percobaan fluida fikss..

I. JUDUL Massa Jenis Fluida Cair II. TUJUAN PERCOBAAN Mengukur massa jenis fluida cair dengan menggunakan pipa U III. LANDASAN TEORI Fluida adalah zat yang bisa mengalir. Contohnya adalah zat cair dan zat gas. Sedangkan statis artinya diam. Berarti fluida statis mempelajari tentang sifatsifat fluida (zat alir) yang diam. Salah satu karakteristik fluida adalah memiliki massa jenis. Massa jenis atau kerapatan suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan massa dengan volume zat tersebut. Secara matematis massa jenis dirumuskan sebagai :

dengan,

Satuan massa jenis sering juga dinyatakan dengan MKS dapat juga dinyatakan dengan

. Dalam sistem

Pada tabel berikut ini ditunjukkan

nilai massa jenis dari beberapa zat. Tabel 1. Nilai massa jenis dari beberapa zat

Nama zat

Massa Jenis (g/cm3)

Air

1

Minyak goreng

0,82

Oli

0,88

Minyak tanah

0.7575/0.76

Raksa

13,6

Fluida statis memiliki tekanan hidrostatis. Tekanan adalah besarnya gaya

persatuan luas. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.

dengan

Karena dalam keadaan statis air hanya melakukan gaya berat sebagai akibat gaya gravitasi bumi, maka :

Berdasarkan persamaan massa jenis diperoleh

Sehingga persamaan sebelumnya menjadi

Karena

maka :

dengan,

Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama. Hukum ini berbunyi:

”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama”. Pipa U adalah salah satu bejana berhubungan yang paling sederhana berbentuk huruf U. Bila pipa U diisi oleh sejenis zat cair tertentu, maka zat cair di kedua pipa mempunyai tinggi yang sama, berarti mengikuti hukum bejana berhubungan. Bunyi hukum bejana berhubungan yaitu : “Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, dalam keadaan setimbang, permukaan zat cair dalam bejana- bejana itu terletak pada sebuh bidang mendatar”. Jika pipa U diisi dengan dua zat cair yang tidak bercampur, tinggi permukaan zat cair pada kedua permukaan pipa berbeda. Misalkan, massa jenis zat cair pertama adalah 1 dan massa jenis zat cair kedua adalah  2 . Dari titik pertemuan kedua zat cair, kita buat garis mendatar yang memotong kedua kaki pipa U. Misalkan, tinggi permukaan zat cair pertama dari garis adalah h1

dan tinggi permukaan zat cair kedua dari garis adalah h2 . Zat cair

pertama setinggi h1 melakukan tekanan yang sama besar dengan tekanan zat cair kedua setinggi h2 . P1 = P2 Dengan menggunakan persamaan di atas, maka diperoleh : ρ1 g h1 = ρ2 g h2

,

ρ1 h1 = ρ2 h2 .................... (8)

Gambar 1. Pipa U yang berisi cairan

Jika h1 adalah ketinggian fluida yang massa jenisnya akan diukur dan memiliki massa jenis ρ dan sebagai variabel terikat adalah massa jenis air ρ2 = 1 gr/cm3 sehingga persamaan di atas menjadi: ρ h1 = h2

IV. ALAT DAN BAHAN 1. Pipa U 2. Bensin 3. Minyak Goreng 4. Aquades 5. Oli V. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN 1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan saat percobaan. 2. Memasang pipa U pada papan yang telah berisi milimeter block. 3. Mengisi pipa U dengan air, kemudian mengisi fluida zat cair berupa minyak yang akan diukur pada pipa B. 4. Mengamati dan mengukur perbedaan ketinggian minyak pada pipa tersebut. 5. Menambahkan minyak pada pipa B sebanyak 5 kali berturut-turut serta mengamati perbedaan ketinggiannya. 6. Mengganti fluida zat cair dengan bensin dan mengulangi langkah 3,4 dan 5 7. Mencatat semua hasil percobaan pada tabel hasil percobaan.

