bernoulli kelompok 1 (2015)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, kita banyak sekali mengalami kejadian-kejadian alam yang sangat menakjubkan. Mulai dari fenomena alam yang dapat dijelaskan dengan ilmu pengetahuan ataupun berdasarkan dari pengalaman atau cerita-cerita dari leluhur. Fenomena -fenomena diatas biasanya terjadi dengan tidak sengaja ataupun disengaja oleh manusia.

Tanpa kita sadari sebenarnya hampir semua dari fenomena tersebut dapat dijelaskan dengan kajian – kajian ilmu ilmiah. Dalam hal ini, salah satu ilmu yang dapat menjelaskan beberapa fenomena diatas adalah ilmu mekanika fluida dan hidrolika. Dalam konsentrasi ilmu ini hampir semuanya membuat bahan mengenai prinsip – prinsip dan sifat dari fluida.

Fenomena – fenomena yang terjadi dalam dialam semesta yang berhubungan dengan mekanika fluida dan hidrolika beberapa diantaranya dapat dijelaskan dan dihitung dengan menggunakan prinisp Bernoulli, seperti penyebab terjadinya gaya angkat pada sayap pesawat, penyebab muncratnya air dari mulut parfum dan penyebab perbedaan kecepatan aliran pada benda atau tanki yang besar.

Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan. Oleh karena itu, yang termasuk fluida hanyalah zat cair dan gas. Mekanika fluida yang mengkaji fluida bergerak adalah (Hidrodinamika). Fluida yang saat ini dilakukan percobaan adalah fluida dinamis.

Fluida dinamis disebut juga fluida bergerak atau fluida mengalir jika fluida itu mengalir atau bergerak dilingkaran sejajarnya. Bila benda dalam keseimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya maka akan mengalami perubahan bentuk langsung dan bergerak, inilah yang disebut aliran. Fluida dapat digolongkan kedalam cairan dan gas, perbedaan – perbedaan utama antara cairan dan gas adalah sebagai berikut :

a. Cairan praktis tak kompresibel dan gas kompresibelb. Cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan

bebas,sedangkan gas dengan massa – massa tak tentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian dari tempatnya.

Prinsip bernoulli adalah sebuah istilah dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida. Peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekana pada aliran tersebut, prinsip ini sekiranya menyatakan penyelesaian dari persamaan bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titk didalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi ditik lain pada jalur yang sama.

Hukum Bernoulli adalah hukum yang berdasarkan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum ini menyatakan bahwa junlah tekanan (p) energinya sesudah persatuan ukuran dan enrgi potensial persatuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanajang garis lurus dari kedua hal tersebut.

1.2 Tujuan Praktikum

Adapun tujuan praktikum Bernoulli, yaitu :a. Untuk mendemonstrasikan Hukum Bernoulli.b. Untuk mengukur tekanan sepanjang Venturitube.c. Untuk megetahui definisi tekanan statis, dinamis dan

stagnasi.

1.3 Manfaat Praktikum

Adapun manfaat perbedaan ini adalah :a. Mahasiswa dapat mengetahui tentang aplikasi dari hukum

bernoulli.b. Mahasiswa dapat mendemonstrasikan hukum bernoulli.c. Mahasiswa dapat mengetahui definisi tekanan statis dan

tekanan dinamis.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Air

Air merupakan senya yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang di ketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hamper s 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil3) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (ait asin)dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), kan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap airdan laitan es. Air dalam pnbyek-obyek tersebut bergerag mengikutisuatu siklus air, yaitu melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air , sungai, muara) menuju laut.

Air adalah subtansi kimia dengan rumus kimia H2O. Suatu molekul air tesusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada suatu atom hydrogen. Air berifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature 273.15 K (00 C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting , yang memliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam, gula, asam, beberapa macam gas dan beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

2.2 Tekanan

Tekanan adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya persatuan luas. Satuan tekanan sering di gunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Tekanan di rumuskan sebagai berikut:

............................... (2.1)

Keterangan:P= tekanan (Pa)F= gaya (N)A= luas permukaan (m2)

Rumus dari tekanan dapat juga di gunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang di asah dan prmukaanya menipis menjad tajam. Semakin kecil luas permukaan dengan gaya yang sama akan mendapatkan tekana yang lebih tinggi.

Tekanan hidristatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat ciran tersebut mengeluarkan tekanan.

Tekanan sebuah cairan tergantung pada kedalaman suatu cairan di dalam sebuah runcing atau gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut.

Hubungan antara tekanan , gravitasi, dan kedalaman di rumuskan sebagai berikut :

................... (2.2)Keterangan :P = tekanan (Pa)

= massa jenis (kg/m3)percepatan grafitasi (m/s2)

Tekanan secara sederhana di defensikan sebagai gaya (f) per satuan luas (A) di mana sebuah fluida berada disekelilingnya. Pada fluida cair tekanan akan berfariasi. Pada dasar wadah akan sama nol pada permukaan atasnya. Tekanan dalam fluida di bedakan menjadi 3 yaitu :

2.2.1 Tekanan statis

Pada keadaan diam, tekana bekerja dengan sama besar ke segala arah. Karakteristik ini membuat fluida dapat mentransisikan gaya sepnjang sebuah pipa atau tabung yaitu jika suati gaya di berlakukan pada fluoda sebuah pipa maka gaya resebut akan di transisikan hingga ujung pipa.

