Contoh hukum Pascal

9 Contoh Hukum Pascal

1. Luas keratan rentas setiap jek hidraulik ialah 0,04 m² dan 0,10 m²Jika daya input ialah 5 Newton, apakah daya output maksimum?
Perbincangan:
Adalah diketahui bahawa:
A₁ = 0,04 m²
A₂ = 0,10 m²
F₁ = 5N
Ditanya: F₂ ?
Jawapan:

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

F₂ = (125)(0,10) = 12,5 N

2. Jejari keratan rentas kecil sebuah jek hidraulik ialah 2 cm dan jejari keratan rentas besar ialah 25 cm. Berapakah daya yang dikenakan pada keratan rentas kecil itu untuk mengangkat sebuah kereta berjisim 2000 kg?
Perbincangan:
Adalah diketahui bahawa:
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 = mg = (2000)(9,8 m/s)²) = 19600 N
Ditanya: F₁ ?
Jawapan:
F₁/A₁ =F₂/A₂
F₁/0,001256 = 19600/0,19625
F₁/ 0,001256 = 99.872,6

F₁ = 125,44N

3. Tekanan tolok maksimum pada bicu hidraulik ialah 10 atm. Berapakah jisim maksimum (kg) yang boleh diangkat jika diameter saluran keluar ialah 20 cm?
Perbincangan:
Adalah diketahui bahawa:
1 atm = 1,013 x 10⁵ N / m²
p _mengukur = 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 ?
Jawapan:
p = F/A atau F₁/A₁ =F₂/A₂
1013000/1 = F₂/ 0,0314
1.013.000=F₂/ 0,0314

F₂ = 31.808N

Jisim maksimum:
w = mg
31.808 = m (9,8)
m = 3.245,7 kg

4. Perhatikan gambar berikut!

Luas keratan rentas A₁ = 10 cm²

Luas keratan rentas A₂ = 100 cm²

Gaya (F₁) yang mesti diberikan untuk memegang F₂ = 100 N supaya sistem seimbang ialah...

A. 1.000 Newton

B. 100 Newton

C. 10 Newton

D. 1 Newton

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:

Luas keratan rentas 1 (A₁) = 10cm²

Luas keratan rentas 2 (A₂) = 100 cm²

Gaya 2 (F₂) = 100 Newton

Ditanya: Gaya 1 (F₁)

Jawapan:

Alat dalam imej di atas ialah bicu hidraulik. Cara bicu hidraulik berfungsi adalah berdasarkan hukum Pascal. Hukum Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan pada bendalir dihantar oleh bendalir ke semua arah, dengan semua bahagian bendalir mengalami jumlah tekanan yang sama.

Formula tekanan:

P = F / A

Huraian formula: P = tekanan, F = daya, A = luas permukaan.

Tekanan yang dialami oleh cecair dalam tiub kecil (P₁) = F₁ / KE₁.
Tekanan yang dialami oleh cecair dalam tiub besar (P₂) = F₂ / KE₂

Tekanan cecair dalam tiub kecil (P₁) adalah sama dengan tekanan cecair dalam tiub besar (P₂).
P₁ = P₂
F₁ / KE₁ =F₂ / KE₂

F₁ / 10 cm²  = 100 N / 100 sm²

F₁ / 10 = 1 N

F₁ = (10)(1 N)

F₁ = 10 Newton

Jawapan yang betul ialah C.

5. Lihat gambar di bawah!

Jika luas keratan rentas ialah A₁ = 0,001 m² dan A₂ = 0,1 m² , maka magnitud daya tekanan pada A₂ ialah …

A. 100 U

B. 1.000 U

C. 10.000 U

D. 100.000 U

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:

Luas keratan rentas 1 (A₁) = 0,001m²

Luas keratan rentas 2 (A₂) = 0,1m²

Daya pada luas keratan rentas 1 (F₁) = 100 Newton

Ditanya: Daya pada luas keratan rentas 2 (F₂)

Jawapan:

Hukum Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan pada cecair dihantarkan oleh cecair ke semua arah, di mana semua bahagian cecair mengalami jumlah tekanan yang sama.

P₁ = P₂
F₁ / KE₁ =F₂ / KE₂

100 N / 0,001m² = F₂ / 0,1 m²

100 N / 0,001 = F₂ / 0,1

100.000 N = F₂ / 0,1

F₂ = (0,1)(100.000 N)

F₂ = 10.000N

Jawapan yang betul ialah C.

6. Lihat gambar itu!

Sebuah kereta seberat 16.000 N diletakkan di atas omboh B seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Untuk mengangkat kereta itu, daya F sebanyak… diperlukan.

A. 50 U

B. 80 U

C. 200 U

D. 400 U

Perbincangan

Ungkapkan semua unit kepada unit antarabangsa

Adalah diketahui bahawa:

Berat kereta (w) = 16.000 N

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

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

Ditanya: Gaya F

Jawapan:

Daya F dikira menggunakan formula hukum Pascal.

