nurul chairaat zainal - tekanan hidrostatik
DESCRIPTION
laporan Fisika Dasar Tekana HidristatikTRANSCRIPT
TEKANAN HIDROSTATIK Nurul Chairaat Zainal, Sulfiani, Kurniati, Sri Devi Pendidikan Biologi Universitas Negeri Makassar Abstrak TelahdilakukankegiatanpraktikumdenganpercobaanTekananHidrostatis,yang bertujuan untukmengetahui pengaruhkedalaman terhadap tekanan hidrostatik,untukmengetahui pengaruhmassajeniszatcairterhadaptekananhidrostatik,danuntukmemahamiprinsip percobaantekananhidrostatik.Tekananhidrostatikmerupakantekananyangdiakibatkanoleh gayayangadapadazatcair.Dalamperobaaniniada2kegiatan,yangpertamapengaruh kedalamanterhadaptekananhidrostatikdanyangkeduapengaruhmassajeniszatcairterhadap tekanan hidrostatik. Ada 3 jenis zat cair yang digunakan dalam percobaan ini yaitu air mineral, air garam 50 gr, air garam 20 gr, gliseerin, dan minyak. Dari kegiatan praktikum yang teaah dilakukan maka dapat dikatakan bahwa semakin kedalaman zat cair maka tekanan juga akan semakin besar. Hubunganantarakedalamandengantekananhidrostatikadalahberbandinglurus.Begitujuga hubungan massa jenis zat cair dengan tekanan hidrostatik. KATA KUNCI: Tekanan Hidrostatik, Kedalaman, Zat Cair. A.Rumusan Masalah 1.Bagaimana pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik? 2.Bagaimana pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik? 3.Bagaimana prinsip percobaan tekanan hidrostatik? B.Tujuan1.Mahasiswadapatmegetahuipengaruhkedalamanterhadaptekanan hidrostatik 2.Mahasiswadapatmengetahuipengaruhmassajeniszatcairterhadap tekanan hidrostatik 3.Mahasiswa dapat memahami prinsip percobaan tekanan hidrostatik C.Metodologi Dasar Teori Singkat Adaperbedaankemampuanantarapermukaanzatpadatdengan perm,ukaan zat cair dalam menerima gaya-gaya. Permukaan zat padat, dengan batas-batastertentumampumenahangayatangensialyangbekerjapada permukaannyayangberartimampumenahantegangangeser,sedangkanzat cair pada umumnya tidak mampu menahan gaya tangensial yang bekerja pada permukaannya,atauberartitidakmampuManahantegangangeser.Jikaada gayatangensialyangbekerjapadapermukaanzatcair,makapartikelatau bagianzatcairyangkenagayaitulangsungmeluncurterhadapbagianyang lainnya.Ketidakmampuanzatcairdalammenahangayatangensialkatau tegangan geser inilah yang sesungguhnya memberikan kemampuan kepada zat cair untuk mengalir atau berubah bentuk (Sutrisno, 2010). Jikakamuamatikondisiairdidanaudandisungai,kamudapatmelihat bahwaairdidanauakanlebihtenangdibandingkanairdisungai.Mengapa demikian?Karenaairdidanauitudiam,sedangkanairdisungaiakanterus mengalir.Airmengalirakibatadanyaperbedaantekanansehinggadapat dikatakanbahwaairsungaimemilikitekanan.Lalu,apakahairdanauyang diamdapatdikatakantidakmemilikitekanan?Ternyata,tidakdemikian.Air yangdiampunmemilikitekananyangdisebabkanolehzatcairyangberada padakedalamantertentu,disebutdengantekananhidrostatis.Besarnya tekananhidrostatisbergantungpadaketinggianzatcair,massajeniszatcair, dan percepatan zat cair (Ratna, 2010). MenurutTimPenyusun(2014),tekananadalahgayayangbekerjapada tiap satuan luas. Dapat dituliskan dalam pernyataan rumus yaitu
Dimana P = tekanan
atau Pascal (Pa) F= Gaya (N) A= Luas (
) Catatan: 1 Atmosfer (1 atm) = 76 Hg = 1,013.
