Pertanyaan
3. Jelaskan bagaimane carangea mempunya perbandingan luas penampang silinder perpiston kecil o 4. Sebuah alat bengerapakan gaya yang diperlukan untuk mengangkat silinder kecil 1 cm dan besar 5 cm. Berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat mobil seberat 25000 newton!
Solusi
Jawaban
Berikut penjelasan mengenai perbandingan luas penampang silinder dan perhitungan gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat mobil menggunakan dongkrak hidrolik:**3. Perbandingan Luas Penampang Silinder pada Dongkrak Hidrolik**Dongkrak hidrolik bekerja berdasarkan prinsip Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan secara merata ke segala arah. Pada dongkrak hidrolik, terdapat dua silinder dengan luas penampang yang berbeda: silinder kecil (dengan luas penampang A₁) dan silinder besar (dengan luas penampang A₂).Perbandingan luas penampang ini menentukan keuntungan mekanis dari dongkrak. Keuntungan mekanis adalah perbandingan antara gaya keluaran (gaya yang mengangkat beban) dengan gaya masukan (gaya yang diberikan pada silinder kecil). Semakin besar perbandingan A₂/A₁, semakin kecil gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat beban yang berat.Secara matematis, hubungannya adalah:F₂/F₁ = A₂/A₁di mana:* F₁ = gaya yang diberikan pada silinder kecil* F₂ = gaya yang dihasilkan pada silinder besar (gaya yang mengangkat beban)* A₁ = luas penampang silinder kecil* A₂ = luas penampang silinder besar**4. Perhitungan Gaya yang Diperlukan untuk Mengangkat Mobil**Diketahui:* A₁ = luas penampang silinder kecil = πr₁² = π(1 cm/2)² = 0,785 cm² (dengan asumsi jari-jari silinder kecil adalah 1 cm/2 = 0,5 cm)* A₂ = luas penampang silinder besar = πr₂² = π(5 cm/2)² = 19,63 cm² (dengan asumsi jari-jari silinder besar adalah 5 cm/2 = 2,5 cm)* F₂ = berat mobil = 25000 NKita ingin mencari F₁, gaya yang diperlukan pada silinder kecil. Menggunakan rumus Hukum Pascal:F₂/F₁ = A₂/A₁F₁ = (A₁/A₂) * F₂F₁ = (0,785 cm²/19,63 cm²) * 25000 NF₁ ≈ 1000 NJadi, gaya yang diperlukan untuk mengangkat mobil seberat 25000 N adalah sekitar 1000 N. Perlu diingat bahwa ini adalah perhitungan ideal. Dalam praktiknya, gaya yang dibutuhkan mungkin sedikit lebih besar karena adanya gesekan dan faktor-faktor lain.