89. Perhatikan gambar berikut. Beban F F. -A, 2 A2 Dari keempat dongkrak hidraulis pada tabel berikut yang keuntungan mekanisnya paling besar adalah .. A (m2) 0,01 0,05 0,10 0.25 A (m2) 0,1 0,4 ان |وا 0,8 1,5 d. 

Pada soal tersebut terdapat sebuah skema dongkrak hidraulis yang digunakan untuk mengangkat sebuah beban nih. Apakah kamu tahu bagaimana prinsip kerja dongkrak hidraulis? Dongkrak hidraulis bekerja dengan menggunakan prinsip Hukum Pascal. Nah kita review dulu mengenai konsep Hukum Pascal yuk.

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 diterapkan di beberapa alat, misalnya dongkrak hidraulis seperti yang terdapat pada soal ini. Penerapan lain yang mungkin sering kamu jumpai adalah mesin hidraulis pengangkat mobil pada pencucian mobil, seperti gambar di bawah ini nih.
<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 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 (\(\text m^2\))

Pemanfaatan prinsip Hukum Pascal pada pompa hidrolik ini memiliki keuntungan yaitu dengan memberikan gaya masukan yang kecil maka dapat mengangkat beban yang besar. 

Pada soal ini terdapat empat dongkrak hidraulis dengan ukuran pengisap yang berbeda. Kita diminta menentukan dongkrak mana yang keuntungan mekaniknya paling besar. 

Keuntungan mekanik dari dongkrak hidraulis dapat kita hitung dengan membandingkan gaya keluaran yang dihasilkan dibandingkan dengan gaya masukan yang diberikan 
\(KM= \frac{F_2}{F_1}\)

Keuntungan mekanik ini dapat kita turunkan dari persamaan Hukum Pascal, yaitu
\(\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}\)
\(\frac{A_2}{A_1}=\frac{F_2}{F_1}\)
\(KM=\frac{F_2}{F_1}=\frac{A_2}{A_1}\)

Sekarang kita hitung keuntungan mekanik masing-masing dongkrak hidraulis ya.

a. \(A_1\) = 0,01 \(\text m^2\) dan \(A_2\) = 0,1 \(\text m^2\)

\(KM=\frac{A_2}{A_1}\)
\(KM=\frac{0,1}{0,01}\)
\(KM=10\)

b. \(A_1\) = 0,05 \(\text m^2\) dan \(A_2\) = 0,4 \(\text m^2\)

\(KM=\frac{A_2}{A_1}\)
\(KM=\frac{0,4}{0,05}\)
\(KM=8\)

c. \(A_1\) = 0,10 \(\text m^2\) dan \(A_2\) = 0,8 \(\text m^2\)

\(KM=\frac{A_2}{A_1}\)
\(KM=\frac{0,8}{0,10}\)
\(KM=8\)

d. \(A_1\) = 0,25 \(\text m^2\) dan \(A_2\) = 1,5 \(\text m^2\)

\(KM=\frac{A_2}{A_1}\)
\(KM=\frac{1,5}{0,25}\)
\(KM=6\)

Sehingga dongkrak hidraulis yang keuntungan mekanisnya paling besar adalah dongrak A dengan \(A_1\) = 0,01 \(\text m^2\) dan \(A_2\) = 0,1 \(\text m^2\).

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi dongkrak hidraulis yang keuntungan mekanisnya paling besar adalah dongrak A dengan \(A_1\) = 0,01 \(\text m^2\) dan \(A_2\) = 0,1 \(\text m^2\). Jawabannya adalah A.