Karena sifatnya yang tidak dapat dengan mudah di mamapatkan, fluda dapat menghasilkan tekanan normal pada semua permukaan yang terkontak dengannya. Pada keadaan diam (statis) , tekanan tersebut berifat isotiak yaitu bekerja dengan besar yang sama ke segala arah. Karakteristik ini membuat fluida dapat mentransisikan gaya sepnjang sebuah pipa atau tabung yaitu jika suati gaya di berlakukan pada fluoda sebuah pipa maka gaya resebut akan di transisikan hingga ujung pipa. Jika terdapat gaya yang di transisikan maka fluida akan bergerak dalam arah yang sesuai denagn arah gaya resultan.

Volume kecil fluida pada kedalam tertentu dalam sebuah bejana akan memberikan tekanan ke atas untuk mengimbangi berat fluida yang ada di atasnya. Untuk suatu volume yang sangat kecil teganganya dalah sama ke segala arah dan membuat.

…………. (2.3)

Keterangan: P= tekanan (Pa)

= massa jenis (kg/m3) = percepatan gravitasi (m/s2)

= tinggi tekana fluida (m)2.2.2 Tekanan dinamis

Jika fluida tersebut dalam keadaan bergerak , maka tekanan yang timbul pada setiap sekelilingnya akan bergantung pada pergerakan sehinnga , jika mengukur besarnya tekanandalam air yang mengalir dalam pipa yang di tutup, kitaa mungkin mendapatkan besarnya tekanan tersebut berbeda dari keadaan sebuah piapa di buka.

Fluida dinamis atau hirolika yitu ilmu yang memnpelajari tentang zat cair atau fluida yang bergerak. Saat keran mengis bak mandi , air mengalir dari pipa besar menuju mulut keran dlam pipa, sehinnga kecepatan aliran pun berbeda akan tetapi debit air iru sama.

Tekanan dnamis adalah tekanan yang di alami akibat perhgerakan fluida, sehinnga tekanan akan berbeda-beda pula pada bagian-bagian kecepatan fluidanya.

……………… (2.4)

Keterangan:P= tekanan (Pa)

= massa jenis (kg/m3) = kecepatan (M/S)

Jka suatu fluida dalam keadaan bergerak , maka tekana yang timbul pada setiap sekelilingnya akan bergantung pada pergerakannya , sehingga jika kita mengukur besarnya tekanan dari air, berbeda dari keadaan setelah pipa di buka.

Secara matematis :

................ (2.5)

Keterangan :V= kecepatan fluida (m/s)

Pt= tekanan stagnasiPs= tekanan statis D= densitas fluida

2.2.3 Tekanan total

Tekanan total sangat di pengaruhi olebh tekanan tstatis dan tehkanan dinamis, di mana tekanan total merupakan gabunagn tekanan statis dan tekanan dinamis.

Htot= hdinamis + hstatis ............. (2.6)

Keterangan :Htot= tekanan total (m)hdinamis = tekanan dinamis (m)hstatis = tekanan statis (m)

2.2.4 Tekanan hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjdi di bawah air. Tekanan ini terjad karena adnya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan takanan. Tekanan sebuah cairanbergantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan grvitasi juga menentukan tekanan air tersebut. Hubungan ini di rmuskan sebagai berikut :

Ph = .............................. (2.7)

Keterangan:Ph= (Pa)

= massa jenis zat cair (m/s2)2)

Tekanan hidrostatis (Ph) adalah tekanan yang di lakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya. Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana dan jumlah zat cair dalam bejana , tetap tervgantung pada luas dasar bejana (A), tinggi (h) , dan massa jenis zat cair ( ) dalam bejana.

Pt = P0 + Ph ............................ (2.8)

Keterangan:Pt = tekanan total (Pa)P0= tekanan udara luar (Pa)Ph= tekanan hidroratik (Pa)

Hukum utama hidrostatik menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogeny , memiliki tekanan total yang sama walupun bentuk stiap tabung berbeda.

2.3 Kecepatan

Kecepatan adalah besaran vector yang menunjukkan seberapa benda berpindah . besar dari vector ini di sebut debgan kelajuan dan di nyatakan dalam satuan meter per sekon (m/s). Kecepatan di rumuskan sebagai berikut :

V=s x t ........................ (2.9)

Keterangan :

V= kecepatan (m/s)S = jarak (m)t = waktu tempuh (s)

besarnya kecepatan akan di pengaruhi besarnya fluida yang mengalir dalam suatu pipa. Persamaam kecepatan aliran dapat di lihat pada rumus berikut :

.............................. (2.10)

Keterangan:V= kecepatan aliran (m/s)Q= debit (m3)A= luas penampang (m2)

Penentuan kecepatan di sejumlah titik pada suatu penampangmemungkinkan untuk membantu dalam menentukan besarnya kapasitas aliaran sehingga pengukuran kecepatan merupakan fase yang sangat penting dalam menganalisa suatu aliran fluida. Kecepatan dapat di peroleh dengan melakukan pengukuran terhadap waktu yang di butuhkan sautu partikel yang di kenali untuk bergerak sepanjang jarak yang telah di tentukan.

