makalah fisika dongkrak hidrolik

DAFTAR  ISI

DAFTAR ISI                                                                                                                                 1

KATA PENGANTAR                                                                                                                       2

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang                                                                                                                3
2. Alasan Pemilihan Judul                                                                                                      3
3. Permasalahan…………………………………………………………………………………………………………… 3
4. Tujuan…………………………………………………………………………………………………………………….. 4
5. Manfaat ………………………………………………………………………………………………………………….. 4

BAB II MATERI PEMBELAJARAN……………………………………………………………………………………………. 5-8

BAB III MATERI DONGKRAK HIDROLIK                                                                           ……….. 9-11

BAB IV PRAKTEK DONGKRAK HIDROLIK                                                                         ……….. 12-13

BAB V DOKUMENTASI……………………………………………………..…………………………………………………… 14

BAB VI PENUTUP…………………………………………………………………………………………………………………. 15

KATA  PENGANTAR

Bismillahirohmannirrohim

Segala puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT. Karena atas limpahan rahmat dan karunia serta dengan segala kenikmatan yang telah diberikan Nya  sehingga  Makalah  ini dapat tersusun dengan baik dan lancar.

Dalam rangka untuk meningkatkan rasa tanggung jawab serta menunaikan kewajiban kami sebagai pelajar, Alhamdulillah akhirnya kami dapat menyelesaikan Makalah ini dengan harapan semoga laporan  ini dapat di terima apa adanya oleh Guru yang bersangkutan, terutama pada Ibu Eva Musyafaah  selaku Guru bidang studi Fisika.

Akhirnya kami hanya berharap, semoga apa yang kami susun ini dapat diterima oleh Ibu Guru dengan baik dan apabila masih ada kesalahan dalam penyusunan Makalah ini kami mohon maaf.

Sekian….

BAB  I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Hidrolika merupakan sebuah cabang dari ilmu perihal yang meneliti arus zat cair melalui pipa-pipa dan pembuluh-pembuluh tertutup, maupun dalam kanal-kanalterbuka dan sungai-sungai. Kata hidrrolik berasal dari kata hudor(bahasaYunani), yang berarti air. Didalam teknik hidrolika berarti: penggerakan penggerakan, pengaturan-pengaturan dan pengendalian-pengendalian, dimana berbagai gaya dan gerakan kita peroleh dengan bantuan tekanan suatu zat cair (air,minyak atau gliserin).

Sekarang ini sistem hidrolik banyak digunakan dalam berbagai macam industri makanan, industri minuman, industri permesinan,industry otomotif hinggaindustri pembuatan robot.Sehingga pengetahuan tentang komponen dari sistemhidrolik sangat penting dalam semua cabang industrial.Untuk meningkatkan efektifitas dan produktivitas maka sekarang ini sistemhidrolik banyak dikombinasikan dengan sistem lain seperti : sistemelektrik/elektronik, pneumatik, mekanik dan sebagainya sehingga akan didapatunjuk kerja dari sistem hidrolik yang lebih optimal.

Makalah tugas akhir semester ini dimaksudkan untuk memberikan suatu fasilitas penunjang yang dapat dimanfaatkan oleh siswa dalam mempraktekkan dan mengamati secara langsung tentang fenomena pada system hidrolik.

B. Alasan pemilihan judul

Dari contoh diatas, dapat disimpulkan bahwa system hidrolik mempunyai manfaatyang sangat besar dalam kemajuan teknologi. Karena system hidrolik ini dapat menghasilkanmomen yang besar dengan tenaga yang kecil. Oleh karna itu perlu diadakan inofasi-inofasi baru yang mengembangkan ilmu hidrolik.Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka penulis mengambil judul³mekanisme kerja system hidrolik´.

C. Permasalahan

Permasalahan yang diangkat dalam penulisan makalah tugas akhir semester dengan judul ³

Mekanisme Sistem Kerja Hidrolik adalah untuk mengetahui lebih mendalam tentang sistem kerja hidrolik dan gangguan-gangguan yang sering terjadi pada sistem kerjahidrolik, yang meliputi:

1. Bagaimana kontruksi dari sistem kerja hidrolik.

2. Bagaimana cara kerja sistem krja hidrolik.

3. Bagaimana gangguan yang sering terjadi pada komponen-komponen pada system kerja hidrolik dan cara  

     memperbaiki kerusakan-kerusakan berdasarkan analisis dari kerusakan yang terjadi.

