Tekanan Gas pada Proses Pernapasan Manusia

Tekanan Udara dan Hubungannya dengan Pernapasan

Zat cair dan gas mempunyai banyak karakteristik yang sama. Namun demikian, zat cair dan gas dapat dibedakan dalam beberapa hal. Misalnya, zat cair hampir tidak dapat dimampatkan, sedangkan gas dapat dimampatkan dengan mudah. Zat cair cenderung mempunyai massa jenis yang lebih besar daripada gas. Fase gas dari suatu zat biasanya mempunyai temperatur lebih tinggi daripada fase cairnya. Oleh karena itu molekul-molekul gas mampu menyeruak bebas dari suatu tempat ke tempat lain. Gas mampu melepaskan diri dari wadah yang terbuka, sedangkan zat cair tidak bisa. Zat cair dan gas secara bersama disebut fluida yang artinya zat alir atau zat yang mempunyai kemampuan untuk mengalir.

Gas tidak memiliki bentuk atau volume yang tetap dan mengisi semua ruang yang ada. Partikel-partikel dalam gas bebas bergerak dalam ruang dan saling bertumbukan saru sama lain. Tumbukan antara partikel gas dengan dinding wadah akan menyebabkan tekanan. Semakin banyak jumlah tumbukan maka semakin tinggi tekanan yang terjadi.

Tekanan merupakan konsep yang paling penting dalam fluida. Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diberikan per satuan luas, yang dapat dituliskan sebagai

dengan:
F = gaya yang diberikan
A = luas tempat gaya itu bekerja
P = tekanan

Definisi tekanan ini berlaku umum, pada zat padat, zat cair, dan gas. Pengukuran tekanan merupakan peristiwa yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Ban harus dipompa sampai tekanan yang sesuai, tekanan darah seharusnya berada dalam jangkauan normal, dan tekanan dalam mata yang terlampau besar (glaucoma) dapat menyebabkan kebutaan. Udara yang mengalir didalam saluran napas merupakan salah satu macam peristiwa terkait tekanan, khususnya tekanan udara dalam tubuh manusia.

Secara umum, udara mengalir karena ada perbedaan tekanan. Udara mengalir dari tekanan yang lebih tinggi ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Perbedaan tekanan udara di paru terjadi akibat adanya daya kekuatan yang bekerja pada sistem pernapasan sehingga dapat mengatasi kekuatan-kekuatan yang melawan gerak udara ketika masuk ke paru.

Udara dari lingkungan luar dapat masuk kedalam paru-paru karena terdapat perbedaan tekanan antara lingkungan luar dengan tekanan dalam paru-paru. Secara umum, inspirasi terjadi karena rongga paru-paru yang berkontraksi dan mengembang sehingga terjadi peningkatan ukuran rongga. Peningkatan ukuran rongga dada ini menyebabkan tekanan didalam paru-paru menurun sehingga lebih kecil dari pada tekanan dilingkungan luar. Perbedaan tekanan ini menyebabkan udara terhisap masuk kedalam paru-paru. Ketika otot-otot rongga dada mengalami relaksasi, maka ukuran rongga dada pun mengalami penurunan sehingga menyebabkan tekanan didalam paru-paru meningkat dan menjadi lebih tinggi daripada tekanan dilingkungan luar. Hal ini mendorong udara keluar dari dalam paru-paru sehingga terjadilah apa yang disebut dengan ekspirasi.

Penjelasan diatas merupakan penerapan dari salah satu hukum fisika yang berkaitan dengan pernapasan, yakni hukum Boyle. Sebenarnya ada beberapa hukum fisika yang terkait dengan pernapasan, diantaranya hukum Dalton (tentang tekanan parsial), Hukum Boyle (PV = konstan), serta hukum Laplace. Namun demikian, disini hanya akan dibahas tentang hukum Boyle saja. Hukum Boyle menyatakan bahwa tekanan pada suatu massa gas yang tetap berbanding terbalik dengan volumenya. Jika pada suatu temperatur tertentu volume meningkat, maka tekanan akan berkurang, dan sebaliknya. Hal ini berarti bahwa jika volume diperkecil menjadi setengahnya, maka tekanan akan menjadi dua kali lipat, hal ini disebabkan karena lebih banyak partikel gas yang bertumbukan dengan dinding wadah. Perhatikan gambar!

