82. Perhatikan gambar berikut. Fi = 30 N Beban F2 Jika diameter pengisap tekan sepertiga kali diameter pengisap beban, agar kedua pengisap seimbang, besar F harus . 270 N . 90 N 30 N d. 10 N 

Pada soal tersebut disajikan skema suatu alat hidrolik yang bekerja dengan prinsip Hukum Pascal. Apakah kamu tahu bagaimana konsep Hukum Pascal? Sebaiknya, kita review dulu yuk mengenai konsep Hukum Pascal.

Identifikasi Konsep

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida (umumnya zat cair) pada ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. 

Prinsip ini biasa diterapkan pada mesin hidrolik pengangkat mobil pada pencucian mobil seperti gambar di bawah
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-659/LessonId-1588/ModuleId-2/QuestionCode-21HPQ0E8NNQ/penerapan-hukum-pascal-pada-rem-hidrolik.jpeg" />
Gaya masukan \(F_1\) diberikan pada luas penampang 1 yang lebih kecil, kemudian tekanan yang dihasilkan diteruskan ke segala arah oleh fluida sehingga diperoleh gaya keluaran \(F_2\) pada luas penampang besar.

Menurut Hukum Pascal tekanan yang diberikan akan diteruskan sama besar ke segala arah, sehingga:
\(P_1=P_2\)

Ingat, tekanan merupakan gaya persatuan luas, sehingga persamaan Hukum Pascal dapat dituliskan sebagai

\(\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}\)

\(F_1\) = gaya pada luas penampang 1 (N)
\(F_2\) = gaya pada luas penampang 2 (N)
\(A_1\) = luas penampang 1 (\(\text m^2\))
\(A_2\) = luas penampang 2 (\(\text m^2\))

Nah pada soal diketahui:
gaya pada pengisap tekan \(F_1\) = 30 N
diameter pengisap tekan sama dengan sepertiga kali diameter pengisap beban
\(d_1=\frac{1}{3}d_2\)

Yang ditanyakan adalah gaya pada pengisap beban \(F_2\)?

Kita gunakan persamaan Hukum Pascal
\(P_1=P_2\)
\(\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}\)
\(\frac{F_1}{\pi r_1^2 }=\frac{F_2}{\pi r_2^2 }\)

\(\pi\) di ruas kiri dan kanan bisa kita coret, kemudian jari-jari \(r\) diganti dengan \(\frac{1}{2}d\)

\(\frac{F_1}{{(\frac{1}{2}d_1)}^2 }=\frac{F_2}{{(\frac{1}{2}d_2)}^2 }\)
\(\frac{F_1}{\frac{1}{4}d_1^2 }=\frac{F_2}{\frac{1}{4}d_2^2 }\)
\(\frac{F_1}{d_1^2 }=\frac{F_2}{d_2^2 }\)

Kita masukkan angkanya

\(\frac{30}{{(\frac{1}{3}d_2)}^2 }=\frac{F_2}{d_2^2 }\)
\(\frac{30}{\frac{1}{9}d_2^2 }=\frac{F_2}{d_2^2 }\)
\(\frac{30}{\frac{1}{9}}={F_2}\)
\(30=\frac{1}{9}F_2\)
\(F_2=30\times 9\)
\(F_2=270\) N

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi agar kedua pengisap seimbang, besar \(F_2\) harus 270 N. Jawabannya adalah A.