2.3.1 Kecepatan kalkulasi (vcal)

Kecepatan kalkulasi (vcal) adalah kecepatan berdasarkan hitungan,. Nilai dari kecepatan ini di hasilkan dari perhitungan pada percobaan aliran fluida yang tak termampatkan. Percepatan dari kecepatan kalkulasi (vcal) adalah:

V=Q/A ........................... (2.11)Keterangan :V= kecepatan (m/s)Q= debit (m3/s)A = luas penampang (m2)

2.3.2 Kecepatan asli (vmeas)

Kecepatan asli (vmeas) adalah kecepatan berdasarkan debit dan luasan venture tube. Kecepatan ini di sebut juga kecepatan sebenarnya. Persamaan dari kecepatan asli adalah :

v = ................ (2.12)keterangan :v = kecepatan (m/s)g = percepatan gravitasi (m/s2)

hdyn = ketinggia diamis (m)

2.4 Debit

Debit adalah laju alira air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam system satuan SI besarnya debit di nyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dtk). Dalam laporan-laporan teknis debit aliran biasanya di tunjukkan dalam bentuk hidrograf aliran. Hidrogaraf aliran adalah suatu perilaku debit sebagai respon adanya perubahan karakteristik biogeofisik yang berlangsung dalam satuan DAS atau adanya perubahan karakteristik iklim lokal.

Debit merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tamping dalam tiap satu satuan waktu. Aliran air di katakana memiliki sifat ideal apabila air tersebut berpindah tanpa mengalami gesekkan yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dalam gerakannya beraturan akibat penagruh gravitasi bumi.

Debit air dapat di hitung dengan memakai rumus sebagai berikut :

Q= A.V ..................... (2.13)Keteranagan:Q= debit air (m3/s)A= luas penampang (m2)V= kecepatan fluida (m/s)

2.5 Persamaam Bernoulli

Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan energi kinetic per satuan volume selalu bernilai sama pada setiap

titik sepanjang garis arus , begitupun energy potensial per satuan volume.

Gambar 2.1 Prinsip Bernoulli

Keadaan 1 dan keadaan 2 di hubungkan dengan persamaan Bernoulli berikut:

P1 + ½ pv12 + gh = P2 + 1/2 .v2

2 + gh2 ......... (2.14)

Keterangan :P1 dan P2 = tekanan dititik 1 dan 2 (N/m2)V1 dan V2 = kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/s)G = percepatan gravitasi (m/s2)½ v1 dan 1/2 v2

2 = energy kinetik per satuan volume di titik 1 dan 2 (J)

gh1 dan gh2 = energy potensial persatuan volume di titik 1 dan 2 (J)

Penurunan persamaan bernoulli untuk aliran sepnjang garis arus di dasarkan pada hukum II Newton tentang gerak (F=m.a). persamaan ini di turunkan berdasarkan anggapan sbagai berikut:

a) Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan (kehilangan energy akibat gesekan adalahh nol)

b) Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan ( rapat massa zat cair adalah konstan)

c) Aliran adalah kontinyu dan sepanjang garis arusd) Kecepatan alirann adalah meratadalam suatu penampange) Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.

Gambar 2.1 menunjukkan elemen berbentuk silinder dari suatu lubang arus yang bergerak sepanjang garis arus dengan kecepatan dan percepatan di suatu tempat dan suatu waktu adalah v dan a, panjang tampang lintang dan rapat massa elemen tersebut adalah ds, da, dan P sehinngga berat elemen adalah ds, dadan pg. oleh karena tidak ada gesekan maka gaya-gaya yang bekerja hanya gaya tekanan pada ujung elemen dan gaya berat.

Hasil kali dari massa elemen dan percepatan harus sama dengan gaya-gaya yang bekerja pada elemen.

Gambar 2.2 elemen zat cair bergerak sepanjang garis arus(Bambang Triadmojo.Hidraulika 1)

Persamaan Bernoulli untuk aliran menetap satu dimensi , zat cair ideal dann tak kompresibel persaam ini merupakan bentuuk matematis dari kekekalan energy di dalam aliran zat cair.

.......................... (2.15)

Keterangan :Z= elevasi (tinggi tempat)

= tinggi tekanan

= tinggi kecepatan

Konstanta integrasi c adalah tinggi energy total, yang merupakan jumlah dari tinggi tempat , tinggi tekanan dan tinggi kecepatan, yang berbeda dari satu garis arus yang satu ke garis arus yang lain. Oleh karena itu persamaan tersebut hanya berlaku untuk titik-titik pada suatu garis arus.

Persamaan Bernoulli dapat di gunakan untuk menetukan garis tekanan dan tenaga (gambar 2.3). Garis tenaga dapat di tunjukkan oleh elevasi muka air pada tabung pitot yang besarnya sama dengan tinggi tohtal dari konstanta Bernoulli. Sedang garis tekanan dapat di tunjukkan oleh elevasi muka air di dalam tabung vertical yang di sambung pada pipa.

H = ................................. (2.16)

Gambar 2.3 Garis tenaga dan tekana pada zat cair ideal(sumber: Bamabang Triadmojo. Hidarulika I)

Pada aliran zat cair ideal, garis tenaga mempunyai tinggi tetap yang menunjukan jumlah dari tinggi elevasi, tinggi tekanan dan tinggi kecepatan. Garis tekanan menunjukan jumlah dari tinggi elevasi dan tinggi tekanan z + p / yang bias naik atu turun pada arah aliran dan tergantung pada luas tampang aliran. Di titik A dimana tampang aliran lebih kecil dari titik B akan menyebabkan tinggi kecepatan di A lebih besar dari di titik B, mengingat VA lebih besar dari Vb . akibatnaya tinggi tekanna di titik A lebih kkecil dari B. Dari gambar 2.3 , karena diameter sepanjang pipa tidak seragam maka garis tekanan berupa garis lengkung.