Hukum Boyle itu sendiri berbunyi:

“Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap bila suhu gas tidak berubah.”

Hukum Boyle tersebut dapat dinyatakan dengan rumus:

P1V1 = P2V2

dengan
P1 = tekanan awal
P2 = tekanan akhir
V1 = volume awal
V2 = volume akhir

atau dikenal juga dengan rumus:

PV = konstan

dengan
P = tekanan
V = volume

Hukum Boyle inilah yang menjelaskan mengapa tekanan udara diluar bisa menjadi lebih rendah atau lebih tinggi daripada tekanan udara diparu-paru. Gerakan pernapasan menyebabkan perubahan volume toraks (dada) dan perubahan tekanan gas dalam rongga dada yang mengakibatkan udara mengalir ke dalam atau ke luar rongga dada. Seperti saat ketika inspirasi, dimana diafragma berkontraksi dan mendatar serta otot-otot antariga (interkostal) berkontraksi. Volume toraks akan bertambah dan tekanan paru-paru berkurang (hukum Boyle). Karena volume paru meningkat, maka tekanan dalam paru akan lebih rendah daripada tekanan atmosfer sehingga udara akan tertarik masuk ke paru.

Demikian pula halnya ketika ekspirasi, dimana diafragma berelaksasi dan bergerak ke atas dan otot-otot antariga berelaksasi. Volume toraks akan berkurang dan tekanan paru bertambah (hukum Boyle). Karena volume paru berkurang, maka tekanan dalam paru akan lebih tinggi dari tekanan atmosfer sehingga udara keluar dari paru-paru.

Untuk memperdalam pemahaman kamu tentang materi ini, lakukan kegiatan pada LKS yang dapat kamu download disini.

.

Volume dan Kapasitas Paru Manusia

Bagian ini akan menjelaskan tentang volume dan kapasitas paru manusia. Volume udara dalam paru-paru dan kecepatan pertukaran udara saat inspirasi dan ekspirasi dapat diukur melalui spirometer. Apa itu volume dan kapasitas paru? Pelajari bagian ini baik-baik!

1)      Volume

Macam-macam volume udara dalam paru-paru manusia dijelaskan sebagai berikut.

1.1)      Volume tidal (VT) adalah volume udara yang masuk dan keluar paru-paru selama ventilasi normal biasa. VT pada dewasa muda sehat berkisat 500 ml untuk laki-laki dan 380 ml untuk perempuan.

1.2)      Volume cadangan inspirasi (VCI) atau disebut juga volume komplementer adalah volume udara yang diperoleh ketika menarik napas dalam-dalam (inspirasi maksimum). VCI berkisar 3.100 ml pada laki-laki dan 1.900 ml pada perempuan.

1.3)      Volume cadangan ekspirasi (VCE) atau disebut juga volume suplementer adalah volume udara yang diperoleh ketika menghembuskan napas sekuat-kuatnya. VCE biasanya berkisar 1.200 ml pada laki-laki dan 800 ml pada perempuan.

1.4)     Volume residual (VR) adalah volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi kuat. Volume residual penting untuk kelangsungan aerasi dalam darah saat jeda pernapasan. Rata-rata volume ini pada laki-laki sekitar 1.200 ml dan pada perempuan 1.000 ml.

2)      Kapasitas

Macam-macam kapasitas udara dalam paru-paru manusia dijelaskan sebagai berikut.

2.1)      Kapasitas residual fungsional (KRF) adalah penambahan volume residual dan volume cadangan ekspirasi (KRF = VR + VCE). Kapasitas ini merupakan jumlah udara sisa dalam sistem respiratorik setelah ekspirasi normal. Nilai rata-ratanya adalah 2.200 ml.