VI. DATA HASIL PERCOBAAN Fluida Cair

Percobaan

(cm)

(cm)

1 2 Oli

3 4 5 1 2

Minyak Goreng

3 4 5 1 2

Minyak Tanah

3 4 5

VII. TEKNIK ANALISIS DATA Teknik analisis data yang dapat digunakan untuk menentukan nilai besar massa jenis fluida cair dalam percobaan massa jenis dengan menggunakan pipa U adalah dengan melengkapi tabel dibawah ini berdasarkan nilai-nilai yang didapat dari percobaan. Tabel 4. Data untuk ketinggian air

Nomor (x) percobaan (centimeter) 1 2 3

… … …

(y) (centimeter) … … …

… … …

… … …

… … …

… …

4 5 ∑

… …

… …

… …

… …

Sebagai dasar analisis untuk menghitung besar massa jenis fluida zat cair untuk variasi perbedaan adalah persamaan (9) yaitu:

  h2

h

1

Dalam bentuk lain:

h

2

  h1 ......................................................................................................... (10)

Persaamaan (10) identik dengan persamaan analisis regresi linier sederhana:

Y  a  bX ................................................................................................. (11) dengan konstanta a = 0. Dengan demikian, maka analisis data digunakan teknik analisis regresi linier sederhana berdasarkan azas kuadrat terkecil sebagai hasil modifikasi dari persamaan (11) yaitu

Yi  bX i .................................................................................................... (12) Sehingga diperoleh bahwa b =  , prediktor X = {ketinggian fluida (h1)}, dan Y = {ketinggian air (h2). Konstanta b dari persamaan diatas dapat dihitung dengan rumus: b

N   X i Yi    X i  Yi  N  X i2   X i 

2

................................................................ (13)

N adalah banyaknya pengulangan, N sebagai variasi ketinggian. Dalam hal ini b pada persamaan (8) = nilai b pada persamaan (10). Taksiran terbaik simpangan baku Y1 terhadap garis lurus Y = bX yaitu Sy dapat dihitung dengan persamaan: 2 2 X i2  Yi   2 X i   X iYi  Yi N  X iYi   (14) 1   2  Yi   S  2 2 N 2     N X  X  i  i  2 y

untuk mendapatkan Sb, b dapat kita tulis sebagai fungsi Y1 ( b bukan merupakaan fungsi X) karena sudah dianggap bahwa ketidakpastian percobaan bersumber pada Y1 saja. Ketidakpastian pada b yaitu Sb = Δb,

N

b  S y

N  X   X i 

2

2 i

.................................................................. (15)

Dalam membantu perhitungan dapat dibantu dengan menggunakan tabel pembantu seperti berikut: Adapun massa jenis yang dilaporkan berdasarkan percobaan yakni:

̅

…………………….......................................(18)

Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis fluida pada pipa U pada masing-masing bahan tersebut dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut. ………….............................(19)

̅

Kesalahan relatif hasil percobaan yang lebih kecil dari 10% masih dapat diterima. Sedangkan keakuratan hasil percobaan dapat ditentukan oleh persamaan:

VIII. DATA HASIL PENGAMATAN Tabel 3. Data Hasil Pengamatan Untuk Fluida Oli

NO 1

5.4

4.6

29.1

21.1

24.8

2

6.9

5.9

47.6

34.8

40.7

3

8.2

6.5

67.2

42.2

53.3

4

9.1

7.8

82.8

60.8

70.9

5

10.3

8.9

106.0

79.2

91.6

∑

39.9

33.7

332.7

238.1

281.3

Tabel 3. Data Hasil Pengamatan Untuk Fluida Minyak Goreng

NO 1

6.4

4.7

40.9

22.0

30.0

2

8.1

7.3

65.6

53.2

59.1

3

9.6

8.6

92.1

73.9

82.5

4

10.4

9.4

108.1

88.3

97.7

5

11.3

10.2

127.6

104.0

115.2

∑

45.8

40.2

434.3

341.4

384.5

Tabel 3. Data Hasil Pengamatan Untuk Fluida Minyak Tanah

NO 1

2.6

2.0

6.7

4.0

5.2

2

3.9

3.1

15.2

9.6

12.0

3

6.6

5.2

43.5

27.0

34.3

4

9.4

7.5

88.3

56.2

70.5

5

12.8

10.2

163.8

104.0

130.5

∑

35.3

28.0

317.5

200.8

252.5

IX. ANALISIS DATA 1. Untuk mencari besar nilai massa jenis pada fluida oli

̅ ̅

dan

 Mencari nilai b dengan menggunakan rumus sebagai berikut. b

N   X i Yi    X i  Yi  N  X i2   X i 

2

 Mencari nilai

dengan menggunakan rumus sebagai berikut. N

b  S y

N  X   X i 

2

2 i

[∑

∑

∑

∑ ∑

∑

∑ ∑

[ ]

[

[

]

√

] ]

] ]

[

[

∑

b  S y

N

N  X i2   X i 

2

√

√

√ √



Adapun massa jenis yang dilaporkan berdasarkan percobaan yakni:

̅ ⁄  Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis oli adalah: ̅



Keakuratan hasil percobaan dapat ditentukan oleh persamaan:

2. Untuk mencari besar nilai massa jenis pada fluida minyak goreng

̅ ̅

dan


N   X i Yi    X i  Yi  N  X i2   X i 

2

 Mencari nilai


b  S y

N  X   X i 

2

2 i

[∑

∑

∑

∑ ∑

∑

∑ ∑

[

] ]

[

]

[ [

∑

] ]

[

]

√

b  S y

N

N  X   X i  2 i

2

√

√

√ √




̅ ⁄  Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis minyak goreng adalah: ̅



Keakuratan hasil percobaan dapat ditentukan oleh persamaan: |

|

|

|

3. Untuk mencari besar nilai massa jenis pada fluida minyak tanah

̅ ̅

dan


N   X i Yi    X i  Yi  N  X i2   X i 

2

 Mencari nilai b  S y


N  X   X i 

2

2 i

[∑

∑

∑

∑ ∑

∑

∑ ∑

∑

]

[

]

[

]

[

]

[ [

] ]

√

b  S y

N

N  X i2   X i 

2

√

√

√ √




̅ ⁄

 Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis minyak tanah adalah: ̅




X. HASIL DAN PEMBAHASAN 10.1 Hasil

Berdasarkan analisis data yang telah dilakukan, diperoleh nilai massa jenis masing-masing fluida cair yaitu:



Untuk Percobaan Fluida Oli


̅ ⁄ Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis oli adalah:




Untuk Percobaan Fluida Minyak Goreng


̅ ⁄ Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis minyak goreng adalah:




Untuk Percobaan Fluida Minyak Tanah


̅ ⁄ Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis minyak tanah adalah:


10.2 Pembahasan Berdasarkan landasan teori, besar massa jenis dari masing-masing fluida cair adalah sebagai berikut: oli mempunyai massa jenis sebesar 0.88 gr/cm3, minyak goreng 0.89 gr/cm3 dan minyak tanah 0.76 gr/cm3. Namun berdasarkan hasil percobaan yang didapatkan besar massa jenis dari masing-masing fluida adalah untuk oli sebesar 0.9 gr/cm3, minyak goreng sebesar 0.92 gr/cm3 dan minyak tanah sebesar 0.80 gr/cm3. Jika dibandingkan dengan nilai

standar dari masing-masing fluida maka keakuratan yang didapat adalah untuk oli keakuratan yang diperoleh sebesar 2.2 %, minyak goreng 3.3 % dan minyak tanah 5.4%. Perbedaan hasil ini disebabkan oleh adanya kesalahan-kesalahan dan kendalakendala yang dialami ketika melakukan percobaan. Kesalahan-kesalahan yang terdapat dalam percobaan adalah:

1. Kesalahan umum yaitu kesalahan yang disebabkan oleh kekeliruan manusia, misalnya kesalahan dalam pembacaan skala pada alat ukur ( kesalahan paralak) dan pemakaian instrumen. Misalnya, pembacaan skala penggaris dan kesalahan dalam melihat ketinggian air dan ketinggian fluida. 2. Kesalahan sistematis yaitu kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur atau instrumen dan disebabkan oleh pengaruh lingkungan pada saat melakukan percobaan. 3. Kesalahan-kesalahan acak, yaitu kesalahan yang terjadi terlalu cepat dan disebabkan oleh hal-hal yang tidak diketahui secara pasti sehingga pengontrolannya diluar jangkauan kita. Dalam melaksanakan praktikum, terdapat kendala-kendala yang dihadapi, diantaranya: 1. Kesulitan dalam melihat beda tinggi fluida dalam tabung akibat warna air dan fluida yang akan diukur terlihat sama. 2. Kesulitan dalam menentukan angka penting sehingga saat menganalisis data terjadi pengulangan beberapa kali untuk menghitung. 3. Kesulitan dalam menuang fluida cair ke dalam pipa u akibat tidak adanya corong yang tepat sesuai dengan lubang pipa U tersebut.

XI. PERTANYAAN 1. Bandingkan nilai yang anda peroleh dengan data yang ada pada buku pegangan. Berapa persen kesalahan yang diperoleh pada kasus ini?. Apakah kesalahan terlalu tinggi atau terlalu rendah dan apakah kesalahan itu bersifat konsisten.

2. Bertolak dari pertanyaan nomor 1, sebutkanlah sumber-sumber kesalahan yang menyebabkan adanya kesalahan tersebut dan bagaimana cara anda untuk memperbaikinya. XII. JAWABAN PERTANYAAN 1. Dari analisis data yang dilakukan maka diperoleh nilai massa jenis untuk masing-masing fluida cair yaitu untuk massa jenis oli

⁄

dengan kesalahan relatif sebesar 11%. Untuk massa jenis minyak

goreng

⁄

dengan kesalahan relatif sebesar 5.4 %

dan untuk massa jenis minyak tanah adalah

⁄

dengan kesalahan relatif 2.5 %. Kesalahan relatif yang diperoleh untuk fluida cair minyak tanah dan minya goreng yaitu di bawah 10% berarti menurut teori kesalahan masih bisa diterima. Namun untuk kesalahan relatif oli yaitu yang lebih dari 10 % dimana diakibatkan oleh banyaknya faktor yang disebabkan seperti yang sudah dijelaskan, dimana kesalahan ini tidak bersifat konsisten. Tinggi rendahnya kesalahan tergantung pada praktikan ketika melakukan percobaan dan menganalisis data yang diperoleh. Dibandingkan nilai standar, hasil ini belum dikatakan menghampiri, jadi kontribusi faktor kesalahan memberi hasil yang cukup berarti. 2. Beberapa sumber kesalahan yang mungkin terjadi dan cara kami mengatasinya adalah: a. Pembacaan skala penggaris yang kurang tepat ( posisi mata tidak tegak lurus) kesalahan ini dapat diatasi dengan mengusahakan posisi mata mata tegak lurus pada saat pembacaan serta melakukan pengukuran berulang. b. Kesalahan acak. Kesalahan acak tidak dapat diatasi karena akan selalu ada dalam setiap pengukuran tapi masih bisa diminimalisir dengan melakukan pengukuran berulang.

c. Kesalahan yang tidak tahu pasti penyebabnya tetapi sangat berpengaruh terhafap hasil percobaan contohnya pada saat praktikum ada teman yang tidak sengaja menggetarkan meja dan hal ersebut berpengaruh terhadap cairang yang ada pada pipa U, dimana cairan pda pipa U menjadi bergerak dan tidak diam. Hal ini dapat diatasi dengan lebih berhati-hati lagi dalam bergerak.

XIII. KESIMPULAN Dari percobaan dan analisis data yang dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 

Untuk Percobaan Fluida Oli


̅ ⁄ Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis oli adalah:




Untuk Percobaan Fluida Minyak Goreng


̅ ⁄ Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis minyak goreng adalah:




Untuk Percobaan Fluida Minyak Tanah


̅ ⁄ Besar nilai kesalahan relatif hasil pengukuran besar nilai nilai massa jenis minyak tanah adalah:


DAFTAR PUSTAKA

percobaan fluida fikss..

Recommend Documents