Tinggi tekanan di titik A da B yaitu hA = PA / dan hB = PB / adalah tinggi kolom zat cair yang beratnya tiap satuan luas

memberikan tekanan seberapa PA= hA dan PB= hB. Oleh karena itu tekanan P yang ada pada persamaan Bernoulli biasa di sebut dengan tekanan statis.

Aplikasi persamaan Bernoulli untuk kedua titik di dalam medan aliran akan memberikan :

ZA ZB ................ (2.17)

Keterangan :Z = elevasi (tinggi tempat)

= tinggi tekanan (m)

= tinggi kecepatan (m)

Yang menunjukan bahwa jumlah tinggi elevasi , tinggi tekanan dan tinggi kecepatan di ketahui titik-titiknya adalah sama. Demikian garis tenaga pada aliran zat cair ideal adalah konstan.

2.6 Persamaan Bernoulli untuk zat cai rill

Untuk zat cair rill (viskos) dalam aliran zat cair akan terjadi kehilangan tenaga yang harus di perhitungkan dalam aplikasi persamaan Bernoulli. Kehilangan tenaga dapat terjadi karena adanya gesekan zat cair dan dnding batas. (hf) atau karena adanya perubahan tampang aliran (he). Kehilangan tenaga di sebabakan karena gesekan di sebut dengan kehilangan tenaga primer, sedangakan kerena perubahan aliran tampang di kenal sebagai kehilangan tenaga sekunder. Kehilangan tenaga biasa dinyatakan dalam tinggi zat cair.

Gambar 2.4 Persamaan Bernoulli zat cair Rill

Dengan memperhitungkan kedua kehilangan tenaga yaitu primr dan sekunder, maka persamaan Bernoulli antara dua tampang aliran (titik 1 dan 3) menjadi:

Z1 Z3 + ........ (2.18)

Kehilangan tenaga dinyatakan dalam bentuk berikut:

h = k ........................... (2.19)

Untuk kehilangan tenaga primer:

K = f ...................... (2.20)

Untuk kehilangan tenaga sekunder

K = (1 )2 .................................. (2.21)

Keterangan:K= constantaV= kecepatan aliran (m/s)f = koefisien gesekanL= panjang pipa (m)D= diameter pipa (m)A1 = luas tampang pipa 1 (hulu) (m2)A2 = luas tampang pipa 1 (hilir) (m2)

2.7 Persamaan Bernoulli untuk head (s)

Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari head tekanan, head kecepatan dan head ketinggian adalah konstan panjang sebuah garis lurus.

+ = + konstan

Untuk kondisi diatas di mana terdapat h1 dan h2 maka persamaannya :

H1 = w12 / 2.g = h2 w2

2 / 2g + h.v ................... (2.22)

Keteranagan:H1 = head 1H2 = head 2W1 = laju aliran pada section 1 (m/s) W2 = laju aliran pada section 2 (m/s) H = head lossG = percepatan gravitasi (m/s2)

Laju aliran massa konstan untuk aliran reltif adalah sebagai berikut :

M1 = m2

M= v.pP1. V1 = p1 . v2

V1 = v2

V = A.WA1. W1 = A2. W2 = konstan

Keterangan :M= masaa (kg)P= tekanan (N/m2)V = kecepatan (m/s)

2.8 Profil kecepatan dalam venture tube

Venture tube menggunakan 6 titik pengukuran konferensi kecepatan pada setiap titik , terlihat pada gambar 2.5 dan table 2.1.

Ganbar 2.5 Enam titik pengukuran venture tubeSumber : Manual Bernoulli’s Principles Demonstration

Tabel 2.1 kecepatan pada 6 venturi tube

Point A(m2. 10-1) Reverence velocity w1 3,38 1,002 2,33 1,453 0.846 4,04 1,70 2,05 2,55 1,336 3,38 1,00

Sumber : manual bernoullis principle demonstration

2.9 Aplikasi Bernoulli

2.9.1 Tangki Tabung Berlubang

Gambar 2.6 Tangki Tabung Berlubang

Sumber : Asas Bernolli 2013

Untuk luas tabung di bandingkan denagan luas penampang tangki, maka kelajuan turunnya air pada titik 1 dapat di abaikan terhadap gerak sembarangnya pada titik 2 sehingga V1=0, maka persamaanya:

.g.h + 0 = 1/2 .v2

V2 = 2.g.h

V=

Keterangan : (kg/m3)

G= percepatan gravitasi (m/s)H= kedalaman (m)V = kecepatan (m/s)

2.9.2 Tabung Pitot

Gambar 2.7 Penampang Sebuah PitotSumber : Alvybor.blogspat.com

Lubang yang menuju ke kaki kanan manometer, tegak lurus dengan aliran udara. Karenanya, laju aliran udara yang lewat di lubang ini (bagian tengah) berkurang dan udara berhenti ketika tiba di titik 2. Dalam hal ini, v2 = 0. Tekanan pada kaki kanan manometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (P2).