2.2)      Kapasitas inspirasi (KI) adalah penambahan volume tidal dan volume cadangan inspirasi (KI = VT + VCI). Nilai rata-ratanya adalah 3.500 ml.

2.3)      Kapasitas vital (KV) adalah jumlah dari volume udara tidal, volume udara komplementer, dan volume udara suplementer.

Sumber : https://prodiipa.wordpress.com/kelas-viii/rahasia-dibalik-pernapasan/konsep-tekanan-dan-hubungannya-dengan-pernapasan/

Pengangkutan Air dan Nutrisi pada Tumbuhan

Pengangkutan Air dan Nutrisi pada Tumbuhan 

Transportasi Air

Air adalah zat yang diperlukan oleh tumbuhan. Air adalah salah satu jenis zat yang termasuk ke dalam kelompok zat cair. Masih ingatkah kamu karakteristik zat cair yang telah kalian pelajari di kelas 7? Peristiwa masuk dan keluarnya air dari tumbuhan dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Pada saat kondisi lingkungan lembap atau jumlah uap air di lingkungan tinggi, maka air akan masuk ke dalam tumbuhan.

Akan tetapi, apabila lingkungan di sekitar tumbuhan kering atau jumlah uap air di lingkungan rendah, uap air akan keluar dari tumbuhan melalui stomata yang terdapat di daun. Proses ini disebut transpirasi.

Air yang ada di dalam tanah masuk ke dalam sel tumbuhan karena adanya perbedaan konsentrasi air. Konsentrasi adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Apabila terjadi perpindahan molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, maka proses perpindahan ini disebut difusi. Apabila terjadi perpindahan molekul zat pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui membran semipermeabel, maka proses perpindahan ini disebut osmosis.

Membran semipermeabel adalah membran yang hanya dapat dilalui oleh zat tertentu, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat lainnya. Contoh zat yang dapat melalui membran semipermeabel adalah air. Membran ini berfungsi sebagai pengatur lalu lintas (keluar dan masuknya) zat-zat dari dalam dan luar sel. Contoh membran semipermeabel adalah membran sel.

Zat pelarut adalah zat yang melarutkan zat lain. Pada materi ini, yang berperan sebagai zat pelarut adalah air. Adapun zat terlarut adalah zat yang larut dalam zat lain. Pada proses ini, yang berperan sebagai zat terlarut adalah mineral tanah dan zat gula hasil fotosintesis.

Masih ingatkah kamu susunan jaringan pada akar mulai dari jaringan terluar hingga terdalam? Jaringan-jaringan itulah yang akan dilalui oleh air ketika masuk ke dalam tumbuhan. Berikut ini jaringan yang dilalui oleh air ketika masuk ke akar.

Pertama-tama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian, air masuk ke sel epidermis melalui proses secara osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan xilem yang berada di akar.

Tumbuhan tidak mempunyai mekanisme pemompaan cairan seperti pada jantung manusia. Lalu, bagaimanakah air dapat naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi?

Berdasarkan hasil penelitian para ilmuwan, air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang. Sifat ini seperti yang terdapat pada pipa kapiler.

Pipa kapiler memiliki bentuk yang hampir menyerupai sedotan akan tetapi diameternya sangat kecil. Apabila salah satu ujung pipa kapiler, dimasukkan ke dalam air, maka air yang berada pada pipa tersebut akan lebih tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler. Begitu pula pada batang tanaman, air yang berada pada batang tanaman akan lebih tinggi apabila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah.

Daya kapilaritas batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi. Kohesi merupakan kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang sejenis. Adhesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang tidak sejenis. Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk ikatan yang lemah dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi akan terjadi ikatan antara satu molekul air dengan molekul air lainnya.

Hal ini akan menyebabkan terjadinya tarik menarik antara molekul air yang satu dengan molekul air lainnya di sepanjang pembuluh xilem. Selain disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi, naiknya air ke daun disebabkan oleh penggunaan air dibagian daun atau yang disebut dengan daya isap daun. Air dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis . Pada daun, air juga mengalami penguapan. Penguapan air oleh daun disebut transpirasi. Penggunaan air oleh bagian daun akan menyebabkan terjadinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian xilem, sehingga air yang ada pada akar dapat naik ke daun.

