laporan praktikum tekanan hidrostatis

15
LAPORAN PRAKTIKUM Nama/NPM : Fitria Estiqomah / 1106070312 Fakultas/Program Studi : Teknik / Teknik Sipil Grup : A11 No & Nama Percobaan : MR03 – Tekanan Hidrostatik Tanggal Percobaan : Selasa, 13 Maret 2012

Upload: fitria-estiqomah

Post on 08-Nov-2015

854 views

Category:

Documents


34 download

DESCRIPTION

Laporan Praktikum Tekanan Hidrostatis

TRANSCRIPT

LAPORAN PRAKTIKUM

Nama/NPM

: Fitria Estiqomah / 1106070312

Fakultas/Program Studi : Teknik / Teknik Sipil

Grup

: A11

No & Nama Percobaan: MR03 Tekanan Hidrostatik

Tanggal Percobaan

: Selasa, 13 Maret 2012

Nama Asisten

:

Laboratorium Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

Universitas Indonesia

Tekanan Hidrostatik

Tujuan

Mengukur massa jenis suatu cairan

Alat

1. Peranti sensor tekanan2. Silinder pejal ( d = 12,1 mm)

3. Termometer

4. Bejana ( d = 16 mm )

5. Piranti penggerak silinder

6. Camcorder

7. Unit PC berserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

Teori

Gambar 1. Sebuah tabung yang berisi cairan.Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut.

Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut:

P = Tekanan Hidrostatik (pascal)

= kerapatan fluida ( kg/m2)

g = percepatan gravitasi ( m / s2 )

h = tinggi kolom fluida ( m )

Gambar 1. Memperlihatkan sebuah tabung berisi cairan. Tekanan di dasar tabung lebih besar dibandingkan dengan di atas tabung untuk menopang berat cairan di tabung.

Massa cairan di tabung :

... (1)

Dan beratnya :

... (2)

A = Luas penampang tabung

Gaya vertikal resultan dapat pada elemen tersebut haruslah sebesar nol karna elemen fluida juga tidak dipercepat di dalam arah vertikal. tetapi, gaya-gaya vertikal bukan hanya ditimbulkan oleh tekanan dari fluida pada permukaan elemen tetapi juga ditimbulkan oleh berat elemen. Jika kita misalkan p adalah tekanan pada permukaan bawah da p+dp adalah tekanan pada permukaan atas, maka gaya keatas adalah pA ( yang dikerahkan pada pemukaan bawah) dan gaya kebawah adalah (p+dp)A (yang dikerahkan pada permukaan atas) ditambahkan dengan berat elemen dw. Maka, untuk kesetimbangan vertikal :

A = ( + d)A + dw

= ( + d)A + gA dy

Dan dp/dy = -g

Jika Po adalah tekanan di bagian atas dan P adalah tekanan di dasar tabung, maka gaya netto ke atas yang disebabkan oleh beda tekanan ini aladab PA PoA.

Dengan membuat gaya ke atas netto ini sama dengan berat cairan di tabung. Kita akan mendapatkan:

... ( 1 )

Atau

... ( 2 )

Dimana,

= massa jenis cairan

g = percepatan gravitasi

h = tinggi cairan

Cara Kerja

Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan akses R-Lab1. Mengaktifkan webcam ( klik icon video pada halaman web R-Lab)

2. Memperhatikan tampilan video dari peralatan yang digunakan

3. Menurunkan bandul sejauh 1 cm

4. Mengaktifkan motor dengan meng-klik radio button di sebelahnya

5. Mengukur tekanan air dengan meng-klik icon ukur

6. Mengulangi langkah 1 hingga 3 dengan menurunkan bandul sejauh 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 cm.

Pengolahan Data

Penurunan(cm)Tekanan(KPa)Rata - rata

0.010557.410538.7

0.010577.5

0.010481.3

1.010573.310519

1.010489.8

1.010494.0

2.010495.010452.4

2.010487.6

2.010374.5

3.010616.610550.4

3.010538.4

3.010496.1

4.010497.210700.5

4.010500.3

4.011104.0

5.010616.610767.4

5.011056.4

5.010629.3

6.010764.610789.6

6.010843.9

6.010760.4

7.010860.810737.5

7.010513.0

7.010838.6

8.010952.810950.3

8.011078.6

8.010819.6

9.011185.411097.6

9.011012.0

9.011095.5

Tugas dan Evaluasi

1. Pada penurunan bandul yang ke berapa hingga ke berapa yang mengakibatkan badul tercelup di cairan ?Jawab :

Bandul tercelup di penurunan 6 hingga 92. Ketika bandul diturunkan dan telah tercelup cairan, hitunglah perubahan kenaikan air dari satu langkah penurunan bandul ke langkah penurunkan bandul berikutnya!

Jawab:

Pada penurunan 0,06 m :

= 0,027 m = 2,7 cm

Pada penurunan 0,07 m:

= 0,022 m = 2,2 cm

Pada penurunan 0,08 m :

= 0,044 m = 4,4 cm

Pada penurunan 0,09 m :

= 0, 06 m = 6 cm

3. Buatlah grafik yang menunjukan hubungan penurunan bandul dengan tekanan yang terukur di dasar tabung !

4. Hitunglah nilai kerapatan zat cair () yang digunakan, dengan menggunakan persamaan (2).

5. Buatlah analisis dari hasil percobaan ini Analisis PercobaanPada percobaan kali ini dilakukan untuk menghitung besar dari massa jenis zat cair yang digunakan dalam praktikum. Pada saat percobaan, kita harus terlebih dahulu mengaktifkan webcam, karena praktikum ini memerlukan gambaran visual pada saat praktikum dilaksanakan. Dari video kita bisa melihat peralatan yang digunakan, dan bisa dapat memastikan bahwa alat tersebut bisa bekerja dengan baik dengan melihat adanya pergerakan silinder.