Ketinggian titik 1 dan titik 2 hampir sama (perbedaannya tidak terlalu besar) sehingga bisa diabaikan. Ingat ya, tabung pitot juga dirancang menggunakan prinsip efek venturi. Mirip seperti si venturi meter, bedanya si tabung petot ini dipakai untuk mengukur laju gas alias udara. Karenanya, kita tetap menggunakan persamaan efek venturi

Tabung pitot adalah alat ukur yang kita gunakan untuk mengukur kelajuan gas/udara. Gas (misalnya udara) mengalir melalui lubang-lubang di titik a. Lubang ini sejajar dengan arah aliran yang di buat cukup jauh di belakang sehingga kelajuan dari tekanan gas di luar lubang-lubang tersebut mempunyai nilai-nilai seperti halnya dengan aliran bebas,

jadi Va=v (kelajuan gas), dan tekanan pada kaki kiri manometer tabung pitot sama dengan tekanan aliran gas (Pa).

2.9.3 Penyemprot Racun Serangga

Gambar 2.8 Penyemprot Racun SeranggaSumber : http ;//agient27.wordpress.com

Penyemprot Racun Serangga hampir sama prinsip kerjanya dengan penyemprot parfum. Jika pada penyemprot parfum kita menekan tombol, maka pada penyemprot racun serangga menekan masuk batang penghisap.

Ketika bola karet diremas, udara yang ada di dalam bola karet meluncur keluar melalui pipa 1. Karenanya, udara dalam pipa 1 mempunyai laju yang lebih tinggi. Karena laju udara tinggi, maka tekanan udara pada pipa 1 menjadi rendah. Sebaliknya, udara dalam pipa 2 mempunyai laju yang lebih rendah. Tekanan udara dalam pipa 2 lebih tinggi. Akibatnya, cairan parfum didorong ke atas. Ketika si cairan

parfum tiba di pipa 1, udara yang meluncur dari dalam bola karet mendorongnya keluar…

Biasanya lubang berukuran kecil, sehingga parfum meluncur dengan cepat… ingat persamaan kontinuitas, kalau luas penampang kecil, maka fluida bergerak lebih cepat. Sebaliknya, kalau luas penampang pipa besar, maka fluida bergerak pelan.

2.9.4 Cerobomg Asap

Gambar 2.9 cerobong AsapSumber : http://agiets27.wordpress

Asap hasil pembakaran memiliki suhu tinggi alias panas. Karena suhu tinggi maka massa jenis udara tersebut kecil. Udara yang massa jenisnya kecil mudah terapung alias bergerak ke atas.

2.9.5 Venturi Meter

http://agiets27.wordpress/

Gambar 2.11 Venturi MeterSumber : www.fluida.bergerak.html

Tabung venture adalah venture tube yaitu alat yang di pasang pada suatu pipa aliran untuk mengukurkelajuan zat cair. Untuk menentukan kelajuan aliran V1 di nyatakan dalam besaran-besaran luas penampang A1 dan A2 serta perbedaan ketinggian zat cair dalam ke dua tabung vertical h. zat cair yang akan di iku kelajuannya mengali pada titik-titik yang tidak memiliki perbedaan ketinggian (h1 – h2).

BAB IIIMETODE PRAKTIKUM

http://www.fluida.bergerak.html/

3.1 Waktu dan Tempat

3.1.1 Waktu

Hari/Tanggal : Kamis, 17 September 2015Waktu : 14.15 – Selesai Wita

3.1.2 Tempat

Praktikum Bernoulli di laksanakan di laboratorium Keairan, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo, Kendari, Sulawesi Tenggara.

3.2 Alat dan Bahan3.2.1 Alat

Adapun alat yang di gunakan yaitua. alat uji prinsip Bernoulli’s Principle Demonstrationb. benchc. kanebod. alat ukur waktu (stopwatch)e. papan dataf. blanko datag. alat tulis h. obengi. kameraj. selang

3.2.2 Bahan

Adapun bahan yang di gunakan dalam praktikum ini adalah air

3.3 Sketsa Alat Uji

Gambar 3.1 Bernoulii’s Principle Demonstrator

Keterangan:1. Papan peralatan 2. Pengukuran tekanan3. Pipa pembuangan 4. Katub pembuangan5. Venture tube dengan Q titik pengukuran6. Baut pengunci7. Proble untuk pengukuran tekanan8. Saluran air masuk9. Katub10.Tabung pengukuran

3.4 Prosedur Percobaan

Adapun prosedur percobaan pada praktikum ini adalah:1. Mempersiapkan segala kesiapan alat –alat yang akan di

gunakan saat praktikum Bernoulli2. Melettakan dan mengatur posisi peralatan Bernoulli ke atas

bench pada posisi yang benar3. Menyambungkan selang air pada peralatan dan memastikan

sambungan terpasang dengan baik4. Menyambungkan colokan stop kontak bench ke aliran

listrik5. Menyalakan bench denagan cara mmutar stop kontak dari

posisi off ke on yang berada paa bench kemudian menekan tombol on.

6. Membuka katub debit pada bench sehingga air dapat mengalir dengan baik dar tangki ke peralatan Bernoulli.

7. Mengatur bukaan katub masuk dan keluar pada peralatan Bernoulli

8. Seblum membaca dan mencatat data tekanan pada alat ukur, terlebih dahulu kita mengatur alat Bernoulli denagn menggunakan penyetel katub yang terdpat pada alat ukur (pastikan tidaka ada gelembung pada selang tinggi tekanan)

9. Mengatur ketinggian tekanan htot pada manometer di alat Bernoulli

10.Mengatur ketinggian tekanan htot pada manometer dan menarik drable yang terhubung pada venture tube secara bertahap dari titik 1 sampai titik 6 dan mancatat ketinggian tekanan htot pada masing-masing tinggi pada venture tube.

