BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tekanan dapat diartikan sebagai gaya per satuan luas, di mana arah gaya tegak lurus dengan luas permukaan. Ketika membahas mengenai tekanan, konsep fluida itu menjadi sangatlah penting. Fluida itu merupakan suatu zat yang mengalir, contohnya adalah udara dan air. Kali ini kita akan membahas mengenai air yang merupakan fluida statis (fluida diam). Ada dua sifat fluida statis, yakni memberikan tekanan ke segala arah dan gaya yang disebabkan oleh tekanan fluida selalu bekerja tegak lurus terhadap permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida tersebut. Lalu apakah pengaruh tekanan air terhadap tinggi (head)nya? Kita akan membahasnya dalam praktikum prakt ikum kali ini.
1.2 Tuju Tujuan an Praktik um um
Tujuan dari praktikum kali ini adalah : -
Mengetahui adanya perubahan tekanan zat air pada saat ketinggian air pada manometer berubah.
-
Mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh berpengaruh terhadap tekana n air.
BAB II TINJAUAN PUST PUS TAKA
Tekanan
Dalam ilmu fisika, tekanan diartikan sebagai gaya per satuan luas dimana 2
2
satuannya adalah gaya (N)/luas (m ). Bentuk lain dari N/m adalah Pa (Pascal). Meski begitu, persamaan diatas tidak berlaku untuk tekanan pada zat cair. Dimana tekanan pada zat cair dapat dirumuskan dengan persamaan: P = .g.h
Keterangan: 3
= massa jenis cairan (Kg/m ) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = kedalamaan zat cair (m)
Tekanan Atmosf At mosf ir ir
Berdasarkan hasil pengukuran, rata-rata tekanan atmosfir pada permukaan laut adalah 101,3 kPa. Besarnya tekanan atmosfir pada permukaan laut ini digunakan untuk mendefinisikan mendefinisikan satuan tekanan lain, yakni atm at m (atmosfir). Jadi, 1 atm = 101,3 kPa = 760 mmHg = 10,332 mAg.
Kerapatan Jenis Jenis (Air dan Air rak sa)
Kerapatan jenis () suatu zat merupakan perbandingan berat zat tersebut 3
terhadap volumenya. Satuan internasional untuk kerapatan jenis adalah N/m . Berdasarkan perhitungan, kerapatan air ialah sebesar 9,81 kN/m3 sedangkan air raksa 136,4 kN/m3.
Penu Penurunan R umus umus Tekanan (P 1 = P2)
Pada dasarnya, rumus ru mus untuk menghitung menghitung tekanan ialah: P=.g.h
atau
P=.h
Karena terdapat erdapat 2 jen jenii zat zat cai cair (ai (air raksa dan ai a ir) dal dalam tabung, dan j dan juga uga terdapat erdapat seli selissi
tingg tinggii dar i zat zat cai cair tersebut ersebut, maka rumus di d iatas dapat dapat
dikembangkan/ kembangkan /diturunkan iturunkan men jad jadi: i: P1 + Hg . h1 = P2 + H2O (ha - h2) Pada persamaan di diatas, k ita ita dapat dapat mencar i nila ilai dar i P2, yait yaitu u dengan cara menurunkan persamaan di d iatas men jad jadi: i: P2 = P1 + Hg . h1 - H2O (ha - h2)
Manometer Tabung U
Manomet anomet er adal ada lah alat unt untuk mengukur t ekanan f luida pada keti ketingg nggiian ter tent entu. Seper ti ti cont contoh mengukur tekanan f luida yang mengali menga lirr pada pi pi pa. pa. Tekanan P dapat dapa t diukur dengan mengukur ti mengukur tingg nggii H. Manomet anomet er adal ada lah al alat yang di digunakan secara luas pada audit audit energi energi unt untuk mengukur perbedaan tekanan di di dua titik titik yang ber awanan. al wanan. Jeni Jenis manomet manomet er ter tua adal ada lah manomet manomet er kol kolom cai ca iran. Versi Versi manomet manomet er sederhana kol ko lom cai ca iran ra n adal adalah bent bentuk pi pa U yang dii diissi cai cairan set setengahnya (bi (b iasanya ber isi minyak, ai a ir atau air raksa) di dimana pengukuran dil d ilakukan akukan pada sat sa tu sisi pi pa, sementara tekanan (yang mungk in ter jad jadii karena at at mosf ir) diterapan iterapan pada tabung yang lainnya. Perbedaan keti ketingg nggiian cai ca iran memper liha lihattkan tekanan yang dit diterapkan. erapkan. Ada tiga tiga ti pe utama manomet manomet er : 1. Manomet anomet er sat satu sisi kol kolom yang mempunyai mempunya i tempat empa t cai cairan besar dar i tabung U dan mempunyai mempunya i skal skala di d isisi kol kol om sempit sempit.. Kol Kolom ini dapat dapa t men je jelaskan perpi perp indahan cai ca iran lebi ebih je jelas. Kol Kolom