Penurunan silinder dilakukan dalam jarak 1 cm. Hal ini dilakukan untuk mengetahui besar tekanan yang dihasilkan pada setiap penurunan 1 cm silinder. Kita akan mendapatkan 3 buah data pengamatan dalama sekali penurunan. Tujuannya adalah agar mendapatkan variasi data yang lebih banyak sehingga tingkat keakuratan dari hasil pengukuran akan menjadi lebih baik.

Pada saat awal percobaan kita tidak memberikan penurunan pada silinder, tujuannya adalah agar bisa mendapatkan tekanan awal (Po). Pada saat percobaan berlangsung, silinder tercelup pada penurunan 6 sampai penurunan 9.

Semakin banyak bagian silinder yang tercelup ke dalam cairan, makan kenaikan cairan dalam bejana-pun akan semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan dengan prinsip Archimedes, yaitu apabila sebagian atau seluruh benda dicelupkan ke dalam suatu fluida, maka fluida tersebut juga akan mengeluarkan tekanan ke atas untuk mengimbangi benda tersebut yang semakin turun ke bawah (atau dengan kata lain bahwa volume benda yang tercelup-pun akan semakin besar).

Hal ini mengindikasikan bahwa data tekanan yang diperoleh tidak hanya tekanan udara normal saja, namun terdapat tekanan dari zat cair terhadap bidang dasarnya. Tekanan ini dikenal dengan nama Tekanan Hidrostatik. Sehingga rumus dari tekanan total ( Ptot) adalah sebagai berikut.

P = P0 + Ph

P= .g.h........(Pa)

Analisis DataLangkah pertama yang harus kita lakukan adalah menghitung nilai rata rata tekanan dalam setiap penurunan 1 cm silinder. Rumus yang digunakan dalam perhitungan rata-rata diatas yaitu sebagai berikut.

Langkah berikutnya selanjutnya yaitu mencari nilai dari tekana awal Po (tekanan udara normal atau tekanan lingkungan ). Tekanan ini diindikasikan pada saat praktikum dilakukan, yaitu tekanan ketika silinder belum tercelup ke dalam bejana yang berisi cairan. Dari pengamatan yang dilakukan, akan diketahui bahwa silinder belum tercelup ke dalam bejana ketika silinder diberikan penurunan hingga sebesar 6 cm.

Selanjutnya, dilakukan perhitungan terhadap besarnya kenaikan zat cair dalam bejana. Sesuai dengan bunyi Hukum Archimedes, yaitu volume zat cair yang dipindahkan sama dengan volume benda yang tercelup ke dalam fluida. Maka, persamaan di bawah ini akan berlaku dalam perhitungan besar dari kenaikan zat cair.

Kembali pada tujuan praktikum ini, yaitu mencari nilai dari massa jenis zat cair dalam bejana. Sebagaimana rumus tekanan yang kita ketahui, yaitu

P = P0 + Ph

P= .g.h........(Pa)

Jika rumus diatas kita kaitkan dengan rumus persamaan linear, yaitu y = mx + c maka akan kita peroleh bahwa y dalam persamaan linear akan mewakili P , m dalam persamaan linear akan mewakili .g , dan x dalam persamaan akan mewakili h. Dari keterangan tersebut, kita dapat menentukan nilai dari massa jenis zat cair tersebut dengan menggunakan persamaan

m = = Analisis GrafikDari grafik yang telah dibuat, terlihat bahwa tekanan sebanding lurus dengan penurunan bandul. Hal tersebut dapat dilihat dari kurva yang semakin naik ke atas seiring dengan penurunan bandul yang lebih besar. Namun terkecuali pada percobaan ke dua dan ke tujuh, disana terlihat grafik yang menurun, dimana seharusnya grafiknya adalah semakin naik.KesimpulanDari praktikum Tekanan Hidrostatis yang telah dilakukan, maka terdapat kesimpulan sebagai berikut:

1. Kenaikan tekanan berbanding lurus dengan kenaikan ketinggian zat cair

2. Ketinggian air berbanding lurus dengan penurunan bandul

3. Semakin besar volume benda yang tercelup (semakin dalam pencelupan), semakin besar tekanan yang diterima oleh benda (hukum Archimedes)

4. Besarnya tekanan hidrostatik tidak bergantung pada bentuk dari bejana yang digunakan.

5. Hidrostatik dipengaruhi oleh tenana awal (Po), massa jenis zat cair, percepatan gravitasi (g), dan ketinggian dari fluida ( h ).Referensi

1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,2000.2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition,John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

3. http://sitrampil1.ui.ac.id/mr03_1393710727.unknown

_1393713068.unknown

_1393713196.unknown

_1393733786.unknown

_1393733787.unknown

_1393735210.unknown

_1393714832.unknown

_1393713174.unknown

_1393710856.unknown

_1393712942.unknown

_1393710779.unknown

_1393710275.unknown

_1393710365.unknown

_1393710202.unknown