IX. Hukum Pascal - Tanggal 29 September 2025

 

Hukum Pascal dan Hukum Archimedes

 

Nama Guru         : Anita Wulandari, S.Pd.

Mata Pelajaran   : Ilmu Pengetahuan Alam

Kelas                    : IX

Elemen                 : Pemahaman IPA

Pertemuan           : 20

Jam ke                  :  3, 4 dan 5

 

Capaian Pembelajaran

Pada akhir fase D, murid mampu memahami hubungan konsep usaha dan energi, pengaruh kalor dan perpindahannya terhadap perubahan suhu, gelombang dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari, gejala kemagnetan dan kelistrikan untuk menyelesaikan tantangan yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari termasuk pemanfaatan sumber energi listrik ramah lingkungan. 

Tujuan Pembelajaran 

● Menerapkan Hukum Pascal dalam sistem kerja pompa hidrolik

● Menjelaskan penerapan prinsip tekanan dalam sistem kerja tubuh manusia dan tumbuhan

Pemahaman Bermakna

Materi                           : Hukum Pascal

Metode                          : 

Model pembelajaran   : cooperative learning

Mode pembelajaran    : tatap muka

Strategi                         : Diskusi/Tanya Jawab

Sarana dan Prasarana   :

Sarana : laptop, proyektor, LKPD

Prasarana : uang koin (2), plastisin, botol plastik bekas, jarum, selotip, air

Langkah-langkah Pembelajaran :

Pendahuluan

● Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran, serta memeriksa kehadiran peserta didik sebagai sikap disiplin.

● Peserta didik mampu menerapkan Hukum Pascal pada sistem kerja pompa hidrolik dan prinsip tekanan dalam sistem kerja tubuh manusia dan tumbuhan.

Pertanyaan Pemantik

● Apa kegunaan pompa hidrolik?

● Bagaimana prinsip pompa hidrolik?

● Memulai kelas dengan apersepsi guna menstimulus peserta didik. Apersepsi dilakukan dengan mengajukan pertanyaan “Mengapa balon udara bisa ditumpangi dan terbang ke udara?” dan “Bagaimana cara mengukur tekanan zat gas?”.

 Kegiatan Inti

● Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai dan memotivasi peserta didik untuk belajar.

● Guru mengatakan bahwa pompa hidrolik yang ada di bengkel atau tempat cuci mobil memanfaatkan salah satu prinsip tekanan zat cair dan gas di ruang tertutup, yaitu Hukum Pascal.

● Guru meminta kepada salah satu peserta didik untuk membacakan bunyi Hukum Pascal.

● Guru menunjukkan Gambar 3.13 untuk menjelaskan konsep Hukum Pascal pada sebuah balon yang berisi air.

● Guru memberikan penjelasan dasar mengenai tekanan yang diberikan pada air yang ditekan dalam sebuah balon dengan keadaan tertutup.

● Guru menjelaskan bahwa konsep tekanan pada zat cair bisa dimanfaatkan dalam pompa hidrolik pada Gambar 3.14.

● Guru memberikan penjelasan dasar mengenai prinsip kerja pompa hidrolik sesuai dengan Hukum Pascal.

● Guru menuliskan persamaan gaya tekan pada pompa hidrolik, yaitu P1 = P2 atau

● Guru bertanya “Apakah nama alat yang digunakan untuk mengukur tekanan darah?”.

● Guru menjelaskan penerapan tekanan pada alat yang digunakan untuk mengukur tekanan darah, yaitu sphygmomanometer.

● Guru memberikan penjelasan tentang penerapan tekanan pada pernapasan manusia.

● Guru menjelaskan tentang tekanan gas pada pernapasan manusia yang disebut dengan tekanan parsial yang dapat dibaca pada buku IPA 3 untuk SMP/MTs kelas IX terbitan Grafindo halaman 89.

● Guru menjelaskan tentang penerapan tekanan pada tumbuhan.

● Guru menampilkan Gambar 3.17 proses pengangkutan air dan nutrisi tumbuhan melibatkan dua jaringan, yaitu xilem dan floem.

● Guru memberikan informasi bahwa pengangkutan air dan nutrisi di dalam tumbuhan menerapkan prinsip tekanan. Nutrisi mengalir dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah.

