Laporan Praktikum Fisika - Percobaan Azas Bernoulli
Rabu, 07 Juni 2017
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA
PERCOBAAN AZAS BERNOULLI
Disusun Oleh:
Muhammad Thomas Wildan
21/XI G IPA
Guru Mata Pelajaran:
Kiswanto, S.Pd.
SMA NEGERI 1 BATANG
TAHUN AJARAN 2016/2017
SMA NEGERI 1 BATANG
TAHUN AJARAN 2016/2017
A. JUDUL: Percobaan Azas Bernoulli
B. TUJUAN:
a. Menghitung laju air yang keluar dari masing-masing lubang pada dua botol.
b. Mengetahui pengaruh tekanan terhadap laju air.
c. Membuktikan "Hukum Bernoulli"
C. LANDASAN TEORI:
Fluida mencakup zat cair dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir. Sebaliknya, batu dan benda-benda keras atau seluruh zat padat tidak digolongkan ke dalam fluida karena tidak bisa mengalir. Susu, minyak pelumas, dan air merupakan contoh zat cair dan semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Selain zat cair, zat gas juga termasuk fluida. Zat gas juga dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain. Hembusan angin merupakan contoh udara yang berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Setiap hari manusia menghirupnya, meminumnya, terapung atau tenggelam di dalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya dan kapal laut mengapung di atasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung atau melayang di dalamnya. Air yang diminum dan udara yang dihirup juga bersirkulasi di dalam tubuh manusia setiap saat meskipun sering tidak disadari. Fluida ini dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu fluida statis dan fluida dinamis. Pada laporan ini, yang akan dibahas adalah fluida dinamis.
Fluida ideal adalah fluida yang tidak dapat ditempatkan dan bagian- bagiannya tidak mengalami gaya gesekan. Fluida ideal disebut juga fluida yang tidak kompersibel yaitu fluida yang tidak mengalami perubahan volume karena tekanan, mengalir tanpa gesekan dan alirannya stasioner. Aliran stasioner yaitu aliran fluida yang mengikuti garis air atau garis tertentu. Fluida dinamis adalah fluida yang mengalir atau bergerak terhadap sekitarnya. Pada pembahasan fluida dinamis, kita akan mempelajari mengenai persamaan kontinuitas, hukum Bernoulli, teorema Torricelli, dan penerapannya. Fluida ideal memiliki ciri-ciri berikut ini.
Alirannya tunak (steady), yaitu kecepatan setiap partikel fluida pada satu titik tertentu adalah tetap, baik besar maupun arahnya. Aliran tunak terjadi pada aliran yang pelan.
Alirannya tidak rotasional, artinya pada setiap titik partikel fluida tidak memiliki momentum sudut terhadap titik tersebut. Alirannya mengikuti garis arus (streamline).
Tidak kompresibel (tidak termampatkan), artinya fluida tidak mengalami perubahan volume (massa jenis) karena pengaruh tekanan.
Tidak kental, artinya tidak mengalami gesekan baik dengan lapisan fluida di sekitarnya maupun dengan dinding tempat yang dilaluinya. Kekentalan pada aliran fluida berkaitan dengan viskositas.
Persamaan Kontinuitas
Air yang mengalir di dalam pipa air dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang titik. Atau jika ditinjau di dua tempat, maka: Debit aliran 1 = Debit aliran 2.
Hukum Bernoulli
Jika m adalah massa zat cair yang berpindah, ρ ( rho) adalah massa jenis zat cair, dan m/ρ adalah volume zat cair yang berpindah, maka jumlah semua usaha yang menggerakkan zat cair adalah sama dengan bertambahnya energi kinetik dan energi potensial.
Teorema Torricelli
Torricelli mengatakan bahwa kelajuan fluida menyembur keluar dari lubang yang terletak pada jarak h di bawah permukaan atas fluida dalam tangki sama seperti kelajuan yang akan diperoleh sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h. Teorema ini hanya berlaku jika ujung wadah terbuka terhadap atmosfer dan luas lubang jauh lebih kecil dari luas penampang wadah.
Rumus umum Teorema Torricelli:
x = v . t
Keterangan:
x = jarak tempat air jatuh (m)
v = kecepatan pancaran air (m/s)
t = selang waktu (s)
Penerapan Dalam Teknologi Pesawat Terbang
Gaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap. Karena laju aliran di atas lebih besar, maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil daripada tekanan di bawah pesawat. Akibatnya terjadi gaya angkat pesawat dari hasil selisih antara tekanan di atas dan di bawah dikali dengan luas efektif pesawat.
Rumus umum gaya angkat pesawat:
Torricelli mengatakan bahwa kelajuan fluida menyembur keluar dari lubang yang terletak pada jarak h di bawah permukaan atas fluida dalam tangki sama seperti kelajuan yang akan diperoleh sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h. Teorema ini hanya berlaku jika ujung wadah terbuka terhadap atmosfer dan luas lubang jauh lebih kecil dari luas penampang wadah.
