85. Pengisap masukan (input) dari sebuah mesin pengepres hidraulis memiliki diameter 20 mm dan pengisap keluaran (output) memiliki diameter 10 mm. Suatu gaya masukan 1 N akan menghasilkan gaya keluaran a. 0,25 N c. 2 N b. 0,50 N d. 4 N 

Tahukah kamu prinsip kerja pada mesin pengepres hidraulis seperti yang terdapat pada soal? Mesin pengepres hidraulis bekerja dengan prinsip Hukum Pascal. Kita bahas konsep Hukum Pascal yuk, agar dapat menjawab soal ini.

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 terapkan pada alat-alat hidrolik seperti mesin pengepres hidraulis yang terdapat pada soal nih. Penerapan lain yang mungkin sering kamu jumpai adalah mesin hidrolik pengangkat mobil yang ada di tempat pencucian mobil.

Nah, 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 (\(\text m^2\))

Pada soal ini diketahui:
diameter pengisap masukan \(d_1\) = 20 mm
diameter pengisap keluaran \(d_2\) = 10 mm
gaya masukan \(F_1\) = 1 N

Yang ditanyakan adalah gaya keluaran \(F_2\)?

Kita gunakan persamaan Hukum Pascal ya
\(P_1=P_2\)
\(\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}\)
\(\frac{F_1}{\pi r^2}=\frac{F_2}{\pi r^2}\)
\(\frac{F_1}{\pi {(\frac{1}{2}d_1)}^2}=\frac{F_2}{\pi {(\frac{1}{2}d_2)}^2}\)
\(\frac{F_1}{\frac{1}{4}d_1^2}=\frac{F_2}{\frac{1}{4}d_2^2}\)
\(\frac{F_1}{d_1^2}=\frac{F_2}{d_2^2}\)

Selanjutnya tinggal kita masukkan angkanya
\(\frac{1}{20^2}=\frac{F_2}{10^2}\)
\(\frac{1}{400}=\frac{F_2}{100}\)
\(F_2=\frac{1\times 100}{400}\)
\(F_2=0,25\) N

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi gaya keluaran yang dihasilkan adalah 0,25 N. Jawabannya adalah A.