LAPORAN

FISIKA DASAR

MODUL 6

PIPA U

Nama :Rikky Triyadi

Npm :240110097001

Tgl /Jam :10 November 2009/15.00-18.00

Asisten :Dini

TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2009

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Suatu fluida dalam sebuah pipa yang berbentuk U akan bergerak atau

diam.Apabila zat cair dalam pipa setimbang maka zat cair tersebut akan

diamtetapi apabila diberikan perlakuaan dengan cara salah satu permukaan zat

cair dibuat lebih tinggi dari yang lain.Sehingga zat cair tersebut akan bergerak

secara periodik naik turun sampai keadaannya kembali ke posisi setimbang.Hal itu

merupakan salah satu sipat fluida yang disebabkan oleh gaya luar berupa tekanan

udara dan percepatan gravitasi yang menyebabkan fluida menjadi bergerak dan

berhenti saat zat cair tersebut kembali setimbang.

Sipat fluida tersebut dapat dimanfaatkan untuk mencari besar percepatan

gravitasi di suatu tempat dengan melakukan percobaan yang menunjukan adanya

indikasi percepatan gravitasi mempengaruhi gerak fluida pada sebuah pipa yang

berbentuk U.Hal itu dilakukan dengan cara menghitung waktu yang dibutuhkan

zat cair untuk melakukan satu getaran / osilasi, yaitu gerak bolak balik yang

berlangsung secara periodik melalui titik kesetimbangan.Dengan

demikian,percepatan gravitasi di suatu tempat dapat dihitung dengan bantuan

periode getaran zat cair tersebut.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan pada percobaan ini adalah menentukan besar percepatan gravitasi di

suatu tempat dan faktor yang mempengaruhinya.

BAB II

TIJAUAN PUSTAKA

Tekanan

Tekanan (P) yang diberikan oleh sebuah gayayang bekerja pada suatu

benda,bergantung pada besar gaya F dan luas permukaan benda A.Secara

matematis tekanan dapat dirumuskan sebagai:

P= FA

Tekanan oleh fluida tak bergerak

Besar tekanan di suatu titik di dalam zat cair tak bergerak sebanding dengan

kedalaman titik itu(h) dan sebanding dengan massa jenis (ρ ¿ zat cair

tersebut.Secara matematis besarnya tekanan pada fluida tak bergerak dapat

dirumuskan sebagai:

P = ρ .g .h

Hukum utama hidrostatis

Tekanan pada titik yang mempunyai kedalaman sama adalah sama.Secara

matematis dirumuskan sebagai:

PA = PB = PC = Po + ρ .g .h

PA = tekanan dit titik C

PB = tekanan di titik D

PC = tekanan di titik C

Po = tekanan udara

ρ = massa jenis

g = percepatan gravitasi

h = kedalaman titik

Getaranatau osilasi

Getaran adalah gerak bolak balik yang berlangsung secara periodik melalui titik

kesetimbangan.Besaran-besaran pada benda yang mengalami getaran adalah:

1. Simpangan getaran

Adalah jarak dari kedudukan setimbang ke kedudukan pada suatu saat.

2. Amplitudo getaran( A )

Amplitudo getaran adalah simpangan maksimum /jarak maksimum dari

titik kesetimbangan.

3. Periode getaran ( T )

Adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran.Secara

matematis periode getaran dirumuskan sebagai:

T =2π √ lg

Dengan

l = panjang kolom cair (m)

g = percepatan gravitasi(m/s2)

π = 3.14

4. Frekuensi getaran

Adalah banyaknya getaran tiap satuan waktu.Secara matematis

dirumuskan sebagai:

F = 1T

= 12π

√ gl

Gravitasi

Menurut hukum Newton gravitasi semesta dapat dirumuskan sebagai:

F =G.m .M

R2

Dengan :

F = gaya tarik menarik antara planet dan bumi

m = massa planet

M =massa matahari

R = jari-jari orbit planet mengitari matahari

G = tetapan gravitasi umum

Ternyata rumus di atas berlaku untuk setiap interaksi antar partikeldi alam

semesta.Karena F = W = m.g (gaya berat benda dipermukaan bumi),sehingga

diperoleh: G.m .M

R2 = m.g → g = G ..M

R2

Gerak harmonik sederhana

Gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak bolak-balik yang

memenuhi hukum hooke dan percepataannya sebanding dengan simpangan dari

titik acuan O (posisi setimbang) serta arahnya selalu menuju titik O.

Energi pada osilator harmonik sederhana

Untuk menaikan dan menurunkan permukaan zat cair pada pipa diperlukan

kerja.dengan demikian energi potensial disimpan pada zat cair yang turun atau

naik.Sehingga energi zat cair pada pipa U adalah Ep =12

.g.A2.Berarti,karena

energi mekanik total E dari sistem merupakan jumlah energi kinetik dan potensial

maka didapat energi total, yaitu E =12

.g.A2 + 12

.g.A2.Pada amplitudo zat cair penuh

/titik kritis zat cair berhenti sebentar pada waktu berubah arah sahingga v = 0

maka E = 12

.g.A .Pada saat di titik setimbang ,A = 0,semua energi merupakan

energi kinetik maka E = 12

.g.A2 .Dari kedua persamaan didapatkan :

12

.g.A2 = 12

.g.A2 → A2

V 2 = lg

→ AV

=√ lg ………….(1)

Periode dan sipat sinusiodal GHS

Periode zat cair yang berosilasi didapat dari analogi dengan benda yang berosilasi

membentuk lingkaran.Bayangkan massa m yang berputar berlawanan jarum

jamdan membentuk lingkaran dengan radius A serta laju konstan Vo di atas

meja.Jika dilihat dari atas gerak tersebut merupakanlingkaran pada bidang xy

tetapi jika dilihat dari samping terlihat gerak osilasi mundur maju.Hal itu

berdasarkan persamaan cara perhitungan maka GHS sama dengan gerak yang

berosilasi membentuk lingkaran.Sehingga periode pada osilasi zat cair pada pipa

U dapat dicari dari rumus kecepatan pada lingkaran penuh.

V =keliling lingkaran( jarak)

periode

Vo = 2π AT

→ T =2πAVo

Dari persamaan satu didapatkan AV

=√ lg maka:

T =2πAVo

= 2π √ lg

T =periode(s);

A=amplitudo(m);

l=panjang kolom zat cair(m)

g = percepatan gravitasi(m/s2 )

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Alat dan bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah;

Pipa U

Kabel/benang untuk mengukur panjang kolom zat cair

Air

Alat ukur panjang(penggaris)

3.2Prosedur percobaan

Prosedur percobaan pada percobaan ini adalah:

Ukur panjang kolom zat cair dengan benang

Buatlah kedudukan zat cair tidak sam tinggi dan tutup lubang pipa dengan

jari,kemudian lepaskanlah dan ukur waktu (t)pada tiap lima kali ayunan

Hitunglah g dari percobaan ini

Bandingkan dengan literatur ( g = 9.78 m/s2)