
A1 = 0,04 m2
A2 = 0,10 m2
F1 = 5 N
Ditanya : F2 ?
Jawab :

F1/A1 = F2/A2
5/0,04 = F2/0,10
125 = F2/0,10

F2 = (125)(0,10) = 12,5 N

2. Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2000 kg ?
Pembahasan :
Diketahui :
r1 = 2 cm = 0,02 m
r2 = 25 cm = 0,25 m
A1 = (3,14)(0,02)2 = 0,001256 m2
A2 = (3,14)(0,25)2 = 0,19625 m2
F2 = w = m g = (2000)(9,8 m/s2) = 19600 N
Ditanya : F1 ?
Jawab :
F1/A1 = F2/A2
F1/0,001256 = 19600/0,19625
F1/0,001256 = 99.872,6

F1 = 125,44 N

3. Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 10 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 20 cm ?
Pembahasan :
Diketahui :
1 atm = 1,013 x 105 N/m2
p ukur = 10 atm = (10)(1,013 x 105 N/m2) = 10,13 x 105 N/m2
F1 = 10,13 x 105 N/m2
A1 = 1 m2
A2 = (3,14)(0,10 m)2 = 0,0314 m2
Ditanya : F2 ?
Jawab :
p = F/A atau F1/A1 = F2/A2
1013000/1 = F2/0,0314
1.013.000 = F2/0,0314

F2 = 31.808 N

Massa maksimum :
w = m g
31.808 = m (9,8)
m = 3.245,7 kg

4. Perhatikan gambar berikut!

Luas penampang A1 = 10 cm2

Luas penampang A2 = 100 cm2

Gaya (F1) yang harus diberikan untuk menahan F2 = 100 N agar sistem seimbang adalah …

A. 1.000 NewtonPembahasan soal hukum Pascal 1

B. 100 Newton

C. 10 Newton

D. 1 Newton

Pembahasan

Diketahui :

Luas penampang 1 (A1) = 10 cm2

Luas penampang 2 (A2) = 100 cm2

Gaya 2 (F2) = 100 Newton

Ditanya : Gaya 1 (F1)

Jawab :

Alat pada gambar di atas adalah dongkrak hidrolik. Cara kerja dongkrak hidrolik didasarkan pada hukum Pascal. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada suatu zat cair diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah, di mana semua bagian zat cair itu mengalami tekanan yang sama besar.

Rumus tekanan :

P = F / A

Keterangan rumus : P = tekanan, F = gaya, A = luas permukaan.

Tekanan yang dialami zat cair pada tabung kecil (P1) = F1 / A1.
Tekanan yang dialami zat cair pada tabung besar (P
2) = F2 / A2

Tekanan zat cair dalam tabung kecil (P1) sama dengan tekanan zat cair dalam tabung besar (P2).
P
1 = P2
F
1 / A= F/ A2

F1 / 10 cm2  = 100 N / 100 cm2

F1 / 10 = 1 N

F1 = (10)(1 N)

F1 = 10 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

5. Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika luas penampang A1 = 0,001 m2 dan A2 = 0,1 m2 , maka besar gaya tekanan di A2 adalah …

A. 100 NPembahasan soal hukum Pascal 2

B. 1.000 N

C. 10.000 N

D. 100.000 N

Pembahasan

Diketahui :

Luas penampang 1 (A1) = 0,001 m2

Luas penampang 2 (A2) = 0,1 m2

Gaya pada luas penampang 1 (F1) = 100 Newton

Ditanya : Gaya pada luas penampang 2 (F2)

Jawab :

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada suatu zat cair diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah, di mana semua bagian zat cair itu mengalami tekanan yang sama besar.

P1 = P2
F
1 / A= F/ A2

100 N / 0,001 m2 = F2 / 0,1 m2

100 N / 0,001 = F2 / 0,1

100.000 N = F2 / 0,1

F2 = (0,1)(100.000 N)

F2 = 10.000 N

Jawaban yang benar adalah C.

6. Perhatikan gambar!

Sebuah mobil seberat 16.000 N, ditempatkan pada piston B seperti gambar. Agar mobil tersebut dapat terangkat, maka diperlukan gaya F sebesar….

A. 50 NPembahasan soal hukum Pascal 3

B. 80 N

C. 200 N

D. 400 N

Pembahasan

Nyatakan semua satuan ke satuan internasional

Diketahui :

Berat mobil (w) = 16.000 N

Luas permukaan B (AB) = 4000 cm2 = 4000 / 10.000 m2 = 4 / 10 m2 = 0,4 m2

Luas permukaan A (AA) = 50 cm2 = 50 / 10.000 m2 = 0,005 m2

Ditanya : Gaya F

Jawab :

Gaya F dihitung menggunakan rumus hukum Pascal.