F / A_A = w / A_B

F / 0,005m² = 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

Jawapan yang betul ialah C.

7. Lihat gambar alat hidraulik berbentuk U di bawah!
Berat blok X pada tiub kecil untuk memastikan alat hidraulik seimbang ialah….

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

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:
Luas permukaan silinder kecil (A₁) = 5cm²
Luas permukaan silinder besar (A₂) = 100cm²
Daya graviti blok pada silinder besar (F₂) = 500 Newton
Soalan: Daya graviti bongkah pada tiub kecil (F₁)
Jawapan:

Alat dalam imej di atas ialah bicu hidraulik. Cara bicu hidraulik berfungsi adalah berdasarkan hukum Pascal. Hukum Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan pada bendalir dihantar oleh bendalir ke semua arah, dengan semua bahagian bendalir mengalami jumlah tekanan yang sama.

Apabila permukaan tiub kecil ditekan ke bawah, cecair dalam tiub kecil juga ditekan. Tekanan yang dialami oleh cecair dalam tiub kecil dihantar ke cecair dalam tiub besar. Cecair dalam tiub besar mengalami tekanan yang sama seperti cecair dalam tiub kecil. Sebaliknya, tekanan yang dialami oleh cecair dalam tiub besar dihantar ke cecair dalam tiub kecil. Cecair dalam tiub kecil mengalami tekanan yang sama seperti yang dialami oleh cecair dalam tiub besar.

Formula tekanan:
P = F / A
Huraian formula: P = tekanan, F = daya, A = luas permukaan.

Tekanan yang dialami oleh cecair dalam tiub kecil (P₁) = F₁ / KE₁.
Tekanan yang dialami oleh cecair dalam tiub besar (P₂) = F₂ / KE₂

Tekanan cecair dalam tiub kecil (P₁) adalah sama dengan tekanan cecair dalam silinder besar P₂).
P₁ = P₂
F₁ / KE₁ =F₂ / KE₂
F₁ / 5 sm² = 500 U / 100 cm²
F₁ / 5 = 500 N / 100
F₁ / 5 = 5 N
F₁ = (5)(5) N
F₁ = 25N
Jawapan yang betul ialah B.

8.
Perhatikan gambarajah paip Pascal berikut!

Jika daya mampatan F₁ = 300 N. Magnitud daya F₂ agar keseimbangan berlaku adalah….
A. 72 U
B. 1250 U
C. 1500 U
D. 3600 U
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Luas permukaan silinder kecil (A₁) = 12cm²
Luas permukaan silinder besar (A₂) = 50cm²
Magnitud daya tekanan pada tiub kecil (F₁) = 300 Newton
Soalan: Magnitud daya tekanan pada tiub besar (F₂)

Jawapan:

Tekanan cecair dalam tiub kecil (P₁) adalah sama dengan tekanan cecair dalam tiub besar (P₂).
P₁ = P₂
F₁ / KE₁ =F₂ / KE₂
300 N / 12 cm² =F₂ / 50 sm²
300 N / 12 = F₂ / 50
25 N = F₂ / 50
F₂ = (50)(25) N
F₂ = 1250N
Jawapan yang betul ialah B.

9.
Lihat gambar alat Pascal berikut!

Magnitud daya (F) yang mesti dikenakan untuk memastikan kedudukan alat itu seimbang ialah….
A. 100 Newton
B. 250 Newton
C. 600 Newton
D. 4800 Newton
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Luas permukaan silinder kecil (A₁) = 4cm²
Luas permukaan silinder besar (A₂) = 16cm²
Magnitud graviti pada tiub besar (F₂) = 1000 Newton
Soalan: Magnitud daya pada tiub kecil (F₁)
Jawapan:
Tekanan cecair dalam tiub kecil (P₁) adalah sama dengan tekanan cecair dalam tiub besar (P₂).
P₁ = P₂
F₁ / KE₁ =F₂ / KE₂
F₁ / 4 sm² = 1000 U / 16 cm²
F₁ / 4 = 1000 N / 16
F₁ / 1 = 1000 N / 4
F₁ = 1000 N / 4
F₁ = 250N
Jawapan yang betul ialah B.

Sumber soalan:

Soalan Peperiksaan Kebangsaan Sains Sekolah Menengah Rendah/Sekolah Menengah Rendah Islam

soalan Hukum Pascal

1. Luas keratan rentas setiap jek hidraulik ialah 0,03 m² dan 0,12 m²Jika daya input ialah 6 Newton, apakah daya output maksimum?
(24 U)
2. Jejari keratan rentas kecil sebuah jek hidraulik ialah 1,5 cm dan jejari keratan rentas besar ialah 20 cm. Berapakah daya yang dikenakan pada keratan rentas kecil itu untuk mengangkat sebuah kereta berjisim 2200 kg?
(121,3 U)

3. Tekanan tolok maksimum pada bicu hidraulik ialah 14 atm. Berapakah jisim maksimum (kg) yang boleh diangkat jika diameter saluran keluar ialah 30 cm?
(10.224 kg)