= 1 cmHg = 1333,2
1 torr = 1 mmHg = 133,32
= 1 torricelli Bendayangberadadalamzatcairakanmengalamitekanan.Besarnyatekanan yang dialami tekanan diberikan dalam persmaan:
D.Alat dan Bahan 1.Alat a.Pipa berbentuk U b.Piknometer c.Gelas kimia d.Selang plastic e.Corong f.Mistar biasa 2.Bahan a.Air mineral b.Air garam 50 gr c.Air garam 20 gr d.Gliserin e.Minyak f.TissueE.Prosedur Kerja Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik a.Menentukan massa jenis zat cair yang akan digunakan, dengan mengukur massa dan volumenya. b.Menghubungkan pipa U yang berisi zat cair dengan dengan sebuah corong grlas oleh selang plastic. c.Memasukkancorongkedalamair,menekandengankedalamantertentu, mengukurkedalamandenganmistarbiasa(diukurdaripermukaanairke permukaan air dalam corong). d.MengamatiperubahantinggipermukaanzatcairpadakeduapipaU. mengukurselisihketinggianzatcairpadapipaU.catathasilpengukuran dalam tabel pengamatan. e.Mengulangi percobaan dengan kedalaman yang berbeda. Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik a.Berdasarkantabelpengamatan/penggukuran,membuatgrafikyang menunjukkanhuubunganantaratinggipermukaandengantekanan hidrostatik. b.Jikatan yangdiperoleh darigrafiksamadengan, dengan= massa jenisairdengan=percepatangravitasi,makamenentukanrumus tekanan hidrostatis. F.Identifikasi Variabel Kegiatan 1 a.Variabel Kontrol: Jenis Zat Cair b.Variabel Manipulasi: Kedalaman c.Variabel Respon: Selisih KetinggianKegiatan 2 a.Variabel Kontrol: Kedalaman b.Variabel Manipulasi: Massa Jenis Zat Cair c.Variable Respon: Selisih Ketinggian pada pipa U G.Definisi Operasional VarabelKegiatan 1 a.VariableKontrol:Jeniszatcairadalahzatcairyangsudahdilakukan pengukuran terhadap massa jenisnya. b.VariableManipulasi:Kedalamanyaitujarakantarapermukaancairan dalam corong sampai permukaan cairan dalam gelas kimia. c.VariableRespon:KetinggianzatcairpadapipaUyaituperubahanyang terjadi pada pipa U yang diakibatkan tekanan pada zat cair. Kegiatan 2 a.VariableKontrol:Kedalamanyaitujarakantarapermukaanzatcairpada gelas kimia sampai permukaan dalam corong. b.VariabelManipulasi:MassaJenisZatCairyaitumassayangberbanding dengan volume pada setiap cairan yang digunakan. c.VariabelRespon:KetinggianZatCairadalahselisihketinggianyang terjadi karena tekanan pada zat cair. H.Hasil Pengamatan dan Analisis Data 1.Hasil Pengamatan Tabel 1. Massa jenis zat cair NoJenis Zat CairMassa (gr)Volume (mL) 1 2 3 4 5 Air Air Garam 50 gr Air Garam 20 gr Gliserin Minyak| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 0,969 g/mL 0,998 g/mL 1,016 g/mL 1,18 g/mL 0,862 g/mL Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik Jenis ztat cair= Air (0,969 g/mL) Tabel 2. Hubungan antara kedalaman zat cair dengan tekanan hidrostatis NoKedalaman (cm)Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm) 1| | 1.| | 2.| | 3.| | 2| | 1.| | 2.| | 3.| | 3| | 1.| | 2.| | 3.| | 4| | 1.| | 2.| | 3.| | 5| | 1.| | 2.| | 3.| | 6| |1.| | 2.| | 3.| | 7| | 1.| | 2.| | 3.| | Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik Kedalaman= | |Tabel 3. Hubungan antaramassa jenis zat cair dengan tekanan hidrostatis NoMassa Jenis Zat CairPerbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm) 1 Air
1.| | 2.| | 3.| | 2 Air garam 20 gr 1.| | 2.| | 3.| | 3 Air garam 50 gr
1.| | 2.| | 3.| | 4 Gliserin
1.| | 2.| | 3.| | 5 Minyak
1.| | 2.| | 3.| | 2.Analisis Data
= |
| m + |
| v = |
| m + |
| v
= |
| + |
| = |
| + |
| P=P= |
| + |
| h = |
| + |
|+ |
| P Kegiatan 1.Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik a.Kedalaman pertama
= 0,97 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |94,09,1| N/m2 b.Kedalaman kedua
=1,53 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |14810| N/m2 c.Kedalaman ketiga
= 2,73 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |26413| N/m2 d.Kedalaman keempat
= 3,47 cm
||
||
||
||m
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |33620| N/m2 e.Kedalaman kelima
= 3,90 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |37819| N/m2 f.Kedalaman keenam
= 4,03 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |39016| N/m2 g.Kedalaman ketujuh
= 4,87 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
% PF = |47224| N/m2 Kegiatan 2: Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik a.Aquades
= 4,87 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |47224| N/m2 b.Air garam 20 gram
= 4,53 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {|
| | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |46019| N/m2 c.Air garam 50 gram
= 4,33 cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |41217| N/m2 d.Gliserin
= 5,30 cm
||
||
||
||m
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |39| N/m2 e.Minyak
= 3,60cm
||
||
||
||cm
{|
| |
| |
|}P {| | | | | |}
{}
{}
KR =
PF = |310 16| N/m2 Tabel Perbandingan Kegiatan 1. Perbandingan kedalaman dan tekanan hidrostatik NoKedalaman (m)Tekanan Hidrostatik (N/m2) 1| || | 2| || | 3| || | 4| || | 5| || | 6| || | 7| || | Kegiatan 2. Perbandingan antara massa jenis dengan tekanan hidrostatik NoMassa Jenis Zat Cair(kg/m3)Tekanan Hidrostatik (N/m2) 1 | 21016| | 3998| | 41829| | 5862|| Grafik Hubungan antara tinggi permukaan dengan tekanan hidrostatik
(2AB)
= 89,02776 || || 94.5 148 264 336 378 390 472 y = 94.536x + 4.4398 R = 0.9909 01002003004005006000 1 2 3 4 5 6kanan Hidrostatik (N/M2) Ketinggian (cm) I.Pembahasan Percobaantekananhidrostatikdilakukanduakegiatanyang pertama pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik dan yang kedua yaitupengaruhmassajeniszatcairteerhadaptekananhidrostastik. Dalampercobaan ini digunakan zat cair yang berbeda yaitu Air, Air Garam 20 gr, Air Garam 50 gr, Gliserin, dan minyak goring. Setiap jenis zat cair memiliki massa yang berbeda pada volume yang sama. Begitupun dengan massajenisyangdihasilkan.Massajenissetiapzatcairdapatdiketahui dengan massa berbanding volume. Kegiatanpertamadilakukanpengamatanpadahubunganantara kedalaman zat cair dengan tekanan hidrostatik. Dari hasil pengmatan yang dilakukan 3 kali pada tiap kedalaman, dapat dikatakan bahwa hubunganya adalahsemakinjauhkedalamanyangdigunakanmakasemakintinggi perbedaan ketinggian yang dihasilkan. Dapat dilihat dari data pengamatan salahsatucontohnya,padakeedalamanpertamayaitu| | menghasilkanperbedaanketinggian||,danpada kedalamankedua||menghasilkanperbedaanketnggian ||,padakedalamanketiga||diperoleh perbedaanketinggian||,kedalamankeempat||diperolehperbedaanketinggian||,pada kedalamankelima||dihasilkanperbedaanketinggian ||,kedalamankeenam||menghasilkan perbedaanketinggian||,danpadakedalamanketujuh || diperolehperbedaaketinggianpadapipaUadalah ||. Kegiatanyangdiakukanpadakegiatankeduayaitutentang pengaruhmassajeniszatcairterhadaptekananhidrostatis.Dengan menggunakankedalaman||pengamatandilakukanpada hbunganantaramassajeniszatcairdengantekananhidrostatis.Dari pengamatanyangdilakukandapatdikatakanbahwahubunganantara massajeniszatcairdengantekananhidrostatisadalahsemakinbesar massa jenis yang dihasilkan suatu jenis zat cair maka semakin tinggi pula perbedaan ketinggian yang diperoleh. J.Simpulan dan Diskusi 1.Simpulan Darikegiatanyangtelahdilakukanmakadapatdisimpulakan bahwa: a.Hubunganantarakedalamanzatcairdengantekananhidrostatis adalahsemakinjauhkedalamanyangdigunakanmakasemakin tinggi perbedaan ketinggian yang dihasilkan. b.hubunganantaramassajeniszatcairdengantekananhidrostatis adalahsemakinbesarmassajenisyangdihasilkansuatujeniszat cairmakasemakintinggipulaperbedaanketinggianyang diperoleh. c.Tekananhidrostatikmerupakantekananyangdiakibatkanoleh gayayangadapadazatcair.Padapercobaaniniyangingin diketahui adalah perbedaan tekanan pda beberapa jenis zat cair. 2.DiskusiDisarankan untuk kegiatan praktikum selanjutnya, sebaiknya setiap praktikan berhati-hati dalam menggunakan peralatan laboratorium agar tidakterjadikerusakanpadaperalatanlaboratoriumdansenantiasa menjagakebersihantempatpelaksanaanpraktikumdemikenyamanan dalam melakukan praktikum. DAFTAR PUSTAKA Ratna,RohanaDwi.2010.Tekanan.DiaksesdiMakassarpadatanggal18Januari 2015 Sutrisno.2010.Fluida-TekananHidrostatis.DiaksesdiMakassarpadatanggal18 Januari 2015 TimPenyusun.2014.PenuntunPraktikumFisikaDasar.Makassar:JurusanFisika FMIPA Universitas Negeri Makassar