Prinsip Pascal: Perkalian Gaya Hidraulik
1 · Memprediksi
Lift hidrolik memiliki piston masukan kecil dan piston keluaran yang jauh lebih besar, dihubungkan dengan cairan tertutup. Jika piston yang kecil ditekan, mengapa piston yang besar mengangkat beban yang jauh lebih berat?
- Gaya keluaran sama dengan gaya masukan, berapa pun ukuran pistonnya.
- Gaya keluarannya lebih kecil karena fluida menyerap sebagian gaya dorong.
- Gaya keluaran dikalikan sebanding dengan besarnya luas piston keluaran.
2 · Pengaturan
- Buka preset fluid-pascal dan tekan Reset. Dua piston yang terhubung dari area berbeda berbagi cairan yang tertutup rapat dan tidak dapat dimampatkan.
- Aktifkan tekanan input/output dan pembacaan paksa.
- Atur luas piston masukan, luas piston keluaran, dan gaya masukan untuk setiap percobaan, dan catat pembacaan gaya keluaran.
3 · Kumpulkan Data
| Masukan area piston A₁ (m²) | Area piston keluaran A₂ (m²) | Kekuatan masukan F₁ (N) | Kekuatan keluaran F₂ (N) |
|---|---|---|---|
| 1.00e-3 | 0.01 | 50.00 | |
| 2.00e-3 | 0.02 | 80.00 | |
| 1.00e-3 | 0.05 | 20.00 |
Plot gaya keluaran F₂ (sumbu y) terhadap rasio luas A₂/A₁ (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung F₂ = F₁ · (A₂/A₁) dan bandingkan dengan pembacaannya.
- Prinsip Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida tertutup diteruskan secara merata ke semua tempat. Gunakan P = F/A pada kedua piston untuk menjelaskan mengapa F₂/F₁ harus sama dengan A₂/A₁.
5 · Perluas
- Dongkrak hidrolik mobil menggunakan piston pompa tangan kecil untuk mengangkat seluruh mobil. Dengan menggunakan data Anda, jelaskan secara kasar seberapa besar luas area piston keluaran dongkrak dibandingkan dengan luas piston masukan, relatif terhadap gaya yang dapat Anda berikan dengan tangan dan berat mobil.
- Jika piston keluaran mengangkat beban dengan gaya masukan 10×, berapa jauh piston keluaran bergerak dibandingkan dengan seberapa jauh piston masukan didorong? (Petunjuk: pikirkan tentang kekekalan volume cairan.)