2) Transportasi Nutrisi

Semua bagian tumbuhan yaitu, akar, batang, daun serta bagian lainnya memerlukan nutrisi. Agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan suatu proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dan asam amino ke seluruh tubuh tumbuhan. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan terjadi melalui pembuluh floem.




Perjalanan zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya yaitu daun (daerah yang memiliki, konsentrasi gula tinggi) ke bagian tanaman lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah). Agar dapat memahami penjelasan ini perhatikanlah Gambar 7.2.






Sumber : nasywaayusy.blogspot.com/2018/01/aplikasi-konsep-tekanan-zat-dalam.html

Tekanan Gas

Tekanan pada Zat Gas

Adanya perbedaan tekanan udara di suatu tempat dapat menimbulkan angin. Angin bertiup dari daerah yang tekanan udaranya tinggi ke daerah yang tekanannya lebih rendah. Pengaruh tekanan udara dapat dirasakan pada beberapa peristiwa, di antaranya:

1. Ketika memasak air, di pegunungan akan lebih cepat mendidih dibandingkan memasak air di pantai. Hal ini disebabkan tekanan udara di pegunungan lebih rendah daripada di pantai sehingga gas oksigennya pun lebih rendah.
2. Ketika kita pergi ke daerah yang lebih tinggi (misalnya dari pantai ke pegunungan), pada ketinggian tertentu kita akan merasakan dengungan di telinga kita. Hal ini disebabkan oleh selaput gendang telinga yang lebih menekuk keluar pada tekanan udara yang lebih rendah.
3. Pada tekanan udara tinggi, suhu terasa dingin, tetapi langit cerah. Sebaliknya, saat tekanan udara rendah, dapat dimungkinkan terjadinya hujan, bahkan badai.

Ketiga peristiwa di atas memberikan gambaran bahwa tekanan udara memiliki hubungan yang cukup erat dengan ketinggian suatu tempat. Tekanan tersebut berubah sesuai dengan ketinggian dari atas tanah. Semakin tinggi suatu tempat, maka tekanan udaranya semakin rendah. Suatu daerah yang memiliki struktur geografis yang lebih tinggi misalnya di pegunungan Himalaya terdapat partikel-partikel udara yang lebih sedikit. Partikel-partikel yang lebih sedikit mendorong satu sama lain menghasilkan tekanan lebih rendah.

Hal ini ternyata telah dibenarkan melalui suatu penelitian yang dilakukan para ahli. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa setiap kenaikkan 10 m, tekanan udara berkurang 1mmHg sehingga makin tinggi suatu tempat dari permukaan air, makin rendah tekanan udaranya. Pernyataan ini dapat digunakan untuk memperkirakan ketinggian suatu tempat di atas permukaan laut, asalkan tekanan udara di sekitarnya diketahui.

Pada tempat yang sangat tinggi, seperti di puncak Himalaya, tekanan udara menjadi sangat kecil dan dapat menimbulkan masalah serius bagi para pendaki. Pendaki rentan terkena sindrom kekurangan oksigen karena ketinggian, yang dikenal dengan istilah hipoksia.

Partikel –partikel dalam gas bebas bergerak dalam ruang dan saling bertumbukan satu sama lain. Tumbukan antara partikel gas dengan dinding wadah akan menyebabkan tekanan.Semakin banyak jumlah tumbukan antar molekul maka semakin tinggi tekanan yang terjadi. Pada proses bernapas Hukum Boyle berlaku. Hukum Boyle berbunyi “Jika volume suatu wadah gas diperkecil, maka 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”.

Jika gas ditekan ke suatu ruang yang lebih kecil, molekul-molekulnya akan lebih sering menumbuk dinding ruang tersebut. Akibatnya tekanan gas itu bertambah. Hal sebaliknya akan terjadi. Jika gas diberikan ruang yang lebih besar, molekul-molekul gas tersebut menjadi lebih jarang menumbuk dinding dan tekanan gas tersebut mengecil. Gerakan pernapasan menyebabkan perubahan volume dada dan perubahan tekanan gas dalam rongga dada, yang mengakibatkan udara mengalir ke dalam atau ke luar rongga dada.