● Guru memberi tugas kepada setiap kelompok untuk mengerjakan Tugas Kelompok pada buku IPA 3 untuk SMP/MTs kelas IX terbitan Grafindo halaman 91. Lalu, setiap kelompok mempresentasikan foto serta penjelasan yang dibuat dalam bentuk slideshow pada pertemuan selanjutnya.

Kegiatan Penutup

● Guru dan peserta didik meninjau kembali apa yang telah dilakukan dan dipelajari pada kegiatan pembelajaran kali ini dan memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk bertanya sebelum menutup kegiatan pembelajaran.

● Guru menginformasikan kepada peserta didik bahwa pertemuan selanjutnya akan dilakukan presentasi tugas membuat model jembatan hidrolik sederhana selama 2 JP dan 2 JP terakhir akan digunakan untuk pelaksanaan tes sumatif.

● Guru menutup kegiatan pembelajaran dengan doa dan salam.

Uraian Materi

4. Penerapan Tekanan dalam Kehidupan

a. Hukum Pascal (Pompa Hidrolik)

Hukum pascal adalah salah satu hukum fisika yang menjelaskan tentang tekanan fluida di dalam wadah yang tertutup dan bagaimana tekanan tersebut dapat memengaruhi benda-benda di sekitarnya. Hukum pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada sebuah fluida yang tertutup akan merambat dengan sama kuatnya di seluruh bagian dari fluida tersebut. Artinya, jika kita memberikan tekanan pada sebuah wadah yang berisi cairan, maka tekanan tersebut akan merambat ke seluruh bagian cairan yang ada di dalam wadah tersebut.

Selain pompa hidrolik yang telah disebutkan sebelumnya, contoh hukum pascal yang lain adalah pada pompa air. Ketika kita menekan piston pada sebuah pompa air, tekanan yang kita berikan pada piston tersebut akan merambat ke seluruh cairan yang ada di dalam pipa. Hal inilah yang menyebabkan air keluar dari pipa dengan tekanan yang sama dan kuat. Rumus hukum pascal dapat digunakan untuk menghitung tekanan fluida pada sebuah wadah yang tertutup. Rumus pascal adalah sebagai berikut.

Dari rumus pascal di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar gaya yang diberikan pada fluida dan semakin kecil luas permukaan fluida yang diberikan tekanan, maka tekanan fluida yang dihasilkan akan semakin besar.

 

Secara matematis diperoleh persamaan Hukum Pascal berikut.

b. Tekanan Darah

Tekanan darah pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti hukum pascal. Peredaran darah berada di dalam pembuluh darah yang merupakan ruang tertutup. Sehingga tekanan pada pembuluh darah berlaku prinsip hukum pascal. Organ utama peredaran darah pada manusia adalah jantung. Jantung tersebut terdiri dari empat ruang, yaitu serambi kanan, serambi kiri, bilik kanan, dan bilik kiri.

Jantung memompa darah sehingga darah mengalir ke seluruh tubuh. Darah merpakan sarana pengangkut oksigen dan nutrisi yang dibutuhkan oleh seluruh sel di dalam tubuh. Darah mengalir di dalam pembuluh darah. Jantung memompa darah karena adanya otot jantung. Saat otot pada bilik berkontraksi maka darah akan mendapatkan dorongan. Dorongan tersebut untuk mengalir keluar dari jantung melalui pembuluh aorta yang disebut tekanan darah sistol. Adapun saat bilik berelaksasi, maka darah akan mendapatkan dorongan untuk masuk ke dalam serambi melalui pembuluh vena, disebut darah diastol. Agar tekanan darah tetap terjaga maka pembuluh darah harus terisi penuh oleh darah. Pengukuran tekanan darah Tekanan darah dapat diukur dengan alat syphygmomanometer atau tensimeter.

c. Tekanan pada Pernapasan Manusia

Di dalam paru-paru terjadi pertukaran antara oksigen dan juga karbon dioksida. Hal ini dikarenakan setiap menitnya paru-paru dapat menyerap sekitar 250 mililiter O₂ dan mengeluarkan sebanyak 200 mililiter CO₂.  Hal ini juga dikarenakan adanya tekanan gas pada proses pernapasan manusia.

Proses pertukaran antara O₂ dengan CO₂ terjadi dengan cara difusi, yaitu proses pemindahan zat paling larut dari daerah yang memiliki konsentrasi dan juga tekanan parsial yang tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial rendah. Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Yang dimaksud dengan tekanan parsial adalah O2 dan CO2 yang terlarut di dalam darah.