D. Tujuan

Tujuan dari pembahasan system kerja hidrolik ini adalah:

1.              Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat menambah pengetahuan tentangfungsi setiap komponen dari system kerja hidrolik

2.      Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja dari sistemhidrolik dan aplikasinya pada dunia otomotif.

3.      Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui masalah pada systemhidrolik beserta penyebab dan cara mengatasinya.

4.      Dengan pembuatan tugas ini diharapkan mahasiswa mampu membuat inofasi-inofasi baru yang berhubungan dengan system kerja hidrolik.

E. Manfaat

Manfaat yang dapat diambil dari sistem kerja hidrolik ini adalah:

1. Dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang system Kerja hidrolik.

2. Dapat meningkatkan pemahaman tentang gangguan yang sering terjadi pada sistem kemudi

    dengan power steering tipe rack and pinion dan cara mengatasinya.

3. Dapat memperbaiki jika terjadi kerusakan pada sistem kemudi dengan power steering tipe rack

      and pinion

BAB II

MATERI PEMBELAJARAN

Penerapan Hukum Pascal Sebelum membahas lebih lanjut mengenai hukum Pascal, bagaimana jika sebuah bejana U diisi dengan fluida homogen dan salah satu pipanya ditekan dengan gaya sebesar F? Proses Fisika yang terjadi pada bejana U seperti itu diselidiki oleh Blaise Pascal. Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal yang dikemukakan oleh Pascal pada 1653. Berdasarkan hukum pascal ini diperoleh prinsip bahwa dengan gaya yang kecil dapat menghasilkan suatu gaya yang lebih besar.

Gambar 7.9 Tekanan F₁ di pipa satu sama besar dengan gaya angkat di pipa dua.

Hukum Pascal berbunyi tekanan yang diberikan pada suatu cairan pada bejana yang tertutup diteruskan ke setiap titik dalam fluida dan ke dinding bejana.

Secara analisis sederhana, Hukum Pascal dapat digambarkan seperti pada Gambar 7.9. Tekanan oleh gaya sebesar F₁ terhadap pipa 1 yang memiliki luas penampang pipa A₁, akan diteruskan oleh fluida menjadi gaya angkat sebesar F₂ pada pipa 2 yang memiliki luas penampang pipa A₂ dengan besar tekanan yang sama. Oleh karena itu, secara matematis Hukum Pascal ditulis sebagai berikut.

P₁ = P₂

(F₁/A₁) = (F₂/A₂)

dengan: F₁ = gaya pada pengisap pipa 1,

A₁ = luas penampang pengisap pipa 1,

F₂ = gaya pada pengisap pipa 2, dan

A₂ = luas penampang pengisap pipa 2.

Sistem kerja rem hidrolik di atas merupakan salah satu contoh pengaplikasian hukum Pascal. Selain itu, hukum pascal juga dapat di jumpai pada sistem alat pengangkat air, alat pengepres, dongkrak hidrolik, dan drum hidrolik.

Contoh soal hukum pascal

1. Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m²dan 4 × 10^–4 m² digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

Jawab

Diketahui: A₁ = 4 × 10^–4 m², A₂ = 0,1 m₂, dan F₂ = 2 × 10⁴ N. Berdasarkan Hukum Pascal

Dengan demikian, gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah 80 N.

2. Sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder memiliki jari-jari 4 cm dan 20 cm. Jika pengisap kecil ditekan dengan gaya 200 N, berapakah gaya yang dihasilkan pada pengisap besar?

Jawab

Diketahui: r₂ = 20 cm, r₁ = 4 cm, dan F₁ = 200 N. Berdasarkan Hukum Pascal

3. Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa besar memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memilki jari-jari 2 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila berat mobil adalah 15.000 N?