Rumus umum Teorema Torricelli:
x = v . t
Keterangan:
x = jarak tempat air jatuh (m)
v = kecepatan pancaran air (m/s)
t = selang waktu (s)
Penerapan Dalam Teknologi Pesawat Terbang
Gaya angkat pesawat terbang bukan karena mesin, tetapi pesawat bisa terbang karena memanfaatkan hukum bernoulli yang membuat laju aliran udara tepat di bawah sayap. Karena laju aliran di atas lebih besar, maka mengakibatkan tekanan di atas pesawat lebih kecil daripada tekanan di bawah pesawat. Akibatnya terjadi gaya angkat pesawat dari hasil selisih antara tekanan di atas dan di bawah dikali dengan luas efektif pesawat.
Rumus umum gaya angkat pesawat:
D. ALAT DAN BAHAN:
E. LANGKAH KERJA:
1. Menyiapkan alat dan bahan.
2. Membuat 3 lubang pada masing-masing botol.
3. Memotong bagian tengah sedotan dengan bantuan cutter, namun tidak sampai membuat terpotong seluruhnya.
Percobaan 1 (Tutup Botol Dilepas)
1. Mengisi botol A dengan air, kemudian mengamati air yang keluar dari masing-masing lubang.
2. Mengisi botol A dengan air. Kemudian menjatuhkan botol A dari ketinggian kurang lebih 1 meter, dan mengamati kondisi air pada botol.
 |
| Dua buah botol bekas air mineral (Botol A dan Botol B). |
 |
| Sedotan |
 |
| Satu buah gelas plastik |
 |
| Air |
 |
| Cutter |
 |
| Solder |
 |
| Alat Tulis |
E. LANGKAH KERJA:
1. Menyiapkan alat dan bahan.
2. Membuat 3 lubang pada masing-masing botol.
Untuk botol A, lubang disusun secara vertikal dengan ketentuan jarak dasar botol ke lubang bagian bawah sebesar 3 cm, jarak lubang bagian bawah ke lubang bagian tengah sebesar 2 cm, dan jarak lubang bagian tengah ke lubang bagian atas sebesar 2 cm. Pada saat melubangi botol dilakukan dengan menggunakan bantuan solder dan mengusahakan ketiga lubang memiliki diamater yang sama.
 |
| Botol A |
Untuk botol B, lubang disusun secara horizontal dengan ketentuan jarak dasar botol ke lubang bagian tengah sebesar 3 cm dan jarak lubang bagian tengah ke lubang bagian samping kanan dan kiri sama, yaitu sebesar 2 cm. Pada saat melubangi botol dilakukan dengan menggunakan bantuan solder dan mengusahakan ketiga lubang memiliki diameter yang sama.
 |
| Botol B |
3. Memotong bagian tengah sedotan dengan bantuan cutter, namun tidak sampai membuat terpotong seluruhnya.
Percobaan 1 (Tutup Botol Dilepas)
1. Mengisi botol A dengan air, kemudian mengamati air yang keluar dari masing-masing lubang.
2. Mengisi botol A dengan air. Kemudian menjatuhkan botol A dari ketinggian kurang lebih 1 meter, dan mengamati kondisi air pada botol.
3. Mengisi botol A dengan air. Kemudian melemparkan botol A vertikal ke atas dan mengamati kondisi air pada botol.
4. Mengisi botol B dengan air, kemudian mengamati air yang keluar dari masing-masing lubang.
5. Mengisi botol B dengan air. Kemudian menjatuhkan botol B dari ketinggian kurang lebih 1 meter, dan mengamati kondisi air pada botol.
6. Mengisi botol B dengan air. Kemudian melemparkan botol B vertikal ke atas dan mengamati kondisi air pada botol.
Percobaan 2 (Tutup Botol Dipasang)
1. Mengisi botol A dengan air, kemudian mengamati air yang keluar dari masing-masing lubang.
2. Mengisi botol A dengan air. Kemudian menjatuhkan botol A dari ketinggian kurang lebih 1 meter, dan mengamati kondisi air pada botol.
3. Mengisi botol A dengan air. Kemudian melemparkan botol A vertikal ke atas dan mengamati kondisi air pada botol.
4. Mengisi botol B dengan air, kemudian mengamati air yang keluar dari masing-masing lubang.
5. Mengisi botol B dengan air. Kemudian menjatuhkan botol B dari ketinggian kurang lebih 1 meter, dan mengamati kondisi air pada botol.
6. Mengisi botol B dengan air. Kemudian melemparkan botol B vertikal ke atas dan mengamati kondisi air pada botol.
Percobaan 3
1. Mengisi gelas plastik dengan air dan meletakkan sedotan dengan posisi seperti gambar berikut.
2. Meniup sedotan dengan kuat dan mengamati perubahan yang terjadi.
F. TABEL PENGAMATAN:
1. Botol A (botol yang dilubangi secara vertikal)
2. Botol B (botol yang dilubangi secara horizontal)
3. Pengamatan pada gelas plastik
Pada saat bagian ujung atas sedotan ditiup, bagian sedotan yang sobek tidak langsung memancarkan air. Air dari dalam gelas terlebih dahulu naik ke bagian sedotan yang sobek lalu memancarkan air. Air memancar kencang diikuti dengan bunyi nyaring seperti siulan.
