Penuntun Praktikum

HUKUM BERNOULI

DISUSUNOLEH

M UTIA RAHMI NIM : 251 121 325

1

1. KATA PENGANTAR

Alhamdulilah, segala puji bagi Allah swt yang telah memberi taufik dan

hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyusun penuntun praktikum HUKUM

BERNOULLI, praktikum sederhana ini dibuat disebabkan karena sebagian di

sekolah belum membuat praktikum.

Salawat dan salam semoga tercurahkan kepada Nabi Muhammad saw

beserta keluarga dan para sahabatnya yang dengan penuh kesetiaan dengan

mengorbankan jiwa raga dan hartanya demi tegaknya syiar Islam yang

berpengaruh dan manfaatnya masih terasa hingga sekarang.

Penuntun ini bertujuan untuk dapat membantu para guru-guru Fisika di

sekolah dan guru akan memberikan kepada siswa di sekolah tersebut dalam

proses pembelajaran.

Penuntun ini diberikan kepada siswa disekolah, mahasiswa serta terutama

dalam mengaplikasikan ilmunya di masyarakat. Kiranya penuntun ini berguna

pula bagi siswa/mahasiswa eksakta lainnya.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada:

1. Bapak Ridhwan, M.Si dan Bapak Jufrisal, S.Pd.I selaku dosen/asisten

pengasuh mata kuliah Laboratorium Fisika-II.

2. Teman-teman semua yang telah banyak membantu dalam membuat penuntun

praktikum ini sehingga dapat terselesaikan.

Akhirnya, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penuntun

praktikum ini, untuk itu penulis dengan segala kerendahan hati menerima kritikan

dan saran yang bersifat membangun, guna untuk menyempurnakan dimasa-masa

yang akan datang.

2

Banda Aceh,01 Januari 2014

Penulis

2. DAFTAR ISI

1. KATA PENGANTAR................................................................................ 1

2. DAFTAR ISI............................................................................................... 2

3. TATA TERTIB LABORATORIUM.......................................................... 3

4. PERFORMANCE PRAKTIKAN............................................................... 4

5. MENENTUKAN HUKUM BERNOULLI................................................. 5

A. Standar Kompetensi.............................................................................. 5

B. Kompetensi Dasar................................................................................. 5

C. Tujuan................................................................................................... 5

D. Dasar Teori............................................................................................ 5

E. Alat dan Bahan...................................................................................... 9

F. Langkah-langkah Praktikum................................................................. 9

G. Data Pengamatan.................................................................................. 10

H. Analisis Data......................................................................................... 11

I. Kesimpulan dan Saran.......................................................................... 12

J. Tugas Tambahan (PR).......................................................................... 13

6. DAFTAR PUSTAKA................................................................................. 19

7. LAMPIRAN................................................................................................ 20

3

3. TATA TERBIB LABORATORIUM

Para praktikan wajib memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

A. Didalam laboratorium yang dilarang yaitu:

1. Datang tepat waktunya, bila Anda datang terlambat 10 menit tanpa ada

alasan yang tepat, Anda tidak diizinkan mengikuti praktikum.

2. Selama di Laboratorium, perhatikanlah hal-hal sebagai berikut:

a. Dilarang menghidupkan HP.

b. Tidak diperkenankan memakai sandal.

c. Dilarang makan dan minum di dalam Laboratorium.

d. Dilarang memasukkan tas ke dalam ruang Lab, kecuali kalkulator, alat

tulis dan petunjuk penuntun praktikum, letakkan barang lainnya di luar

Lab (rak yang telah disediakan).

e. Kehilangan barang anda menjadi tanggung jawab anda sendiri.

3. Kerusakan dan kehilangan alat Lab menjadi tanggung jawab Anda sendiri

dan harus mengantikannya.

B. Kepada Praktikan diharapkan:

a. Berpakaian sopan dan rapi.

b. Memakai jas Lab.

C. Peringatan Lab:

1. Sebelum dikerjakan harus hati-hati dalam memegang benda jangan sampai

jatuh, maka dengarkanlah arahan dari Laboran/asisten Lab.

2. Bila anda tidak menyelesaikan praktikum dengan sebaik-baiknya atau

tugas dan laporan hasil Anda tidak lengkap, maka nilai anda di kurangi.

3. Bagi yang praktikum di luar jadwal yang telah di tetapkan, akan dikenakan

biaya Rp 10.000,- tiap percobaan.