Penyelesaian :

Diketahui :

R₁ = 2 cm, R₂= 25 cm, F₂ = 15.000 N

Jawab : Berdasarkan Hukum Pascal

Hukum Pascal dimanfaatkan dalam peralatan teknik yang banyak membantu pekerjaan manusia, antara lain dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, mesin pres hidrolik, dan rem hidrolik. Berikut pembahasan mengenai cara kerja beberapa alat yang menggunakan prinsip Hukum Pascal.

a. Hukum Pascal pada Dongkrak Hidrolik

Dongkrak hidrolik merupakan salah satu aplikasi sederhana dari Hukum Pascal. Berikut ini prinsip kerja dongkrak hidrolik berdasarkan hukum pascal. Saat pengisap kecil diberi gaya tekan, gaya tersebut akan diteruskan oleh fluida (minyak) yang terdapat di dalam pompa. Akibatnya Berdasarkan Hukum Pascal, minyak dalam dongkrak akan menghasilkan gaya angkat pada pengisap besar dan dapat mengangkat beban di atasnya.

Gambar 7.10Skema dongkrak hidrolik

b. Hukum Pascal pada Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Aplikasi hukum pascal berikutnya adalah mesin hidrolik pengangkat mobil ini memiliki prinsip yang sama dengan dongkrak hidrolik. Perbedaannya terletak pada perbandingan luas penampang pengisap yang digunakan. Pada mesin pengangkat mobil, perbandingan antara luas penampang kedua pengisap sangat besar sehingga gaya angkat yang dihasilkan pada pipa berpenampang besar dan dapat digunakan untuk mengangkat mobil.

Gambar 7.11Mesin hidrolik pengangkat Mobil

c. Hukum Pascal pada Rem Hidrolik

Aplikasi hukum pascal berikutnya adalah Rem hidrolik digunakan pada mobil. Ketika Anda menekan pedal rem, gaya yang Anda berikan pada pedal akan diteruskan ke silinder utama yang berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam sehingga timbul gesekan antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.

Gambar 7.12Prinsip kerja rem hidrolik

Demikian uraian mengenai Penerapan Hukum Pascal, semoga kita lebih memahami peralatan disekeliling kita yang banyak menggunakan hukum pascal.

BAB III

MATERI DONGRAK HIDROLIK

Pernahkah kalian memperhatikan orang yang mengganti ban mobil yang bocor dengan ban yang baru? Orang tersebut cukup menggunakan dongkrak hidrolik untuk mengangkat badan mobil . Kok bisa ya alat sekecil itu mengangkat beban mobil yang sangat berat. Coba bayangkan jika mobil itu diangkat menggunakan tenaga manusia! Pasti butuh tenaga lebih dari tiga orang untuk mengangkatnya.

Ternyata pompa hidrolik tersebut bekerjanya menggunakan prinsip hukum pascal.  Lebih jelasnya perhatikan ilustrasi percobaan berikut ini.

Pada gambar di samping terlihat rancangan alat sederhana berupa siring (alat suntik) dengan diameter berbeda yang dihubungkan dengan selang plastik yang didalamnya telah diisi dengan air berwarna. Apa yang terjadi jika penghisap pada siring kecil kita tekan? Ternyata jika penghisap kecil kita tekan, maka air akan mendorong penghisap siring besar naik ke atas. Bagaimana jika pada bagian atas penghisap siring besar kita letakkan sebuah beban yang cukup berat dan kita lakukan hal yang sama yaitu menekan penghisap kecil ke bawah. Ternyata hasilnya pun sama, yaitu air mendorong penghisap siring besar ke atas sehingga beban yang diletakkan di atasnya terangkat ke atas. Kenapa demikian?

Mari kita telusuri kenapa gaya yang kecil dapat mengangkat gaya berat beban yang lebih besar? Hukum Pascal menyatakan “tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar(sama rata)”

Untuk lebih jelasnya perhatikan ilustrasi gambar berikut!