Inspirasi merupakan proses aktif dimana diafragma berkontraksi dan mendatar dan otot-otot antariga berkonstraksi. Sebelum inspirasi, tekanan udara di dalam paru seimbang dengan tekanan udara atmosfer yaitu 760 mmHg atau 1 atm. Karena tekanan udara di dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan udara atmosfer, maka udara mengalir ke dalam paru-paru. Kondisi ini diperoleh dengan jalan membesarkan volume paru-paru. Tekanan gas di dalam tempat tertutup berbanding terbalik dengan besarnya volume. Bila ukuran tempat diperbesar, tekanan udara di dalamnya turun. Bila ukuran diperkecil, tekanan udara di dalamnya naik. Inilah hukum Boyle.

Agar inspirasi terjadi, paru-paru harus membesar, dengan demikian tekanan di dalam paru-paru akan turun. Untuk membesarkan paru-paru, harus melibatkan kerja otot inspirasi utama yaitu otot diafragma dan otot antar tulang rusuk. Pada orang hamil, orang gemuk atau pakaian yang terlalu sesak di daerah perut, dapat menghalangi turunnya diafragma dengan sempurna.

Tepat sebelum inspirasi, tekanan intrapleura kira-kira 756 mmHg, setelah otot-otot inspirasi bekerja yang menambah ukuran rongga dada, tekanan intrapleura turun sampai kira-kira 754 mmHg. Akibatnya, dinding paru-paru terisap ke arah luar karena hampa sebagian. Bila volume paru bertambah, tekanan di dalam paru turun dari 760 mmHg menjadi 758 mmHg. Udara bergerak dari atmosfer ke paru-paru dan terjadilah inspirasi. Udara terus bergerak ke paru-paru sampai tekanan dalam paru seimbang dengan tekanan atmosfer.
Inspirasi secara ringkas sebagai berikut:

Ekspirasi normal merupakan proses dimana diafragma berelaksasi dan bergerak ke atas. Ekspirasi (menghembuskan napas) diperoleh dari perbedaan tekanan, tetapi dalam hal ini perbedaaan berubah sehingga tekanan dalam paru lebih besar daripada di atmosfer. Ekspirasi normal adalah proses pasif karena otot antar tulang rusuk relaksasi, lengkungan diafragma bergerak dari datar kembali melengkung. Gerakan ini mengurangi diameter vertikal dan rusuk belakang rongga dada, ini mengembalikan pada ukuran istirahatnya.

Selama ini otot antar tulang rusuk internal menggerakkan rusuk ke arah bawah serta menekan otot antar tulang rusuk sehingga menekan diafragma ke atas. Karena tekanan intrapleura kembali ke tingkat sebelum inspirasi (756 mmHg), dinding paru-paru tidak lagi diisap ke arah luar. Tekanan dalam paru-paru naik menjadi 763 mmHg dan udara bergerak dari daerah bertekanan udara lebih tinggi ke daerah bertekanan udara lebih rendah di atmosfer. Ekspirasi secara ringkas sebagai berikut:

Tekanan udara berhubungan dengan Hukum Boyle. Masih ingatkah kalian bagaimana bunyi Hukum Boyle? Hukum Boyle berlaku apabila suhu gas tidak berubah, maka hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap.

Secara matematik Hukum Boyle tersebut dapat dinyatakan sebagai:

Jadi, yang tetap dalam keadaan ini adalah suhunya. Pada banyak kejadian, tekanan dan volume tempat tertutupnya berubah. Namun, keadaan ini tetap memenuhi hukum Boyle. Oleh karena itu, dapat juga dinyatakan sebagai:

Keterangan:
P = tekanan (atm atau N/m2)
1 atm = 76 cmHg
V = volume udara (m3)

Dengan P1 adalah tekanan mula-mula, P2 adalah tekanan akhir, V1 adalah volume udara mula-mula dan V2 adalah volume udara akhir.