Banda Aceh, 01 Januari 2014

Jufrisal

4

4.  PERFORMANCE PRAKTIKAN

Peraturan untuk laki-laki dan perempuan yang praktikum yaitu:

1. Untuk laki-laki:

a. Tidak memakai sandal.

b. Tidak memakai baju oblong.

c. Tidak memakai kalung.

2. Untuk perempuan:

a. Tidak memakai sandal.

b. Tidak memakai baju ketat dan celana jeans.

c. Tidak membawa emas.

5

HUKUM BERNOULLI

A. Standar Kompetensi

1. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam

menyelesaikan masalah

B. Kompetensi Dasar

1.1 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan Dengan fluida statik

dan dinamik serta Penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

C. Tujuan

1. Menjelaskan hukum Bernoulli.

2. Menentukan kecepatan serta ketinggian dari persamaan Bernoulli

D. Dasar Teori

Menurut Siswanto (2008 :16) menyatakan bahwa Hukum Bernoulli

merupakan persamaan pokok fluida dinamik dengan arus tetap atau steamline. Di

sini berlaku hubungan antara tekanan, kecepatan air, dan tinggi tempat dalam satu

garis lurus. Hubungan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.perhatikan gambar

di bawah ini

Jika tekanan p1 ke kanan pada penampang A1 dari fluida disebelah kirinya maka

gaya yang dilakukan terhadap penampang adalah p1A1. Sedangkan penampang di c

6

mendapat gaya dari fluida di kanannya sebesar p2A2, dengan p2 adalah tekanan

terhadap penampang ke kiri. Dalam waktu ∆ tsekon dapat di anggap bahwa fluida

di penampang a bergeser sejauh V1 ∆ t dan fluida di penampang bergeser sejauh

V2 ∆ t ke kanan.

Jadi usaha yang dilakukan terhadap a adalah P1A1. V1 ∆ t , sedangkan usaha

yang di lakukan pada c sebesar : P2A2 V2 ∆ t .

Usaha total yang dilakukan gaya tersebut besarnya:

W total = (P1A1 V1 - P2A2 V2 ) ∆ t

W total = P1A1 V1∆ t - P2A2 V2∆ t

Wtotal = P1

ρρ A1 V1∆ t -

P2

ρρ A2 V2∆ t

Wtotal = P1

ρ m -

P2

ρ m …… (1)

Dalam waktu ∆ t sekon fluida dalam tabung alir a-b bergeser ke c - d dan

mendapat tambahan energi sebesar :

Em = ∆ Ek + ∆ E p

Em = ¿ mv22 -

12

mv12] + ( mgh2 – mgh1 )

Em = 12

m (v22 - v1

2) + mg ( h2 - h1) ..…(2)

Dari rumus kekekalan energy yang di ketahui bahwa perubahan energy

mekanik sama dengan usaha.

Em = W

12

mv22 -

12

mv12 + mgh2 – mgh1 =

P1

ρ m -

P2

ρ m

7

Apabila setiap ruas dibagi dengan m kemudian dikalikan dengan ρ akan

diperoleh persamaan

12

v22 -

12

v12 + gh2 – gh1 =

P1

ρ -

P2

ρ

P2

ρ +

12

v22 + gh2 =

P2

ρ+ 1

2 v1

2 + gh1

P1 + 12

ρ v12 + ρ gh1 = P2 +

12

ρ v22 + ρ gh2

Maka Persamaan Hukum Bernoulli adalah

P1 + 12

ρ v12 + ρ gh1 = P2 +

12

ρ v22 + ρ gh2

Atau P + 12

ρ v2 + ρ gh = konstan

Menurut Sunardi (2008:122) Menyatakan bahwa Asas Bernoulli

menyatakan bahwa : ‘’pada pipa horizontal, tekanan yang paling kecil adalah pada

bagian yang kelajuannya paling besar dan tekanannya yang paling besar adalah

pada bagian yang kelajuannya paling kecil.’’

Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa ‘’jumlah tekanan, energi

kinetik tiap satuan volume, dan energi potensial per satuan volume selalu bernilai

sama pada setiap titik sepanjang garis lurus.”

P +ρgh + 12

ρ b2 = tetap

P1 + ρgh1 + 12

ρ v12 = P2 + ρgh2 +

12

ρ v22

Untuk kasus fluida yang tidak mengalir, persamaan Bernoulli menjadi :

P1 – P2 = ρ( h2 – h1)

8

Untuk kasus fluida yang mengalir pada pipa horizontal ( h1 = h2), persamaan

Bernoulli menjadi :

P1 – P2 = 12

ρ ( v22 - v1

2)

Kecepatan semburan zat cair melalui lubang kecil yang luasnya dapat

diabaikan terhadap luas tangki dapat ditentukan dengan persamaan Bernoulli

sebagai berikut.