cairan manometer dapat digunakan untuk mengukur perbedaan yang kecil diantara tekanan tinggi. 2. Jenis membran fleksibel: jenis ini menggunakan defleksi (tolakan) membran fleksibel yang menutup volum dengan tekanan tertentu. Besarnya defleksi dari membran sesuai dengan tekanan spesifik. 3. Jenis Pipa koil: Sepertiga bagian dari manometer ini menggunakan pipa koil yang akanmengembang dengan kenaikan tekanan. Hal ini disebabkan perputaran dari sisi lengan yang disambung ke pipa. Dimana Manometer digunakan : Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk menentukan perbedaan tekanan diantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran dengan menggunakan persamaan Bernoulli (perbedaan tekanan=V^2/2g). Manometer harus sesuai untuk aliran cairan. Kecepatan aliran cairan caira n diberikan oleh perbedaan tekanan = f LV2/2gD 2gD dimana f adalah faktor gesekan dari bahan pipa, L adalah jarak antara dua titik berlawanan dimana perbedaan tekanan diambil, D adalah diameter pipa dan g adalah kontanta gravitasi.
BAB III METO METODE DE PRAK TIKUM
3.1 Alat
Alat yang digunakan : y
Selang plastik yang berisi air
y
Mistar pengukur plastik
y
Manometer U
3.2 Bahan
Bahan yang digunakan : y
Air untuk mengisi selang plastik
y
Air Raksa untuk mengisi Manometer U
3.3 Pros Prosed edu ur Pelak s anaan
1. Selang air digerakan keatas dan kebawah, sehingga kedudukan air raksa pada manometer sama tinggi, lalu diukur dan dicatat tinggi airnya (ha). 2. Selang air digerakan ke atas, ditetapkan pada sedikitnya 5 (lima) kedudukan (posisi). Pada setiap posisi, posisi, diukur dan dicatat ha, h1, dan h2. 3. Tekanan air dihitung pada setiap posisi, berdasarkan hasil pengukuran manometer.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Has Hasil
Nomor
Ketinggian (m)
Pengukuran
Air Raksa h1 (m)
y
h2 (m) -2
1
5.3 x 10
2
5.8 x 10-2
5.3 x 10
6 x 10
4
6.2 x 10
5
6.4 x 10-2
-2
Pipa (Pa)
Air h (m)
-2
4.9 x 10-2
-2
3
Cara
P dalam
ha (m)
0
-2
- 137.34
15 x 10 -2
209.934
6.7 x 10
0.9 x 10-2
4.7 x 10
-2
1.3 x 10
-2
20 x 10
-2
233.478
4.5 x 10
-2
1.7 x 10
-2
25 x 10
-2
257.022
30 x 10 -2
280.736
4.3 x 10-2
2.1 x 10-2
Perhitungan
Rumus:
P dalam pipa = Praksa - Pair = ( raksa . g . h ) ± ( air . g. ha- h2 )
Dimana : raksa= air =
13600 kg/m3
1000 kg/m3
1 . P dalam pipa
= Praksa - Pair = ( 13600 x 9.81 x 0) ± ( 1000 x 9.81 x 0,014) = 0 ± 137.34 = -137.34 Pa
2. P dalam pipa
= Praksa - Pair = (13600 x 9.81 x 0,009) ± ( 1000 x 9.81 x 10.1) = 1200.744 ± 990.81 = 209.934 Pa
3. P dalam pipa
= Praksa - Pair = (13600 x 9.81 x 0.013) ± ( 1000 x 9.81 x 15.3) = 1734.408 ± 1500.93 = 233.478 Pa
4. P dalam pipa
= Praksa - Pair = (13600 x 9.81 x 0.017) ± ( 1000 x 9.81 x 20.5) = 2268.072 ± 2011.05 = 257.022 Pa
5. P dalam pipa
= Praksa - Pair = (13600 x 9.81 x 0.021) ± ( 1000 x 9.81 x 25.7) = 2801.736 ± 2521.17 = 280.736 Pa
y
Grafik
Perbandingan Tekanan Air t erhadap Tinggi Air
Perbandingan Tekanan Air terhadap Tinggi Air 3000
2500 2000
1500 1000 500
0 0.014
0.101
0.153
0.205
0.257
y
Grafik
Perbandingan Tekanan Raksa terhadap t erhadap Tinggi Raksa
Perbandingan Tekanan Rak sa terhadap Tinggi Rak sa 3000 2500 2000 1500 1000
500 0 0
0.009
0 . 01 3
0.017
0.021
4.2
Pem Pembahas bahas an
Hasil pengamatan diatas telah menunjukan bahwa semakin tinggi air, maka semakin tinggi pula tekanan dalam pipa yang dialaminya. Hal ini disebabkan karena massa jenis, tinggi, dan gravitasi berbanding lurus dengan tekanan. Sehingga didapatkan tekanan dalam pipa dengan mencari selisih antara tekanan air dengan tekanan air raksa. ra ksa. Seperti yang dapat dilihat pada pa da persamaan persamaan : Pair =
Hg .