Contoh Soal:
Suatu ruangan tertutup mengandung gas dengan volume 200 m3. Jika tekanan ruangan tersebut adalah 60 cmHg, hitunglah tekanan gas pada ruangan jika volumenya menjadi 150 m3?

Penyelesaian:
Diketahui :
V1 = 200 m3
P1 = 60 cmHg
V2 = 150 m3

Ditanyakan:
P2………….?
Dijawab:
P1V1 = P2V2
Maka
P2 = (P1 x V1) / V2
= (200 m3 x 60 cmHg) / 150 m3
= 80 cmHg
Jadi, tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 m3 adalah 80 cmHg.

Sumber : https://prodiipa.wordpress.com/kelas-viii/tekanan-dalam-tubuhku/tekanan-pada-zat-gas/

Penerapan Hukum Pascal

Contoh Hukum Pascal Dalam Kehidupan

Hukum Pascal adalah hukum yang berhubungan dengan sifat benda cair atau fluida sehingga hampir semua alat yang menggunakan sistem hidrolik selalu menggunakan hukum pascal sebagai penerapannya.

Berikut adalah beberapa contoh penerapan pengertian hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari:

Dongkrak Hidrolik

Dongkrak hidrolik merupakan sebuah alat yang diciptakan untuk memudahkan pekerjaan manusia. Alat ini dibuat dengan menerapak sistem dari hukum Pascal di dalamnya. Dongkrak hidrolik merupakan alat yang memiliki sistem bejana yang berhubungan dengan luas penampang yang berbeda.

Dongkrak ini dilengkapi dengan piston, piston inilah yang berguna untuk memberikan tekanan pada satu tabung ke tabung yang lainnya. Tabung pertama diberi tekanan sehingga tabung kedua permukaannya akan terangkat dan mampu mengangkat beban yang berat sekalipun.

Prinsip kerja dari dongkrak hidrolik menggunakan prinsip hukum Pascal sederhana. Dongkrak ini memiliki 2 tabung yang berbeda ukuran diameternya. Masing-masing dari tabung tersebut diisi air dan ditutup rapat pada permukaannya.

Dengan memberikan tekanan pada salah satu permukaan maka tekanan yang masuk akan dipindahkan ke tabung yang lain sehingga dongkrak dapat digunakan untuk mengangkat beban yang berat.

Rem Hidrolik

Alat yang kedua adalah rem hidrolik. Rem ini biasa disebut sebagai rem cakram karena menggunakan media cakram besi sebagai alat untuk mengerem. Rem ini memiliki pipa hidrolik yang diisi dengan minyak rem untuk membantu melakukan pengereman.

Di setiap ujung pipa ini terdapat dua piston, yakni piston pedal dan juga piston cakram. Piston pedal adalah piston yang dekat dengan pedal rem sedangkan piston cakram adalah piston yang bekerja untuk menghentikan laju cakram sehingga pengereman dapat dilakukan.

Pada piston dan pipa yang tersedia inilah hukum pascal diterapkan. Tekanan yang didapatkan dari piston pedal disalurkan ke segala arah hingga ke piston cakram pada saat pedal rem diinjak. Jadi pada saat pedal rem diinjak, piston pedal yang terhubung pada pipa akan memberikan tekanan pada piston cakram, setelah itu minyak rem akan menekan dan membuat putaran cakram terhambat dan akhirnya terhenti.

Luas dari piston cakram sendiri lebih besar daripada piston pedal, hal ini mengakibatkan hukum pascal bekerja dengan sangat baik pada sistem rem hidrolik ini. Gaya dan tekanan yang didapatkan dari piston pedal akan diteruskan hingga ke piston cakram. Piston cakram akan menekan kanvas rem sehingga menghasilkan gaya gesek yang mencengkeram cakram hingga cakram bisa berhenti.

Inilah yang disebut sebagai proses pengereman hidrolik.