V = √2g h

Dengan

h = tinggi permukaan zat cair dari lubang tangki.

Jadi, kecepatan semburan air dari lubang tangki serupa dengan kecepatan benda

yang jatuh bebas dari ketinggian h.

9

E. Alat dan Bahan

N

o

Nama Alat Gambar Alat Fungsi Penyimpanan

1 Kelereng

Berisi

Alat

Untuk

mengisi air

Rak

2. Gayung Untuk

mengambil

air

Rak

3. Gunting,

isolasi

Untuk

memotong

isolasi,

untuk

menutupi

lubang

Rak

4. Paku Untuk

melubangi

kaleng

Rak

5. Meteran Untuk

mengukur

Rak

6. Palu Untuk

melubangi

Rak

10

kaleng

G. Langkah-langkah Praktikum

a. Siapkan botol bekas atau bejana-bejana lainnya yang bisa digunakan untuk

menampung air.

b. Selanjutnya, melubangi kaleng tersebut dengan paku dan palu pada titik

3cm dari tinggi botol.

c. Letakkan meja di permukaan tanah yang datar dan kemudian meletakkan

botol tersebut ke atas meja, letakkan pada tepi kursi yang menghadap

ketanah agar mempermudah proses pengukuran.

d. Sebelum mengisi air, sumbat terlebih dahulu lubang pada kaleng, lalu

mengisi penuh botol tersebut dengan air.

e. Letakkan meteran di permukaan tanah agar dapat mengukur air yang akan

memancar dari lubang tersebut.

f. setelah semua persiapan selesai, lepaskan penyumbat pada lubang botol,

dan keluarlah air dari lubang tersebut dan memancar pada permukaan tanah

yang sebelumnya sudah di persiapkan meteran di sisi pancaran air,

kemudian mengukur jarak pancaran air terjauh.

g. Ulangi percobaan di atas sampai 3 kali dengan membuka lubang yang di

botol.

11

H. Data Pengamatan

No h (m) g (m/s2) V

1 0,8 m 9,8 m /s2 3,95 m/s

2 0,84 m 9,8 m /s2 4,05 m/s

3 0,86 m 9,8 m/s2 4,10 m/s

I. Analisis Data

V1 = √2gh

= √2.9,8 m /s2 .0,8 m

= √15,68

= 3,95 m/s

V2 = √2gh

= √2.9,8 m /s2 .0,84 m

= √16,464

= 4,05 m/s

V3 = √2gh

= √2.9,8 m /s2 .0,86 m

= √16,856

=4,10 m/s

12

J. Kesimpulan dan saran

Kesimpulan

Asas Bernoulli menyatakan bahwa : ‘’pada pipa horizontal,

tekanan yang paling kecil adalah pada bagian yang kelajuannya

paling besar dan tekanannya yang paling besar adalah pada bagian

yang kelajuannya paling kecil.’’

Kecepatan dari persamaan Bernoulli adalah apabila ketinggiannya

semakin tinggi maka kita dapatkan nilai kecepatannya semakin

tinggi seperti yang kita dapatkan v1 = 3,95 m/s, v2 = 4,05 m/s, v3 =

4,10 m/s.Dan ketinggiannya adalah 0,8 m, 0,84 m, 0,86 m.

Saran

Dari percobaan yang sudah saya lakukan mungkin masih banyak kekurangan jadi

untuk kedepan nya melakukan lebih baik.

13

K. Tugas Tambahan (pr)

Soal coies

1. Sebuah pipa berdiameter 9 cm dialiri air berkecepatan 5 m/s, kemudian

terhubung dengan pipa berdiameter 3 cm. Maka kecepatan air pada pipa yang

berdiameter 3 cm adalah….

a. 3 m/s d. 18 m/sb. 9 m/s e. 27 m/sc. 45 m/s

Jawaban e

2. Sebuah tabung berisi penuh zat cair (ideal ). Pada dindingnya sejauh 20 cm

dari permukaan atas terdapat lubang kecil (jauh lebih kecil dari penumpang

tabung), sehingga zat cair memancar ( terlihat separti gambar ). Berapa besar

kecepatan pancaran air tersebut dari lubang kecil…

a. 1,0 m/s d. 5,0 m/sb. 2,0 m/s e. 5,5 m/sc. 3,0 m/s

20 cm

v = ?

Jawaban d

3. Fluida mengalir melalui lubang kecil pada dinding bak ( lihat gambar ).

Perbandingan x1 : x2 adalah ….