Ketika penghisap kecil kita dorong maka penghisap tersebut diberikan gaya sebesar F₁ terhadap luas bidang A₁, akibatnya timbul tekanan  sebesar P₁. Menurut Pascal, tekanan ini akan diteruskan ke penghisap besar  dengan sama besar. Dengan demikian pada penghisap besar akan terjadi tekanan yang besarnya sama dengan P₁. Tekanan ini menimbulkan gaya pada luas bidang tekan penghisap kedua (A₂) sebesar F₂ sehingga dapat dituliskan persamaan sebagai berikut :

P₁ = P₂

Keterangan :

F₁ = besar gaya penghisap 1 (N)

F₂ = besar gaya penghisap 2 (N)

A₁ = Luas penampang penghisap 1 (m²)

A₂ = Luas penampang penghisap 2 (m²)

Keadaan tersebut menunjukkan bahwa apabila gaya F₁ yang kecil akan menimbulkan gaya F₂ yang besar.

Prinsip inilah yang mendasari cara kerja dongkrak hidrolik.

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal berikut!

Contoh soal :

Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil A1 = 25 cm², sedangkan luas penampang besar A₂ = 100 cm². Jika penghisap kecil ditekan dengan gaya sebesar 100 N, hitung besar gaya angkat tabung besar.

Penyelesaian :

Diketahui :

A1 = 25 cm²

A2 = 100 cm²

F1 = 100 N

Ditanya : gaya angkat penghisap besar (F2 )

Jawab :

F2 = 400 N

Jadi gaya angkat pada penghisap besar sebesar 400 N.

Nah, berdasarkan hasil penyelesaian soal tersebut terlihat bahwa dengan gaya tekan sebesar 100 N pada penghisap kecil dapat menghasilkan gaya tekan yang besar (400N) pada penghisap besar. Sudah tahu kan kenapa dongkrak hidrolik yang kecil dapat mengangkat beban yang berat??

Prinsip-prinsip hukum Pascal  selain diterapkan dalam dongkrak hidrolik dapat  pula diterapkan pada alat-alat seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dan dump truk hidrolik.

BAB IV

PRAKTEK DONGKRAK HIDROLIK

Judul: DONGKRAK HIDROLIK 

Tujuan: Untuk menghasilkan tekanan yang besar dari gaya yang kecil

Alat dan Bahan :

1.Gunting

2.Pisau

3.Paku

4.Palu

5.Suntikan plastik berdiameter besardan berdiameter kecil

6.Selang kecil

7.Pengikat

8.Air

Prinsip Kerja :

1.Dorong suntikan kecil apa yang dirasakan

2.Dorong suntikan besar apa yang dirasakan

3.Bandingkan perbedaan jika anda mendorong suntikan besar dengan suntikan kecil

Kesimpulan :

Pada miniatur dongkrak hidrolik dapat menerangan secara kualitif 

Hukum Pascal

Yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segalaarah dengan sama besar. Pada percobaan tersebut, ada dua suntikan berisi zat cair yang salingberhubungan dengan luas penampang yang berbeda-beda. Jika pada suntikan I mendapat gaya sebesar F1, tekanan permukaan zat cair pada suntikan tersebut adalah p = F1

                                              A1

Menurut hukum Pascal, tekanan zat cair dari suntikan I akan diteruskan ke suntikan II yang besar tekanannya p = F2

                                                         A2

Karena A2 lebih besar daripada A1 maka F2 juga lebih besar dari F1

Dengan demikian,diperoleh rumus: F1 = F2

                                                          A1   A2

Keterangan :

F1= gaya pada suntikan pertama

A1= luas penampang pada suntikan pertama

F2= gaya pada suntikan kedua

A2= luas penampang pada suntikan kedua

BAB V

DOKUMENTASI

 

BAB VI

PENUTUP

Dengan  ridho serta hidayah Allah SWT, kami mengharapkan agar Makalah  ini dapat diterima oleh Ibu Guru.

 Tak lupa kami juga mohon maaf karena keterbatasan penyusunan Makalah ini, sehingga masih banyak kekurangan dalam penyusunan dan pengejaan kata.  Tapi kami yakin hal ini tidak akan menyurutkan niat Ibu Guru untuk dapat menerima dan menilai laporan kegiatan ini.

Akhirnya kami sebagai penyusun Makalah ini mengucapkan terima kasih kepada Ibu Guru apabila telah menerima dan menilai Makalah kegiatan ini, semoga apa yang kami susun ini sesuai dengan apa yang di harapkan Ibu Guru dan bermanfaat bagi kita semua. Amin….

                                                                                                            Tamansari,     April 2013

                                                                                               

Penyusun