Alat Pengangkat Mobil

Alat pengangkat mobil bisa dijumpai di berbagai tempat seperti di bengkel mobil atau tempat cuci mobil. Alat pengangkat mobil ini memiliki prinsip kerja berupa prinsip Pascal. Namun media yang digunakan bukanlah air atau cairan melainkan udara.

Cara kerjanya adalah dengan memasukkan udara bertekanan tinggi ke salah satu keran dari dua keran yang ada pada alat tersebut.

Di dalam alat tersebut ada sebuah ruangan yang nantinya digunakan untuk diisi udara. Udara dimasukkan ke dalam ruangan tersebut dan dimampatkan. Udara yang telah mampat ini memiliki tekanan yang sangat besar.

Tekanan dari udara ini sangat besar sehingga akan diteruskan oleh minyak ke ruangan bernama penghisap besar. Tekanan dari udara inilah yang menghasilkan kekuatan sangat besar bahkan bisa untuk mengangkat mobil.

Saat mobil akan diturunkan dapat dilakukan dengan cara membuang udara yang ada pada ruangan tadi secara perlahan agar mobil dapat turun secara perlahan pula.

Pompa Hidrolik

Satu lagi alat yang memanfaatkan prinsip Pascal dalam cara kerjanya yakni pompa hidrolik. Pompa hidrolik bekerja dengan menghisap oli dari tangki hidrolik kemudian didorong ke dalam sistem hidrolik. Aliran dari oli ini akan diubah menjadi tekanan bagi pompa dalam bentuk aliran cairan.

Tekanan yang dihasilkan dari oli tadi akan menghasilkan hambatan pada sistem hidrolik sehingga akan mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik. Dengan begini pompa hidrolik dapat bekerja dengan baik.

Sumber : https://www.sayanda.com/pengertian-hukum-pascal/

Hukum Pascal

HUKUM PASCAL

Hukum Pascal adalah hukum yang menyatakan bahwa tekanan yang dikenakan pada zat cair di dalam sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke semua arah dengan sama besar dan sama rata. Hal ini memiliki arti bahwa tekanan yang menekan wadah besarnya sama di segala tempat.

Hukum Pascal sendiri ditemukan oleh seorang ilmuwan fisika asal Prancis bernama Blaise Pascal. Hukum yang ia hasilkan ini diberi nama sesuai dengan namanya untuk memberi penghormatan pada dirinya.

Hukum Pascal memiliki banyak sekali manfaat untuk kehidupan manusia di saat ini.

Hukum Pascal adalah sebuah hukum fisika fluida yang menjelaskan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida statis di dalam sebuah ruang tertutup akan diteruskan ke semua arah dengan tekanan yang sama rata dan sama kuatnya.

Hal ini memiliki arti bahwa tekanan yang ada pada sebuah bejana sama besar di setiap tempat di bejana tersebut. Hal inilah yang dijadikan acuan atau prinsip dari hukum Pascal.

Hukum Pascal dirumuskan dengan baik oleh Blaise Pascal sehingga peninggalannya ini dapat diaplikasikan hingga saat ini. Berikut adalah rumus dari hukum Pascal.

Untuk mengetahui lebih mudah dan lebih jelas, Anda dapat menonton langsung video di atas.

Rumus Hukum Pascal

PA = PB atau F1 = F2

Jika F1 / A1 = F2 / A2 maka F1 = A1 / A2 x F2 atau F1 = (D1 / D2)2 x F2

Keterangan Simbol:

F1 / F2 = Gaya yang ada pada permukaan A dan atau B (Newton / N)

A1 / A2 = Luas permukaan dari A dan atau B (meter persegi / m2)

D1 / D2 = Diameter dari permukaan A dan atau B (meter / m)

4 Manfaat Hukum Pascal

Hukum Pascal sendiri memiliki berbagai manfaat bagi kehidupan manusia sehari-hari. Hampir semua penerapan dari pengertian hukum pascal dapat ditemukan di industri manapun. Hukum Pascal sangat memudahkan kegiatan manusia dan membuatnya menjadi lebih ringan. Berikut ini adalah manfaat dari hukum Pascal:

1. Dapat memudahkan kegiatan manusia dan membuatnya menjadi lebih ringan, terutama jika berhubungan dengan benda-benda berat.
2. Melancarkan kegiatan di banyak industri yang ada di dunia.
3. Dapat diaplikasikan di banyak teknologi dan kebutuhan.
4. Alat-alat yang menggunakan prinsip hukum pascal masih bisa terus dikembangkan agar semakin memudahkan kehidupan manusia.

