Laporan Praktikum Dasar

Nama : Fiky Firdaus

NPM : 1006703345

Group : B9

Fak/Dept. : Mipa / Fisika

No. Percobaan : MR03

Nama Percobaan : Tekanan Hidrostatik

Tgl. Percobaan : 11 Oktober 2010

Kawan Kerja : Wan Barmawi

Iven Ganesja

Muh. Aldo Setiawan

Kurniadi Sukma Wijaya

Mohamad Rizki Fatria

Putri Mutia

Mhd.ihsan

Assisten : Gabriela

Tujuan

Mengukur massa jenis suatu cairan

Teori

Gambar 1. Memperlihatkan sebuah tabung berisi cairan. Tekanan di dasar tabung lebih besar dibanding dengan di atas tabung untuk menopang berat cairan di tabung . Massa cairan di tabung ini adalah :

m = ρV = ρAh … (1)

dan beratnya adalah

w = mg = ρAhg … ( 2 )

A = luas penampang tabung

Gambar 1.

Jika Po adalah tekanan di bagian atas dan P adalah tekanan di dasar tabung , maka gaya netto ke atas yang disebabkan oleh beda tekanan ini adalah PA – PoA. Dengan membuat gaya ke atas netto ini sama dengan berat cairan di tabung, kita dapatkan

PA – PoA = ρAhg ... ( 1 )

Atau

P = Po + ρgh ... ( 2 )

dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (9,8 m/s2) adalah nilai percepatan gravitasi, dan h adalah tinggi cairan.

Alat

1. Piranti sensor tekanan2. Silinder pejal ( d = 12.1 mm )

3. Termometer

4. Bejana (d = 16 mm)

5. Piranti penggerak silinder

6. Camcorder

7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

Prosedur Percobaan

Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian bawah halaman ini.

1. Aktifkan Web cam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !2. Perhatikan tampilan video dari peralatan yang digunakan!

3. Turunkan Bandul sejauh 1 cm.

4. Aktifkan motor dengan meng”klik “ radio button di sebelahnya.

5. Ukur Tekanan air dengan mengklik icon ukur!

6. Ulangi langkah 1 hingga 3 dengan menurunkan bandul sejauh 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 dan 9 cm.

Data Pengamatan

Penurunan(cm) Tekanan(KPa)1 104211 10422.11 104212 104212 104202 10422.13 104213 104213 104214 104214 104214 10422.15 104215 10421

5 104216 10422.16 104216 104217 10416.87 104207 104218 104218 10422.18 104219 10485.59 10465.49 10446.4

10 10598.610 10583.810 10599.711 10718.111 10693.811 10723.411 10740.311 10708.611 10722.3

12 10798.512 10817.512 10781.513 10819.613 10811.113 10934.8

Rata-Rata

Penurunan(cm) Tekanan(KPa)0.01 10421.366670.02 10421.033330.03 104210.04 10421.366670.05 104210.06 10421.366670.07 10419.266670.08 10421.366670.09 10465.766670.1 10594.03333

0.11 10717.750.12 10799.166670.13 10855.16667

n x y x2 y2 xy1 0.01 10421.36667 0.0001 108604883.2 104.21366672 0.02 10421.03333 0.0004 108597935.7 208.42066673 0.03 10421 0.0009 108597241 312.634 0.04 10421.36667 0.0016 108604883.2 416.85466675 0.05 10421 0.0025 108597241 521.056 0.06 10421.36667 0.0036 108604883.2 625.2827 0.07 10419.26667 0.0049 108561117.9 729.34866678 0.08 10421.36667 0.0064 108604883.2 833.70933339 0.09 10465.76667 0.0081 109532271.9 941.919

10 0.1 10594.03333 0.01 112233542.3 1059.40333311 0.11 10717.75 0.0121 114870165.1 1178.952512 0.12 10799.16667 0.0144 116622000.7 1295.913 0.13 10855.16667 0.0169 117834643.4 1411.171667∑ 0.91 136799.65 0.0819 1439865692 9638.8555∑2 0.8281 18714144240 0.00670761 2.07321E+18 92907535.35

Tugas & Evaluasi

1. Pada penurunan bandul yang ke berapa hingga ke berapa yang mengakibatkan bandul tercelup di cairan ?

2. Ketika bandul diturunkan dan telah tercelup cairan, hitunglah perubahan kenaikan air dari satu langkah penurunan bandul ke langkah penurunkan bandul berikutnya.

3. Buatlah grafik yang menunjukan hubungan penurunan bandul dengan tekanan yang terukur di dasar tabung !

4. Hitunglah nilai kerapatan zat cair (ρ) yang digunakan, dengan menggunakan persamaan (2).

5. P0 adalah tekanan yang terukur pada saat bandul tidak tercelup.

6. Buatlah analisis dari hasil percobaan ini.

Jawab :

1. Bandul tercelup dicairan ketika penurunan 9cm sampai 13 cm

2. Pada penurunan 9 cmP = Po +ρ gh10465.76667 = 10421.36667 + 1000. 9,8 hH = 0,005mPada penurunan 10cmP = Po +ρ ghH = 0,018mPada penurunan 11cmP = Po +ρ ghH = 0,030mPada penurunan 12cmP = Po +ρ ghH = 0,039mPada penurunan 13cmP = Po +ρ ghH = 0,044m

3.

y = mx+b

m = = = = 3454,95

b = = = = 10281,19

y = 3454,95x+10281,19

y2 = = 188473654700651140,5

y = 434135525,7

∆m = ∆y

∆m = 3218171425.44

Dengan kesalahan rata-rata x 100% = 931466.86 %

4. Menghitung nilai kerapatan zat cairDari grafik kita mendapatkan nilai regresi linier

b=10281,19

Karena b=ρg

Maka nilai ρ=1049,1

5. Po adalah terukur pada saat bandul tidak tercelup

6. Analisis dan kesimpulan

Analisis Percobaan

Pada praktikum kali ini praktikan melakukan beberapa langkah untuk mendapatkan

nilai massa jenis air. Silinder pejal ini diikatkan dengan tali di atas sebuah bejana yang

sudah berisi air. Setelah itu dilakukan penurunan bandul sejauh 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5

cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, hingga 9 cm.