11.Mengulangi langkah 8, 9, 10 dengan volume 10 liter12.Mencata waktu pada masing-masing volume dengan

mempersiapkan stopwatch sebanyak 3. Setelah itu menutup katub pada bench lalu memulai perhitunganpada saat air naik ke tabung volume sampai pada volume 10 liter, stopwatch di hentikan lalu mencatat waku yang tertera pada stopwatch, begitu pula untuk volume 10 liter data percobab ke 2 dan ke 3 dilakukanenagn cara yang sama.

13.Mematikkan bench dengan cara memutar stop kontak yang berada pada bench dari tombol on ke off kemudian menekan tombol off.

14.Mencabut aliran stop kontak dari aliran listrik15.Menurunkan alat Bernoulli dari bench

16.Membersihkan alat.

BAB IV

ANALISA DATA

4.1 Data Pengamatan

4.1.1. Data pengamatan percobaan I

Tabel 4.1 data pengamatan pada percobaan I

V

(liter)

t

(s)

h tot

(m)

h statis

(m)

A

(m²)

12

179,19

169,96

164,51

161,51

165,74

165,73

0,14

0,14

0,14

0,14

0,14

0,14

0,115

0,11

0,05

0,085

0,9

0,95

3,386 x 10-4

2,235 x 10-4

0,846 x 10-4

1,702 x 10-4

2,552 x 10-4

3,386 x 10-4

Sumber : data hasil pengamatan Bernoulli percobaan I, 2015

4.1.2. Data pengamatan percobaan II

Tabel 4.2 data pengamatan pada percobaan II

V

(liter)

t

(s)

h total

(m)

h statis

(m)

A

(m²)

14

204,13

203,78

203,84

205,21

204,21

204,27

0,215

0,215

0,215

0,215

0,215

0,215

0,195

0,195

0,135

0,165

0,17

0,175

3,386 x 10-4

2,235 x 10-4

0,846 x 10-4

1,702 x 10-4

2,552 x 10-4

3,386 x 10-4

Sumber : hasil pengamatan Bernoulli percobaan II, 2015

4.1.3. Data pengamatan percobaan III

Tabel 4.3 data pengamatan pada percobaan III

V

(liter)

t

(s)

h total

(m)

h statis

(m)

A

(m²)

0,009

207,76

209,83

206,6

204,06

204,27

204,56

0,175

0,175

0,175

0,175

0,175

0,175

0,135

0,13

0,065

0,1

0,11

0,11

3,386 x 10-4

2,235 x 10-4

0,846 x 10-4

1,702 x 10-4

2,552 x 10-4

3,386 x 10-4

Sumber : hasil pengamatan Bernoulli percobaan III

4.2 Analisa data

4.2.1 Perhitungan pada percobaan 1

Diketahui : v = 0,065 m³

g = 9,81 m/s2

=

=

= 71,9 s

Q =

=

= 9,04 x 10-5 m3/s

Ditanyakan : hdyn……?

Vcal……..?

Vmeas……?

Penyelesaian :

a. Untuk A1 = 3,386 . 10-4 m2

a. Hdyn = htot – hstat

= 0,292 – 0,205

= 0,087 m

b. Vcal =

=

= 0,267 m/s

c. V meas =

=

= 1,306 m/s

b) Untuk A2 = 2,335.10-4 m2


= 0,293 – 0,200

= 0,093 m

b. Vcal =

=

= 0,378 m/s

c. Vmeas =

=

= 1,351 m/s

c) Untuk A3 = 0,846.10-4

a. hdyn = htot – hstat

= 0,293 – 0,165

= 0,128 m

b.Vcal =

=

= 1,069 m/s

c.V meas =

=

= 1,585 m/s

d) Untuk A4 = 1,702.10-4 m2


= 0,291 – 0,185

= 0,106 m

b.Vcal =

=

= 0,531 m/s

c.V meas =

=

= 1,442 m/s

e) Untuk A5 = 2,552.10-4 m2


= 0,291 – 0,190

= 0,101 m

b. Vcal =

=

=0,354 m/s

c.V meas =

=

= 1,408 m/s

f) Untuk A6 = 3,386.10-4 m2


= 0,291 – 0,190

= 0,101 m

b.Vcal =

=

= 0,267 m/s

c.V meas =

=

= 1,408 m/s

4.2.2 Perhitungan pada percobaan 2

Diketahui : v = 0,008 m³

g = 9,81 m/s2

=

=

= 71,9 s

Q =

=

= 1,113 x 10-.4 s


Vcal……..?

Vmeas……?