Contoh Soal Hukum Pascal dan Pembahasannya

Jari-jari penampang besar dongkrak hidrolik adalah 2cm dan jari-jari penampang kecil adalah 2cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah truk seberat 2 ton?

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





Sumber : https://www.sayanda.com/pengertian-hukum-pascal/

Penerapan Hukum Archimedes

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Pada kesempatan kali ini saya akan membahas tentang Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-Hari. 

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari :

a. KRAN OTOMATIS PADA PENAMPUNGAN AIR

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup

b. KAPAL SELAM

Pada dasarnya prinsip kerja kapal selam dan galangan kapal sama. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang cadangan sehingga berat kapal bertambah. Pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan, menyebabkan kapal selam dapat menyelam pada kedalaman yang dikehendaki. Jika akan mengapung, maka air laut dikeluarkan dari ruang cadangan. Berdasarkan konsep tekanan hidrostastis, kapal selam mempunyai batasan tertentu dalam menyelam. Jika kapal menyelam terlalu dalam, maka kapal bisa hancur karena tekanan hidrostatisnya terlalu besar.

c. HIDROMETER

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Archimedes.

Semakin besar besar massa jenis zar air, maka akan semakin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer ini banyak dipakai untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.

Hidrometer ini terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca tersebut terapung dan tegak dalam zat cair, maka bagian bawahnya diberi butiran timbal yang berfungsi sebagai beban. Diameter bagian bawah tabung dirancang lebih besar dengan tujuan agar volume zat cair yang dipindahkan oleh hidrometer menjadi lebih besar. Dengan begitu, dihasilkanlah gaya ke atas yang lebih besar, dan terapunglah hidrometer dalam zat cair.

Tangkai tabung kaca ini dirancang sedemikian rupa agar perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan dapat menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tabung yang tercelup dalam zat cair tersebut. Ini berarti adanya perbedaan bacaan yang terdapat pada skala menjadi lebih jelas.

d. BEJANA BERHUBUNGAN

Bejana berhubungan adalah suatu wadah atau bejana yang tidak memiliki sekat atau saling berhubungan. Jika bejana ini diisi zat cair yang sejenis, maka permukaan zat cair ini akan sama tinggi. Namun, jika zat cair yang diisikan berbeda jenis, maka permukaannya tidak akan sama tinggi.

e. JEMBATAN PONTON

Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.

f. KAPAL LAUT

 Agar kapal laut tidak tenggelam badan kapal harus dibuat berongga. hal ini
bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingga gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut.

g. BALON UDARA

 Balon gas ini dapat melayang karena di dalam balon tersebut berisi gas hydrogen atau helium. Massa jenis hydrogen atau helium ini lebih ringan dibanding dengan udara. Balon udara ini dapat melayang karena berisi gas yang memiliki massa jenis labih kecil dari massa jenis udara. 

Gas dalam balon gas ini adalah udara panas. Jadi, saat seseorang ingin balon gasnya naik, maka ia harus menambahkan udara panas ke dalam balon. Apabila balon udara sudah mencapai ketinggian yang diinginkan, maka ia dapat mengurangi udara panasnya hingga berat balon sama besarnya dengan gaya ke atas. Jika balon gasnya akan diturunkan, maka udara panas harus dikurangi agar berat benda menjaid lebih besar dari gaya ke atas. Dengan demikian, sifat dari balon gas tersebut sama dengan zat cair.

Sumber : https://kuhaku8.blogspot.com/2015/01/penerapan-hukum-archimedes-dalam.html