G. ANALISA DATA:
1. Bandingkan jarak pancaran air pada ketiga lubang pada botol A!
Jarak pancaran air pada ketiga lubang pada botol A tidak sama. Jarak pancaran air pada lubang satu sangat jauh dibandingkan jarak pancaran air pada lubang 2 dan 3, dikarenakan tekanan pada dasar botol lebih besar. Pada lubang 2 jarak pancaran airnya lebih pendek dari lubang 1, hal ini disebabkan oleh tekanan pada lubang 2 lebih kecil dari lubang 1. Sedangkan pada lubang 3 pancaran airnya lebih pendek dari lubang 2, hal ini disebabkan oleh tekanan yang berada dalam lubang 3 lebih kecil dari lubang 2. Jadi, jarak pancaran air lubang 1 > lubang 2 > lubang 3.
2. Bandingkan jarak pancaran pada ketiga lubang pada botol B!
Jarak pancaran air pada ketiga lubang pada botol B adalah sama. Hal ini dikarenakan ketiga lubang memiliki tinggi yang sama, sehingga memiliki tekanan yang sama dan menghasilkan jarak pancaran yang sama pula. Jadi, jarak pancaran lubang 1 = lubang 2 = lubang 3.
3. Bandingkan jarak pancaran air pada botol A dan B!
Pada botol A, posisi paling bawah (lubang 1) memiliki tekanan paling besar dibandingkan posisi di atasnya (lubang 2 dan lubang 3). Hal inilah yang menyebabkan air yang keluar melalui lubang paling bawah memiliki laju air yang lebih besar dibandingkan dengan kedua lubang yang lain. Sedangkan pada botol B, jarak pancaran air pada ketuga lubang adalah sama. Ini dikarenakan posisi ketiga lubang yang sejajar dan tekanan yang sama pula, sehingga jarak pancaran menjadi sama. Namun, arah pancaran air berbeda dikarenakan posisi lubang yang melingkar pada botol.
4. Pembahasan Mengenai Percobaan pada Gelas Plastik:
Ketika udara ditiupkan di atas sedotan, kecepatan udara di atas sedotan menjadi besar sehingga tekanannya kecil, sedangkan tekanan di dasar air lebih besar sehingga air bisa naik. Air naik akibat terkena tiupan udara. Ketika air sudah sampai di ujung sedotan yang sobek, air akan menyembur.
H. KESIMPULAN:
Dari percobaan yang saya lakukan dapat ditarik kesimpulan, bahwa lubang yang posisinya paling rendah memiliki laju air yang lebih cepat dan jarak pancaran yang lebih jauh dibandingkan dengan yang lain. Hal ini dikarenakan pada posisi paling rendah tekanan yang dialaminya lebih besar daripada posisi paling atas. Sehingga, dengan tekanan yang besar membuat aliran dari fluida mengalir lebih cepat. Kemudian ketika udara ditiupkan di atas sedotan, kecepatan udara di atas sedotan menjadi besar sehingga tekanannya kecil, sedangkan tekanan di dasar air lebih besar sehingga air bisa naik dan memancar. Jadi, praktikum ini sudah sesuai dengan teori hukum Bernoulli.
I. SARAN:
Sebaiknya bersungguh-sungguh dan lebih sabar dalam melaksanakan praktikum guna memperoleh hasil praktikum yang benar dan maksimal. Pada saat menjatuhkan atau melepaskan botol ke tanah, diperlukan ketelitian dalam mengamati kondisi air, apakah air keluar atau tidak, juga pada saat melempar botol ke atas, diperlukan ketelitian dalam mengamati kondisi air, apakah air keluar atau tidak. Selain itu, sebaiknya ketika meniup air dengan sedotan dilakukan dengan tiupan yang kuat agar air dapat memancar dengan jelas.
J. REFERENSI:
Terima Kasih Atas Kunjungan Anda
Judul : Laporan Praktikum Fisika - Percobaan Azas Bernoulli
Diterbitkan Oleh : Muhammad Thomas Wildan
Jika ingin mengutip artikel ini, dimohon untuk mencantumkan link yang menuju ke artikel Laporan Praktikum Fisika - Percobaan Azas Bernoulli. Terima kasih.
Judul : Laporan Praktikum Fisika - Percobaan Azas Bernoulli
Diterbitkan Oleh : Muhammad Thomas Wildan
Jika ingin mengutip artikel ini, dimohon untuk mencantumkan link yang menuju ke artikel Laporan Praktikum Fisika - Percobaan Azas Bernoulli. Terima kasih.
Label:
Fisika
salam berproses dan semangat berkarya