Penyelesaian :

a. Untuk A1 = 3,386.10-4 M2


= 0,235 – 0,190

= 0,045 m

b. Vcal =

=

= 3,29 m/s

c. Vmeas =

=

= 0,094 m/s

b. Untuk A2 = 2,335.10-4


= 0,235 - 0,185

= 0,050 m

b. Vcal =

=

= 0,477 m/s

c.V meas =

=

= 0,990 m/s

c. Untuk A3 = 0,846.10-4 m2


= 0,235 – 0,120

= 0,115 m

b. Vcal =

=

= 1,315 m/s

c. V meas =

=

= 1,502 m/s

d) Untuk A4 = 1,702.10-4 m2


= 0,235 – 0,160

= 0,075 m

b. Vcal =

=

= 0,654 m/s

c. Vmeas =

=

= 1,213 m/s

e) Untuk A5 = 2,552.10-4


= 0,235 – 0,169

= 0,066 m

b. Vcal =

=

= 0,436 m/s

c. Vmeas =

=

= 0,436 m/s

f) Untuk A6 =


= 0,28 – 0,16

= 0,12 m

b. Vcal =

=

= 0,24 m/s

c. Vmeas =

=

= 1,53 m/s

4.2.3 Perhitungan Percobaan 3

Diketahui : v = 0,0095 m3

=

=

= 66,100 s

Q =

=

= 1,437 x 10-4 s


Vcal……..?

Vmeas……?

Penyelesaian

a. Untuk A1 = 2,335.10-4


= 0,272 – 0,235

= 0,037 m

b. Vcal =

=

= 0,424 m/s

c. Vmeas =

=

= 0,852 m/s

b. Untuk A2 = 2,335.10-4


= 0,272 – 0,225

= 0,047 m

b. Vcal =

=

= 0,616 m/s

c. Vmeas =

=

= 0,960 m/s

c. Untuk A3 = 0,846.10-4


= 0,272 – 0,078

= 0,194 m

b. Vcal =

=

= 1,699 m/s

c.Vmeas =

=

= 1,951 m/s

d. Untuk A4 = 1,702.10-4


= 0,272 – 0,175

= 0,097 m

b. Vcal =

=

= 0,844 m/s

c. Vmeas =

=

= 1,380 m/s

e. Untuk A5 = 0,522.10-4


= 0,272 – 0,190

= 0,082 m

b. Vcal =

=

= 0,563 m/s

c. Vmeas =

=

= 1,268 m/s

f. Untuk A6 = 3,386.10-4


= 0,272 – 0,195

= 0,077 m

b. Vcal =

=

= 0,424 m/s

c. Vmeas =

=

= 1,229 m/s

Tabel 4.4 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Pada Percobaan I

Volume Waktu Ketinggian Debit Kecepatan (m/s)

( m3) t h tot h stat h dyn Vcal

55,82 0,31 0,235 0,075 2,47 x 10-1

62,42 0,31 0,23 0,08 3,74 x 10-1

0,005 60,40 59,75 0,31 0,175 0,135 8,368 x 10-5 9,89 x 10-1

59,60 0,31 0,205 0,105 4,92 x 10-1

60,25 0,31 0,215 0,095 3,28 x 10-1

60,01 0,31 0,22 0,09 2,47 x 10-1

Sumber : Hasil Perhitungan Analisa Data, 2015

Tabel 4.5 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Pada Percobaan II



85,52 0,28 0,18 0,1 0,24

85,90 0,28 0,175 0,105 0,37

0,007 85,60 85,54 0,28 0,115 0,165 8,184 x 10-5 0,97

85,30 0,28 0,15 0,13 0,48

85,59 0,28 0,155 0,125 0,32

85,30 0,28 0,16 0,12 0,24


Tabel 4.6 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Pada Percobaan III



113,21 0,242 0,155 0,087 0,23

113,40 0,242 0,15 0,092 0,35

0,009 112,90 113,51 0,242 0,095 0,147 7,929 x 10-5 0,94

114,08 0,242 0,125 0,117 0,47

114,20 0,242 0,13 0,112 0,31

113,28 0,242 0,135 0,107 0,23


4.4 Pembahasan

Berdasarkan pengukuran Bernoulli ini kami dari kelompok III (tiga) memperoleh Vcal (kecepatan berdasarkan hitungan) dan Vmeans (kecepatan berdasarkan debit dan luasan venture tube). Pada Vcal dan Vmeans di peroleh dengan garis hubungan Vcal di tiap tittik pengukuran. Hal ini bentuk venture tube pada tiap titik pengukurannya, di mana luas penampang terkecil pada venture tube terletak pada titik ke tiga.

Pada percobaan kali ini di bagi menjadi tiga tahap berdasarkan kecepatan aliran. Adapun factor-faktor yang kami analisa pada percobaan kali ini adalah perhitungan debit, ketinggian total (htot), ketinggian statis (hstst) , kecepatan berdasarkan hitungan (vcal) dan kecepatan berdsarkan debit dan luasan venture tube (Vmeas). Pada analisa hasil perhitungan berbeda pada masing-masing tahap percobaan.

Pada tahap pertama di dapatkan hasil pengukuran waktu sebanyak enam kali masing-masing sebesar 55,75 sekon, 62,42 sekon, 60,40 sekon, 59,60 sekon, 60,25 sekon dan untuk waktu ke enam adalah 60,01 sekon, sehingga

di peroleh waktu rata-rata ) sebesar 59,75 sekon. Volume yang kami

gunakan adalah 0,005 m3 dengan luas penampang pada tiap titik di venture tube dari titik A1 sampai titik A6 berurut-turut 3,386 x 10-4 m2, 2,235 x 10-4