F / AA = w / AB

F / 0,005 m2 = 16.000 N / 0,4 m2

F / 0,005 = 16.000 N / 0,4

F / 0,005 = 40.000 N

F = (40.000 N)(0,005)

F = 200 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

7. Perhatikan gambar alat hidrolik berbentuk U berikut ini!
Pembahasan soal ujian nasional IPA fisika SMP MTs tahun 2014 – 7a - Hukum PascalBerat balok X pada tabung kecil agar alat hidrolik tetap seimbang adalah….

A. 5 N
B. 25 N
C. 10.000 N
D. 25.000 N

Pembahasan

Diketahui :
Luas permukaan tabung kecil (A1) = 5 cm2
Luas permukaan tabung besar (A2) = 100 cm2
Gaya berat balok pada tabung besar (F2) = 500 Newton
Ditanya : Gaya berat balok pada tabung kecil (F1)
Jawab :

Alat pada gambar di atas adalah dongkrak hidrolik. Cara kerja dongkrak hidrolik didasarkan pada hukum Pascal. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada suatu zat cair diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah, di mana semua bagian zat cair itu mengalami tekanan yang sama besar.

Ketika permukaan tabung kecil ditekan ke bawah, zat cair yang berada dalam tabung kecil juga ditekan. Tekanan yang dialami oleh zat cair pada tabung kecil diteruskan ke zat cair yang berada di tabung besar. Zat cair dalam tabung besar mendapatkan tekanan yang sama seperti yang dialami zat cair pada tabung kecil. Demikian juga sebaliknya, tekanan yang dialami oleh zat cair pada tabung besar diteruskan ke zat cair pada tabung kecil. Zat cair dalam tabung kecil mendapatkan tekanan yang sama seperti yang dialami oleh zat cair pada tabung besar.

Rumus tekanan :
P = F / A
Keterangan rumus : P = tekanan, F = gaya, A = luas permukaan.

Tekanan yang dialami zat cair pada tabung kecil (P1) = F1 / A1.
Tekanan yang dialami zat cair pada tabung besar (P2) = F2 / A2

Tekanan zat cair dalam tabung kecil (P1) sama dengan tekanan zat cair dalam tabung besar P2).
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / 5 cm2 = 500 N / 100 cm2
F1 / 5 = 500 N / 100
F1 / 5 = 5 N
F1 = (5)(5) N
F1 = 25 N
Jawaban yang benar adalah B.

8.
Pembahasan soal ujian nasional IPA fisika SMP MTs tahun 2014 – 7b - Hukum PascalPerhatikan skema pipa Pascal berikut!

Jika gaya tekan F1 = 300 N. Besar gaya F2 agar terjadi keseimbangan adalah….
A. 72 N
B. 1250 N
C. 1500 N
D. 3600 N
Pembahasan
Diketahui :
Luas permukaan tabung kecil (A1) = 12 cm2
Luas permukaan tabung besar (A2) = 50 cm2
Besar gaya tekan pada tabung kecil (F1) = 300 Newton
Ditanya : Besar gaya tekan pada tabung besar (F2)

Jawab :

Tekanan zat cair dalam tabung kecil (P1) sama dengan tekanan zat cair dalam tabung besar (P2).
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
300 N / 12 cm2 = F2 / 50 cm2
300 N / 12 = F2 / 50
25 N = F2 / 50
F2 = (50)(25) N
F2 = 1250 N
Jawaban yang benar adalah B.

9.
Pembahasan soal ujian nasional IPA fisika SMP MTs tahun 2014 – 7c - Hukum PascalPerhatikan gambar alat Pascal berikut ini!

Besarnya gaya (F) yang harus diberikan agar posisi alat tersebut seimbang adalah….
A. 100 Newton
B. 250 Newton
C. 600 Newton
D. 4800 Newton
Pembahasan
Diketahui :
Luas permukaan tabung kecil (A1) = 4 cm2
Luas permukaan tabung besar (A2) = 16 cm2
Besar gaya berat pada tabung besar (F2) = 1000 Newton
Ditanya : Besar gaya pada tabung kecil (F1)
Jawab :
Tekanan zat cair dalam tabung kecil (P1) sama dengan tekanan zat cair dalam tabung besar (P2).
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / 4 cm2 = 1000 N / 16 cm2
F1 / 4 = 1000 N / 16
F1 / 1 = 1000 N / 4
F1 = 1000 N / 4
F1 = 250 N
Jawaban yang benar adalah B.

Sumber soal:

Soal UN IPA SMP/MTs

Soal hukum Pascal

1. Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,03 m2 dan 0,12 m2. Jika gaya masukan adalah 6 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ?
(24 N)
2. Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 1,5 cm dan jari-jari penampang besar adalah 20 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2200 kg ?
(121,3 N)

3. Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 14 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 30 cm ?
(10.224 kg)

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.