Tuesday, April 26, 2011

Kekekalan Energi Dalam Hukum Pascal

 
Entah mengapa tiba-tiba saja setelah sepulang saya mengajar mengenai Hukum Pascal saya justru merasa hukum tersebut adalah hukum yang "cacat". Bagaimana tidak, bukankah di dalam hukum tersebut dapat diimplementasikan bahwa dengan gaya yang kecil kita dapat mengeluarkan gaya yang besar. Dan pertanyaan yang mengusik saya adalah "Darimana asal energi yang mampu menghasilkan gaya tersebut?"

Seperti kita tahu, salah satu hukum fisika yang sangat diakui kebenarannya adalah hukum kekekalan energi-massa. Yang menyatakan bahwa jumlah total energi dengan massa dalam suatu kejadian selalu konstan dengan konversi E=mc^2. Ya, dari sinilah awalnya saya merasa curiga dengan hukum Pascal. Di dalam sistem bejana berhubungan tak ada energi yang dimasukkan dalam sistem kecuali melalui gaya yang ditransferkan pada salah satu sisi bejana berhubungan (yang biasanya gaya diberikan pada sisi yang alasnya lebih kecil). Dengan demikian bagaimana ceritanya dengan energi atau usaha yang kecil (yang  berarti melalui gaya yang kecil karena W=F.s) kita dapat menghasilkan energi yang besar?

Apabila tak ada bukti eksperimen hukum Pascal ini mungkin dengan mudah saya memvonis hukum ini adalah hukum gagal. Tapi nyatanya, jangankan bukti eksperimen, dongkrak hidrolik yang sering kita gunakan untuk mengangkat mobil ketika akan mengganti ban adalah bukti aplikasi real dari hukum Pascal, belum lagi apabila kita berjalan ke tempat pencucian mobil atau bengkel mobil di sana akan terdapat sebuah alat yang mampu mengangkat mobil tinggi-tinggi bukan? Ya, jangankan bukti eksperimen yang hanya bisa didapatkan di laboratorium, hukum Pascal telah benar-benar terbukti kebenarannya! Dan saya tak dapat membantah itu.

Cukup lama saya memikirkan ini, memang awalnya tak ada yang salah menurut saya mengenai hukum ini, "tekanan yang diberikan oleh suatu fluida akan sama ke segala arah" ya, begitulah bunyi hukum yang cukup membuat saya kelimpungan. Tak rumit bukan? Tapi ketika diimplementasikan? Ya, cukup membingungkan apabila ditinjau dari sisi hukum kekalan energi-massa. Karena tak ada massa yang hilang maka energi haruslah kekal.

Saya terus mengkaji berbagai jenis energi yang berlaku dalam hukum ini. Dan yang saya sangat yakini pada awalnya adalah pada kejadian ini hanya ada energi mekanik (energi kinetik dan potensial). Karena menurut saya kasus ini merupakan sebuah kasus mekanika yang notabennya selalu menerapkan pengertian gaya sebagai subjek utama. Tapi apa hasilnya? Naas, tak berhasil. Dan akhirnya jujur saya menyerah pada fenomena alam ini dan mengakui keterbatasan ilmu saya hehehe...

Setelah saya menyerah dan dengan yakinnya saya bertanya pada salah satu dosen saya yang tengah kuliah Jerman melalui inbox fb. Dengan PD-nya saya katakan bahwa hukum Pascal itu tidak sesuai dengan hukum kekalan energi. Tapi, dengan mudahnya dosen saya tersebut menyatakan bahwa hukum ini sesuai dengan hukum kekekalan energi tentunya. Saya penasaran dan saya bertanya lagi yang pada intinya pertanyaan saya berbunyi begini, "Bagaimana sesuai, kan dengan gaya yang kecil kita bisa mengangkat gaya yang besat?" Tapi sekali lagi saya kalah, dengan mudahnya beliau menjawab ada energi=integral pdV. Ya, saya lupa kalau ada lagi energi yang belum saya lihat. Energi pada fluida pdV, yang mungkin kita kenal energi itu sebagai usaha dalam suatu gas ideal dalam pelajaran termodinamika. Ya, saya sangat tak memikirkan adanya energi ini. Maklum masih kuliah S1 hehehehe....

Ya, saya memang saya salah meninjau. Saya akui itu. Jadi apabila kita tinjau dari energi=pdV maka sudah tentu energinya ya kekal. Karena tekanannya sama dan volumenya ya tentu sama karena dalam bejana yang berhubungan. Jadi, dari sini tak ada lagi keraguan mengenai hukum Pascal. Dan sekali lagi saya dikalahkan oleh hukum alam hehehe..

Sekali lagi terima kasih untuk Bapak Roniyus, MS, M.Si atas semua ilmunya.