m2, 0,846 x 10-4 m2, 1,702 x 10-4 m2, 2,552 x 10-4 m2, 3,386 x 10-4 m2. Dari pengukuran di atas, maka di peroleh hasil hasil dengan masing-masing titik denagn htotal masing-masing yaitu 0,31 m, 0,31 m, 0,31 m, 0,31 m, 0,31 m, dan 0,31 m. untuk hstatis maka di peroleh hasil-hasil untuk masing-masing titik dari titk A1 sampai A6 sebesar 0,235 m, 0,23 m , 0,175 m, 0,205 m, 0,215 m, dan 0,22 m. Untuk hdyn di peroleh dari hasil perhitungan secara berturut-turut sebesar 0,075 m, 0,08 m, 0,135 m, 0,105 m, 0,095 m, dan 0,09 m. Untuk kecepatan yang di analisa berdasarkan perrhitungan di peroleh masing-masing sebesar 2,47 x 10-1 m/s, 3,74 x 10-1 m/s, 9,89 x 10-1 m/s, 4,92 x 10-1 m/s, 3,28 x 10-1 m/s, dan 2,47 x 10-1 m/s. Sementara itu, untuk kecepatan berdasarkan debit dan luasan pada venture tube di peroleh 1,21 m/s, 1,25 m/s, 1,63 m/s, 1,44 m/s, 1,37 m/s, 1,33 m/s.

Untuk percobaan selanjutnya yaitu ppercobaan II dan III dapat di lihat pada hasil perhitungan analisa data pada sub bab 4.2.

Berdasarkan hasil perhitungan, hal tersebut di pengaruhi oleh luasan penampang pada titik-ptitik di venturi tube. Pada titik htot pada percobaan 1, 2, dan 3 dapat di lihat bahwa hstat menngalami penurunan tekanan di titik ke

3 secara drastis. Hal ini di sebabkan Karena pada titik ke 3 mempunyai luas penampang yang kecil sehingga tekanan yang di hasilkan juga kecil. Namun pada titik ke 4 terjadi kenaikan secara berangsur-angsur sampai pada titik ke enam. Hal ini di sebabkan karena pada titik ke 4, 5 dan 6 luas penampangnya membesar, sehingga tekananya menjadi besar.

Berbeda dengan hstat , untuk hdyn pada pengukuran dapat dapat di lihat pada grafik mengalami kenaikan pada titik 1, 2 kemudin naik pula secara drastis pada titik ke 3. Hal tersebut di sebabkan karena pada titi ke 3 mempunyai luasan yang kecil sehingga menghasilkan tekanan yang besar. Namun pada titik ke 4 terjadi penurunan secara berangsur-ansur sampai pada titik ke 6.

Untuk grafik hubungan htot, hsat , dan hdyn, pada tiap-tiap percobaan dapat dii lihat pada gambar 4.4, 4.5 dan 4.6. nilai untuk tekanan statis dan dinamis selaluu berbanding terbalik sehingga pada grafik , dapat di lihat hstat, hdyn, saling bersilangan.

Berdasarkan grafik antara Vcal dan Vmeas pada masing-masing percobaan terjadi peningatan dari titik 1, 2 dan pada titi 2 ke 3 terjadi peningkatan secara drastic. Hal ini di sebabkan karena pada titik ke 3mempunyai luasan yang kecil sehingga tekanannya membesar. Namun pada titik ke 4 dak ke 5 mengalami penurunan yang sangat drastis dan mulai kembali stabiil pada titik ke 6.

BAB VPENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulanyang dapat di peroleh dari percobaan Bernoulli ini yaitu :

1. Hukum Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan terhadap tekanan aliran. Bernoulli juga menyatakn bahwa jumlah energy pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya denagn jumlah energi pada jalur arah yang sama.

2. Besarnya tekanan yang terjadi di sepanjang venture tube di pengaruhi oleh luasan penampang pada titik-titik venture tube. Besarnya tekanan hsata

yang terjadi di sepanjang venture tube di pengaruhi oleh luas penampang besar maka tekanan yang di hasilkan akan membesar dan jika luas penampang kecil maka tekanan yang di hasilkan juga akan mengecil. Dan untuk nilai hdyn jika luas penampang membesar maka tekanan yang di hasilkan lebih kecil dan sebaliknya jika luasan penampang kecil tekanan akan membesar.

3. Tekanan statis adalah tekanan yyang di alami benda dalam zat cair yang diam, sehingga tekanan yang bekerja sama besar ke segala arah. Tekanan dinamis adalah tekanan yang terjadi akibat pergerakkan fluida, sehingga tekanan akan berbeda-beda pada bagian-bagiannya tetgantung kecepatan fluidanya.

5.2 Saran

Adapun saran saya agar praktikan diberikan modul atau buku pedoman supaya kegiatan praktikum lebih terarah.

DAFTAR PUSTAKA

http : //agiet27.wordpress.com / category/hukum-bernoulli

(di akses pada tanggal 23 September 2015 )

http : //alvyobor.blogspot.com/201_05-01-arvhive.html

(diakses pada tanggal 23 September 2015 )

http : // id.m.wikipedia.org/wiki/prinsip_bernoulli

( diakses pada tanggal 23 September 2015)

http: // id.m.wikipedia.org/wiki/air

( diakses pada tanggal 23 September 2015 )

http: // ISN. The Official Website Sipil S1. Htm


http: // Lorenskambuya.blogspot.com

(diakses pada tanggal 23 September 2015)

http: // mekanikafluida.files.wordpress.com


Triadmojo, Bambang.1993. Hidraulika I. Yokyakarta : Beta Offset.

Triadmojo, Bambang.1993. Hidraulika II. Yokyakarta : Beta Offset.

bernoulli kelompok 1 (2015)

Documents