Pada penurunan 1 cm sampai 8 cm tekanan pada bandul belum mengalami perubahan.

Hal ini mengindikasikan bahwa bandul belum tercelup dalam air bejana. Namun, pada

penurunan 9 cm sampai 13 cm bandul sudah tercelup dalam air di bejana sehingga

menimbulkan kenaikan tekanan yang sebanding dengan kenaikan air bejana.

Volume air bejana mendapat tekanan dari luas penampang silinder pejal yang

diturunkan sepanjang „h meter‟ sehingga air dalam bejana mengalami kenaikan.

Tingginya kenaikan air dipengaruhi oleh ukuran sisi silinder pejal yang tercelup. Semakin

besar sisi silinder pejal yang tercelup maka semakin besar pula h meter air yang naik.

Kenaikan air memiliki hubungan terhadap tekanan bahwa semakin besar kenaikan air

maka semakin besar juga tekanan yang didapat oleh air tersebut.

Analisis Hasil

Dari data di atas diperoleh rata-rata tekanan yang diperoleh dengan rumus rataan.

Rataan dari masing – masing tekanan diperoleh mengalami kenaikan dari tekanan 1 ke

tekanan 4 karena adanya perbedaan penurunan silinder pejal dalam bejana. Untuk

penentuan nilai Po dapat diperoleh dari tekanan pada saat belum tercelup, yaitu tekanan

pertama sampai keempat (dapat juga dilihat dari grafik). Pada penghitungan kenaikan air

dalam bejana , saya menggunakan rumus sebagai berikut :

P = Po + ρgh

h = P−Poρg

Semakin besar sisi yang dari silinder pejal yang tercelup maka semakin besar juga

gaya padanya yang mengakibatkan kenaikan air di dalam bejana. Setelah menghitung

kenaikan air, harga tekanan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan :

b = P – Po

P – Po = ρgh

b = ρg

ρ = 𝑏𝑔

Harga ( P – Po ) berbanding lurus dengan kenaikan air dalam bejana. Apabila

kenaikan air semakin besar maka harga ( P –Po ) juga semakin besar. Kerapatan jenis air

dapat diperoleh dari hubungan grafik antara (P – Po ) dengan kenaikan air dengan metode

least square. Pada metode least square akan diperoleh nilai m yang harganya 3454,95.

Setelah itu dapat ditentukan nilai kerapatan jenis air dengan perbandingan harga m

dengan gaya gravitasi bumi ( 9.8 m/s-2 ) dan hasil yang diperoleh adalah 1049,1 gr / cm.

Analisis Grafik

Grafik penurunan bandul versus tekanan menunjukkan bahwa tekanansebanding

dengan penurunan bandul. Dapat dilihat dari kurva yang semakin naik ke atas seiring

dengan penurunan bandul yang lebih besar. Adanya titik-titik koordinat yang berada di

bawah maupun di atas garis gradien menunjukkan bahwa dalam percobaan terdapat

kesalahan. Berdasarkan grafik dapat dinyatakan sebagai grafik yang naik dan memiliki

nilai gradien yang positif. Pada grafik dinyatakan hubungan antara tekanan dengan

penurunan bandul ke dalam air.

Pada penurunan bandul pertama sampai dengan keempat menunjukkan grafik

mendatar ( menandakan belum ada perubahan yang signifikan dan diasumsikan sebagai

tekanan atmosfer, P0 ). Pada penurunan kesembilan ( h = 9 cm ) mulai terjadi grafik

menaik yang menunjukkan bahwa tekanan pada kedalaman terebut semakin besar.

Semakin tercelup silinder pejal itu, maka semakin besar juga tekanan yang dihasilkan.

Analisis Kesalahan

Pada data yang diperoleh dari praktikum, saat penurunan pertama hingga kedelapan

nilai tekanan tidak stabil maenaik dan menurun. Hal ini seharusnya tidak terjadi karena

tidak sesuai dengan hukum Archimedes. Seharusnya, semakin turun benda, maka benda

tersebut semakin dekat dengan air. Kesalahan ini terlihat semakin jelas dengan angka

kesalahan yang cukup besar yaitu 931466.86 %.

Kesimpulan

Dari percobaan, dapat disimpulkan bahwa tekanan akan semakin besar jika ketinggian zat

cair semakin besar. Hal ini sesuai dengan rumus :

P = Po + ρgh

Dari sini juga dapat diketahui bahwa tekanan berbanding lurus dengan ketinggian cairan.

Ketinggian air juga berbanding lurus dengan penurunan bandul. Sedangkan untuk

menghitung massa jenis cairan, kita dapat menggunakan rumus tersebut untuk mendapatkan

nilai massa jenis zat cairnya. Semakin besar volume benda yang tercelup, maka semakin

besar pula kenaikan tekanan yang diterima oleh air, hal ini sesuai dengan hukum Archimedes.

Referensi

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.