g.h
Praksa = H2O . g. (ha- h 2) Pdalam pipa
= Praksa - Pair = Hg . g . h ± ( H2O . g. ha- h2 )
Hal tersebut pun dapat dibuktikan dengan melihat grafik perbandingan tekanan terhadap tinggi, yang hasilnya adalah berupa garis linear yang beraturan. Itu menunjukan bahwa semakin tinggi air maka s emakin besar tekanannya. Dalam pengamatan ini terdapat kejanggalan ketika melakukan percobaan pertama yaitu ketika menyamakan kedudukan tinggi raksa. Seharusnya tinggi air pun sama, namun ketika praktikum tinggi air dan raksa itu berbeda. Sudah dicoba dalam berbagai posisi pun tetap saja tingginya berbeda. Hali itu dilakukan agar menyamakan menyamakan tekanan atmosfit atmosfit dalam 1 atm. Kesalahan Kesalahan tersebut tersebut bisa bisa saja disebabkan oleh keterbatasan alat yang digunakan, atau alat itu mungkin saja sudah lumayan rusak. Namun, percobaan tersebut harus tetap dilakukan, maka saya pun menggerakkan selang air pada t iap posisi yang berbeda selama lima kali.
BAB V PENUT PENUTUP
5.1
Kes Kesimpulan
Jadi kesimpulan dari praktikum kali ini adalah tekanan air dalam pipa itu dipengaruhi oleh massa jenis fluida, tinggi fluida, dan gra vitasi. Selain itu, dengan digerakkannya selang yang berisi air ke atas atau ke bawah, maka kita dapat membuktikan adanya perubahan/perbedaan tekanan pada air tersebut. Jika selang digerakkan semakin keatas, maka tekanan pada air akan semakin besar.
5.2
Saran
Sebelum melakukan praktikum ini disarankan kepada praktikan agar mempelajari terlebih dahulu materi yang akan dipraktekkan agar tidak terjadi kesalahan dan kebingungan dalam menggunakan alat-alat yang ada di laboratorium. Selain itu, disarankan untuk menggunakan alat yang masih dalam kondisi baik agar dapat meminimalisir kesalahan yang terjadi dala m praktikum.
DAFT DAFTAR PUST PUS TAKA
Sistanto, Bambang Aris,dkk. Penuntun Praktikum Mekanika Fluida. Fluida. Universitas Padjadjaran: 2010 Ikmal,
Dody.
2009.
Manometer
Tabung
. U terdapat
pada
http://www.ccitonline.com/mekanikal/tikiview_forum_thread.php?comments_parentId=1125& view_forum_thread.php?comm ents_parentId=1125&topics_offset=4&top topics_offset=4&topics ics _sort_mode=lastPost_desc&forumId=25
. (diakses pada 12 Maret 2011,
13.08 WIB) Lohat,
Alexander
San. 2010.
Tekanan
dalam
Fluida . Terdapat pada Fluida.
http://www.gurumuda.com/tekanan-dalam-fluida/ (diakses pada 12 Maret 2011, 13.20 WIB)
LAMPIRAN