Tekanan parsial O₂ akan diberikan simbol PO₂, sedangkan tekanan parsial CO₂ akan diberikan simbol PCO₂. Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O₂ dan CO₂ bervariariasi pada setiap organnya.

 

Darah yang masuk ke dalam paru-paru melalui arteri pulmonalis juga memiliki kandungan PO₂ yang jauh lebih rendang jika dibandingkan dengan PCO₂.

Saat darah memasuki kapiler alveoli, CO₂ yang terkadung dalam darah berdifusi dan akan menuju alveoli dan O₂ yang terkandung dalam udara di alveoli akan berfusi ke dalam darah. Akibatnya, PO₂ di dalam darah menjadi naik dan juga mengandung banyak oksigen dan PCO₂ di dalam darah akan menjadi turun dan mengandung karbon dioksida. Darah tersebut akan menuju jantung, kemudian dipompa ke diseluruh bagian tubuh.

Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, O₂ dalam darah tersebut akan mengalami difusi menuju jaringan tubuh. Selain itu, kandungan CO₂ dalam jaringan tubuh juga jauh lebih besar daripada kandungan CO₂ di dalam darah, sehingga CO₂ jaringan tubuh mengalami difusi ke dalam darah. Setelah melepaskan O₂ dan membawa CO₂ dari jaringan tubuh, darah akan kembali menuju jantung dan dipompa kembali ke paru-paru.

d. Tekanan pada Tumbuhan

Tumbuhan membutuhkan air dan zat hara demi kelangsungan hidupnya. Air diserap dari tanah lalu diangkut hingga ke daun. Tumbuhan tidak memiliki pompa seperti jantung yang dapat menekan air hingga sampai dahan tertinggi.

Pada tumbuhan tingkat rendah, pengangkutan air dan zat hara dilakukan oleh seluruh tubuhnya. Namun, pada tumbuhan tingkat tinggi seperti spermatophyta, pengangkutan air dilakukan di dalam pembuluh tanaman. Berikut proses masuknya air ke tanaman: Proses pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah oleh tumbuhan berawal dari air dalam tanah, diserap oleh rambut akar. Air dan mineral tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, melintasi korteks akar, dan masuk ke dalam stele. Dari stele, air dan mineral melalui xylem, air tiba di daun pada dahan tertinggi. Air yang diserap oleh akar harus sampai ke dahan tertinggi yang terkadang tinggi dahan mencapai lebih dari 10 meter.

Berikut ini terdapat tiga faktor yang memengaruhi sampainya air hingga ke dahan tertinggi, yaitu

1) Tekanan akar

Faktor pertama yang air dapat naik ke daun tertinggi dalam tumbuhan adalah tekanan akar. Air diserap melalui akar. Akar memiliki rambut akar yang berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan air. Rambut akar terbentuk dari sel epidermis yang menjulur keluar. Cara penyerapan air oleh rambut akar berlangsung secara osmosis. Osmosis adalah perpindahan zat dari larutan kurang pekat ke larutan yang kurang pekat melalui membran semipermeable. Membran semipermeable adalah selaput pemisah yang hanya dapat dilalui oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya.

Berikut ini prosesnya:

a) Air dan mineral yang terlarut di dalam tanah masuk ke dalam sel rambut secara osmosis.

b) Setelah rambut akar menyerap air, maka cairan pada sel rambut akar menjadi kurang pekat jika dibandingkan dengan cairan pada sel korteks. Hal ini membuat air dari sel rambut akar dapat mengalir ke dalam sel pada korteks secara osmosis.

c) Air kemudian mengalir ke endoddermis dengan cara yang osmosis hingga mencapai pembuluh kayu (xylem).

d) Proses pengangkutan air dari rambut akar menuju ke pembuluh xylem dinamakan pengangkutan ekstravasikuler (pengangkutan di luar pembuluh angkut).

e) Proses penyerapan air menyebabkan akar menekankan air hingga air masuk ke dalam pembuluh xylem, dalam pembuluh ini air diangkut menuju ke batang daun yang letaknya lebih tinggi.

Saat air masuk ke dalam sel, akan terjadi tekanan pada dinding sel, sehingga sel akan merenggang. Hal ini menyebabkan adanya tekanan hidrostatis untuk melawan aliran air tersebut.

