Bejana Hidrolis (PRESSURE VESSEL)

 

1. Pengertian Bejana Hidrolis

• Bejana hidrolis adalah suatu alat atau sistem yang menggunakan prinsip hukum Pascal, di mana tekanan yang diberikan pada suatu fluida di dalam ruang tertutup akan diteruskan secara merata ke seluruh bagian fluida tersebut.
• Bejana hidrolis biasanya terdiri dari dua tabung atau bejana yang dihubungkan oleh pipa dan diisi dengan fluida (biasanya minyak atau air).

2. Kapan Digunakan

• Bejana hidrolis digunakan dalam situasi yang memerlukan pengangkatan beban berat atau penerapan gaya secara merata pada suatu titik.
• Digunakan pada alat-alat seperti dongkrak hidrolis, rem hidrolis pada kendaraan, dan mesin press hidrolis.
• Prinsip bejana hidrolis memungkinkan untuk memperbesar gaya input yang kecil menjadi gaya output yang besar, sehingga alat ini efisien dalam industri dan peralatan otomotif.

3. Prinsip Kerja Bejana Hidrolis

• Bejana hidrolis bekerja berdasarkan Hukum Pascal, yang berbunyi: "Tekanan yang diberikan pada suatu fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar."
• Jika dua bejana dengan luas penampang yang berbeda dihubungkan dan diisi dengan fluida yang sama, maka perbandingan antara gaya yang diberikan pada kedua bejana dapat dihitung dengan rumus:
  • F1/A1 = F2/A2
  • Di mana:
    • F1 = gaya pada penampang pertama (N)
    • A1 = luas penampang pertama (m²)
    • F2 = gaya pada penampang kedua (N)
    • A2 = luas penampang kedua (m²)
• Dari rumus tersebut, kita bisa menghitung gaya yang dihasilkan pada salah satu penampang berdasarkan gaya yang diberikan pada penampang lain.

4. Contoh Variasi Soal

Soal 1 (Penghitungan Gaya):

• Sebuah bejana hidrolis memiliki dua penampang. Penampang pertama memiliki luas 0,01 m² dan diberikan gaya sebesar 100 N. Jika luas penampang kedua adalah 0,1 m², berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang kedua?
  • Jawaban: Menggunakan rumus F1/A1 = F2/A2.
    • 100 N / 0,01 m² = F2 / 0,1 m²
    • F2 = (100 N * 0,1 m²) / 0,01 m² = 1000 N

Soal 2 (Menghitung Luas Penampang):

• Jika pada sebuah bejana hidrolis terdapat gaya sebesar 200 N pada penampang pertama dengan luas 0,02 m², dan gaya yang dihasilkan pada penampang kedua adalah 2000 N, berapakah luas penampang kedua?
  • Jawaban: Menggunakan rumus F1/A1 = F2/A2.
    • 200 N / 0,02 m² = 2000 N / A2
    • A2 = (2000 N * 0,02 m²) / 200 N = 0,2 m²

Soal 3 (Menentukan Gaya pada Dongkrak Hidrolis):

• Sebuah dongkrak hidrolis memiliki luas penampang kecil 0,005 m² dan luas penampang besar 0,05 m². Jika gaya yang diberikan pada penampang kecil adalah 150 N, berapa gaya yang dihasilkan pada penampang besar?
  • Jawaban: Menggunakan rumus F1/A1 = F2/A2.
    • 150 N / 0,005 m² = F2 / 0,05 m²
    • F2 = (150 N * 0,05 m²) / 0,005 m² = 1500 N

Soal 4 (Aplikasi dalam Kendaraan):

• Dalam sistem rem hidrolis, luas penampang piston utama adalah 0,002 m² dan luas penampang piston pada roda adalah 0,01 m². Jika gaya yang diterapkan pada piston utama adalah 100 N, berapa gaya yang diteruskan ke piston pada roda?
  • Jawaban: Menggunakan rumus F1/A1 = F2/A2.
    • 100 N / 0,002 m² = F2 / 0,01 m²
    • F2 = (100 N * 0,01 m²) / 0,002 m² = 500 N

Materi ini membantu memahami konsep bejana hidrolis, cara kerjanya, dan bagaimana menerapkannya dalam berbagai soal. Semoga bermanfaat untuk pembelajaran!