14

Zat cair

………………………zat cair……………………………………

2 m

4 m

2 m

a. 3 : 2 d. 1 : 2b. 2 : 3 e. 1 : 1c. 1 : 2

Jawaban e

4. Perhatikan gambar di bawah ini

Air mengalir pada pipa dari A ke B. apabila luas penampang A dan B masing-

masing a meter persegi dan b meter persegi dan kecepatan air di A dan B masing-

masing p meter per sekon dan q meter per sekon, diperoleh hubungan ....

a. a : b = p: q d. ab = pqb. ab = pq e. a : b = q : pc. aq : bp

Jawaban : e

5. Air mengalir ke dalam sebuah bak dengan debit konstan 0,5 liter/sekon. Jika

bak

tersebut berukuran 1 x 1 x m3, maka bak tersebut akan penuh dalam waktu ...

a. 33,3 menit d. 33,3 sekonb. 3,33 menit e. 3,33 sekonc. 333 menit

15

Jawaban : a

6. Air mengalir dari A ke B dalam pipa yang berbentuk seperti pada gambar di

bawah ini,Tinggi permukaan air pada masing-masing pipa adalah ....

a. a = b = c d. a > b < cb. > b > c e. a < b > cc. < b < c

Jawaban : b

7. Perhatikan pernyataan berikut

Tinggi permukaan air pada tangki adalah 1,25 m, sedang tempat kebocoran 80 cm

dari dasar tangki. Maka jauh tempat jatuhnya air (x) = ....

a. 0,8 m d. 1,25 mb. 1,0 m e. 1,5mc. 1,2 m

Jawaban :c

8. Pernyataan di atas yang berkaitan dengan hukum Bernoulli adalah ....

16

1. Rumus fluida yang mengalir adalah P+gh + 12

ρ v2 konstan

2. Rumus fluida yang diam adalah P1 = P2 + 𝜌g (h2-h1)

3. Hukum Bernouli sama dengan hukum termodinamika

a. 1, 2, dan 3 d. 2b. 1 dan 3 e. 3c. 1 dan 2

Jawaban :c

9. Debit aliran adalah jumlah fluida yang mengalir melalui suatu penampang

pipa tiap…

a. satuan volume c. satuan panjangb. satuan luas . d. satuan waktue. satuan massa

Jawaban : d

10. Perhatikan gambar berikut

Kecepatan aliran gas dapat ditentukan dengan alat seperti pada gambar. Apabila perbedaan tinggi raksa antara kedua kaki setinggi h dan massa jenis gas dan raksaberturut-turut ρ1 dan ρ2, maka kecepatanaliran gas sebesar ....

a. √ 2 ρ2 g h

ρ1

d.√2 ρ1 ρ2gh

b. √ 2 ρ1 g h

ρ2

e. √ 2 ρ2 g

ρ1 h

17

c. √ 2 ρ1 ρ2

g h

Jawaban a

Soal essay

1. Bejana setinggi 2 m diisi penuh air. Pada bejana terjadi dua kebocoran

yang berjarak 0,5 m dari atas dan 0,5 m dari bawah. Tentukan kecepatan

aliran air yang bocor tersebut.

Penyelesaian

h1 = 0,5 mh2 = (2 − 0,5) = 1,5 m

V1 = √2g h

=√2.10 .0,5

= 3,14 m/s

V2 = √2g h

=√2.10 .1,5

= √30

= 5,48 m/s

2. Jika kecepatan aliran aliran udara dibagian bawah sayap pesawat adalah 60

m/s, dan beda tekanan diatas dan di bawah sayap adalah 10 N/m2, maka

kecepatan aliran udara di bagian atas sayap adalah …. ( ρudara=1,29 kg /m3)

Jawab :

Dik : v = 60 m/s

18

ρudara=1,29 kg /m3

g = 10 m/s

p1 – p2 = 10 N/s2

Dit : kecepatan aliran udara di atas sayap V2 = …?

Jwb : p1 – p2 = 12

ρ ( v22 – v1

2 )

v22 = v1

2 + 2( p1 – p 2)

ρ

v22 = ( 60 )2 +

2.101,29

= 3.600 + 15,5

= 36,15,5

= √36,15,5 m/s

= 60 m/s

19

DAFTAR PUSTAKA

Siswanto . kompetensi Fisika Yokyakarta : Citra Aji Parama.2008.

Sunardi. fisika SMA. Bandung : Yrama Widya. 2008.

20

LAMPIRAN

21

22