2) Daya kapilaritas

batang Air dapat diangkut dari akar ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang. Daya kapilaritas batang adalah kemampuan xylem yang memiliki diameter sangat kecil (kapiler) untuk menaikkan permukaan air lebih tinggi dibanding dengan di luar pembuluh.

Daya kapilaritas dipengaruhi oleh gaya kohesi dan gaya adhesi. Gaya kohesi adalah gaya antar molekul zat yang sejenis. Adapun gaya adhesi adalah gaya tarik antar molekul zat yang tidak sejenis. Pada saat air masuk ke dalam pembukuh xylem, air akan mengalami gaya adhesi yang lemah antara molekul air dan molekul pembuluh xylem. Gaya kohesi antara molekul air dengan molekul air lainnya sangat kuat, hal inilah yang menyebabkan air bergerak dapat naik di sepanjang pembuluh xylem.

3) Daya hisap daun

Air digunakan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Proses fotosintesis terjadi pada daun. Selain itu, daun juga mengalami proses transpirasi. Transpirasi adalah peristiwa pelepasan uap air dari daun. Daya hisap daun adalah kemampuan daun untuk menyerap air dari jaringan yang ada dibawahnya yaitu batang. Kemampuan ini disebabkan karena tekanan osmosis pada sel daun lebih tinggi daripada sel batang. Perbedaan tekanan osmosis ini karena daun selalu mengeluarkan air saat terjadi transpirasi. Terdapat beberapa faktor transpirasi, yaitu suhu udara, luas bidang penguapan, kecepatan angin, kelembaban dan tekanan udara. Daya hisap daun merupakan faktor terakhir yang menyebabkan air dapat terangkut dari akar hingga ke daun.

Silahkan untuk menyimak video pembelajaran lebih lanjut tentang Hukum Pascal & Hukum Archimedes dibawah ini....

  

Berikut ini penjelasan tentang penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari silahkan disimak video nyaa yaa nak....

 

 

Bahan bacaan lainnya

  

 

Penugasan

Contoh Soal 1
Sebuah pompa hidrolik memiliki dua penghisap dengan luas penampang masing-masing 50 cm² dan 4000 cm². Jika pada penghisap kecil diberikan gaya sebesar 200 N, berapa gaya yang dihasilkan pada penghisap besar? 

Pembahasan: 

• Diketahui:
  • 

    $A_1=50$
    cm²
  • 

    $A_2=4000$
    cm²
  • 

    $F_1=200$
    N
• Ditanya:
  

  $F_2$
  ?
• Penyelesaian:

Contoh Soal 2
Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat sebuah mobil yang beratnya 18.000 N. Jika luas penampang piston besar adalah 250 cm² dan luas penampang piston kecil adalah 10 cm², berapa gaya minimum yang harus diberikan pada piston kecil untuk mengangkat mobil tersebut? 

Pembahasan: 

• Diketahui:
  • 

    $F_2=18.000$
    N
  • 

    $A_2=250$
    cm²
  • 

    $A_1=10$
    cm²
• Ditanya:
  

  $F_1$
  ?
• Penyelesaian:

Soal Hukum Archimedes 

Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Rumus Hukum Archimedes adalah:

$F_A=\rho \times g\times V_c$

 

• 

  $F_A$

Contoh Soal 3
Sebuah benda memiliki volume 0,5 m³ dan dimasukkan ke dalam air. Jika massa jenis air adalah 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s², berapa gaya apung yang dialami benda tersebut jika seluruhnya tercelup? 

Pembahasan: 

• Diketahui:
  • 

    $V_c=0,5$
    m³
  • 

    $\rho =1.000$
    kg/m³
  • 

    $g=10$
    m/s²
• Ditanya:
  

  $F_A$
  ?
• Penyelesaian:

Contoh Soal 4
Sebuah balok kayu memiliki volume 0,2 m³ dan massa jenis 600 kg/m³. Balok tersebut dimasukkan ke dalam air yang massa jenisnya 1.000 kg/m³. Tentukan:
a. Volume balok yang tercelup di dalam air.
b. Gaya apung yang dialami balok. 

Pembahasan: 

• Diketahui:
  • 

    $V_{balok}=0,2$
    m³
  • 

    ${\rho }_{kayu}=600$
    kg/m³
  • 

    ${\rho }_{air}=1.000$
    kg/m³
  • 

    $g=10$
    m/s²
• Penyelesaian: