Jelaskan hubungan antara tinggi lubang pada pipa dan ketinggian pipa terhadap jarak pancur x air

TUGAS PROYEK FISIKA

Mengukur Kecepatan Air Pada Lubang Kebocoran

Disusun Oleh :

1.     Chika Enggar Puspita    (07)

2.     Lambang Aji Satoto       (15)

3.     Lulu’ Choerun Nisa       (16)

4.     S. Efa Afifah                  (27)

5.     Sukma Aji Baskara        (29)

6.     Tuti Alfiah                     (31)

Kelas : XI MIPA 4

SMA NEGERI 2 WONOSOBO

Tahun Ajaran 2015/2016

Jln.Banyumas.05 Telp.(0286)322614 Wonosobo-56301

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah. SWT atas rahmat dan ridha-Nya, makalah yang berjudul “Mengukur Kecepatan Air Pada Lubang Kebocoran” dapat disusun.

            Makalah ini menjelaskan tentang bagaimana cara mengukur kecepatan air pada lubang kebocoran, berapa waktu yang diperlukan dan jarak yang dicapai air. Makalah ini juga menjelaskan hubungan antara percobaan ini dengan Penerapan Hukum Bernoulli yaitu Teorema Toricelli.

Tujuan penulisan buku ini adalah agar para pembaca mengetahui bagaimana cara mengukur kecepatan air pada lubang kebocoran, berapa waktu yang diperlukan dan jarak yang dicapai air. Dengan adanya pengetahuan yang benar, diharapkan para pembaca dapat menularkan ilmu mereka kepada orang lain.

Sadar akan kekurangan dan kelemahan penulis, baik dalam penyajian, penulisan, dan kelemahan data yang disajikan. Penulis mohon saran dan kritikan.

Semoga makalah ini dapat memberikan pengetahuan bagi pembaca.

DAFTAR ISI

BAB.1.           PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Asas Bernoulli sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari yang biasanya diterapkan pada karburator mobil, venturimeter, pipa pitot, botol penyemprot parfum, dan alat semprot serangga. Asas Bernoulli juga dapat digunakan untuk melakukan kalkulasi kebocoran pada tangki atau ember air yang seperti akan praktekkan menggunakan alat sederhana (Teorema Toricelli).

Gambar 1.1 menunjukkan sebuah ember yang diisi air sampai kedalaman h1. Pada dinding ember terdapat lubang kebocoran yang terletak pada ketinggian h2 yang diukur dari dasar ember.

Persamaan diatas disebut juga sebagai Persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli sangat berguna untuk penggambaran kualitatif berbagai jenis aliran fluida. Persamaan Bernoulli diatas dikenal sebagai persamaan untuk aliran lunak, fluida inkompresibel, dan nonfiskos.

Oleh karena itu, makalah ini dibuat untuk membahas tentang Penerapan Hukum Bernoulli ( Teorema Toricelli) pada tangki (ember) berlubang. Dan mencari kecepatan fluida dan persamaan waktu yan dibutuhkan fluida mencapai tanah.

1.1  Pembatasan Permasalahan

Untuk menghemat materi dalam makalah ini, maka materi harus dibatasi oleh permasalahan. Masalah yang dibahas adalah berapa kecepatan fluida yang mengalir pada kebocoran ember air dan jarak jatuh yang bocor dari kebocoran pada ember air.

1.2  Rumusan Masalah

1.      Berapakah kecepatan fluida yang mengalir pada kebocoran ember air?

2.      Bagaimanakah persamaan waktu yang dibutuhkan saat air untuk mencapai tanah ?

1.3  Tujuan Penulisan

1.      Untuk mengetahui kecepatan fluida yang mengalir pada lubang ember.

2.      Untuk mengetahui persamaan waktu yang dibutuhkan saat air untuk mencapai tanha.

3.      Untuk memenuhi nilai tugas proyek fisika.

BAB.1.           LANDASAN TEORI

2.1  Hukum Bernoulli

Hukum bernouli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum yang “ tekanan fluida yang paling kecil adalah pada bagian fluida yang kelajuannya paling besar dan tekanan fluida paling besar adalah pada bagian fluida yang kelajuannya paling kecil”Jika dinyatakan dalam persamaan menjadi :

Keterangan :

p   =  Tekanan air (Pa)

v =  laju fluida  (m/s)

g  =  Pecepatan gravitasi bumi ( m/s2)

h = Tinggi pipa (m)

p = massa jenis fluida (kg/m3)

2.2  Penerapan Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli merupakan sebuah konsep dasar dalam mekanika fluida yang disampaikan oleh seorang ahli matematika yang dilahirkan di Goningen, Belanda sekitar tahun 1700 bernama Daniel Bernoulli. Ia adalah anak seorang ahli matematika bernama Johann Bernoulli, dua dari tiga orang turunan keluarga Bernoulli yang terkenal ahli matematika. Hanya saja, Daniel Bernoulli memiliki minat yang sangat besar mengembangkan aplikasi konsep matematika di bidang mekanika fluida sehingga lahirlah Hukum Bernoulli.

Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida (zat cair dan gas) bahwa peningkatan kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas, akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut. Artinya, akan terdapat penurunan energi potensial pada aliran fluida tersebut.

Konsep dasar hukum Bernoulli berlaku pada fluida aliran termampatkan (compressible flow), juga pada fluida dengan aliran tak-termampatkan (incompressible-flow). Hukum Bernoulli sebetulnya dapat dikatakan sebagai bentuk khusus dari konsep dalam mekanika fluida secara umum, yang dikenal dalam persamaan Bernoulli.

Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida yang tertutup, banyaknya energi suatu fluida di suatu titik sama dengan dengan banyaknya energi di titik lain.

Hukum Bernoulli dapat dianggap sebagai konsep dasar yang menyatakan kekekalan energi, seperti yang telah diungkapkan pada konsep dasar persamaan Bernoulli. Selanjutnya, lebih jauh kita dapat menyatakan tentang kekekalan energi tersebut berkaitan dengan energi kinetik dan energi potensial yang terdapat pada suatu aliran fluida. Dengan demikian, penjumlahan energi kinetik dan energi potensial pada suatu aliran fluida akan konstan di setiap titik. itulah konsep dasar hukum Bernoulli.

Adapun berkaitan dengan hukum Bernoulli, suatu fluida dikatakan mempunyai peningkatan kecepatan, jika fluida tersebut mengalir dari suatu bagian dengan tekanan tinggi menuju bagian lainnya yang bertekanan rendah. Sedangkan suatu fluida dikatakan mempunyai penurunan kecepatan, jika fluida tersebut mengalir dari suatu bagian bertekanan rendah, menuju bagian lain bertekanan tinggi. itulsh hukum Bernoulli.

2.3  Teorema Toricelli (Laju Efflux)

Penggunaan persamaan Bernoulli adalah menghitung kecepatan zat cair yang keluar dari dasar sebuah wadah.Kita terapkan persamaan Bernoulli pada titik 1 (permukaan wadah) dan titik 2 (permukaan lubang). Karena diameter kran/lubang pada dasar wadah jauh lebih kecil dari diameter wadah, maka kecepatan zat cair di permukaan wadah dianggap nol (v1 = 0). Permukaan wadah dan permukaan lubang/kran terbuka sehingga tekanannya sama dengan tekanan atmosfir (P1= P2).

Tampak bahwa laju aliran air pada lubang yang berjarak h dari permukaan wadah sama dengan laju aliran air yang jatuh bebas sejauh h (bandingkan gerak jatuh bebas). Ini dikenal dengan teorema torricceli.

BAB.1.           METODOLOGI PERCOBAAN

3.1  Tempat Dan Waktu Percobaan

Tempat            : Kelas XI MIPA 4, SMA N 2 Wonosobo

Waktu             : Jum’at, 12 Februari 2016

3.2  Alat Dan Bahan

1.      Ember air

2.      Solder

3.      Penggaris

4.      Selotip

5.      Gunting

6.      Stopwatch

3.3  Cara Kerja

1.      Buatlah lubang pada dinding ember dengan diameter 0,5 cm pada ketinggian 20cm dati dasar botol. Tutup lubang tersebut menggunakan selotip.

2.      Isilah ember dengan air sampai penuh .

3.      Siapkan stopwatch dan penggaris.

4.      Bukalah selotip yang menutupi dinding botol berlubang , kemudian catatlah waktu saat air menyentuh tanah dan ukurlah jarak pancuran air.

5.      Ulangi percobaan sehingga data yang anda peroleh akurat.

BAB.1.           HASIL PENGAMATAN

4.1  Data Pengamatan

4.2  Analisis Data

1.      Kecepatan fluida yang mengalir pada kebocoran ember air

a)      Diketahui : 

h = 13 cm à 13 x 10-2m

g = 10 m/s2

Ditanya : V ?

Dijawab :

V =

V =

V=

V=

b)      Diketahui : 

h = 8 cm à 8 x 10-2m

g = 10 m/s2

Ditanya : V ?

Dijawab :

V =

V =

V=

V= 4

c)      Diketahui : 

h = 3 cm à 3 x 10-2m

g = 10 m/s2

Ditanya : V ?

Dijawab :

V =

V =

V=

V=

2.      Persamaan waktu yang dibutuhkan saat air untuk mencapai tanah

a)      Pada ketinggian 5 cm dan ketinggian air dari permukaan 13 cm waktu yang dibutuhkan air untuk mencapai jarak 13 cm adalah 00;35 detik.

b)      Pada ketinggian 10 cm dan ketinggian air dari permukaan 8 cm waktu yang dibutuhkan air  untuk mencapai jarak 15 cm adalah 00;30 detik.

c)      Pada ketinggian 15 cm dan ketinggian air dari permukaan 3 cm waktu yang dibutuhkan air untuk mencapai jarak 9 cm adalah 00;39 detik.

4.3  Pembahasan

Dari percobaan yang dilakukan, telah diketahui bahwa hasil pengamatan sesuai dengan landasan teori. Maka dari itu rumusan masalah dapat terjawabkan.

1.      Berapakah kecepatan fluida yang mengalir pada kebocoran ember air?

a)      V=

b)      V= 4

c)      V=

2.      Bagaimanakah persamaan waktu yang dibutuhkan saat air untuk mencapai tanah ?

a)      t = 00,35 detik

b)      t = 00,30 detik

c)      t = 00,39 detik

Dalam percobaan mungkin terdapat beberapa kesalahan yang menyebabkan hasil pengamatan dengan landasan teori sedikit berbeda. Berikut faktor – faktor yang mungkin terjadi pada selama percobaan :

1.      Tidak tepat dalam mengukur jarak antara lubang satu dengan lubang lain.

2.      Tidak tepat dalam membuat ukuran diameter lubang.

3.      Tidak teliti saat mengukur jarak pancar.

4.      Tidak tepat dalam menentukan waktu yang dibutuhkan air untuk mencapai tanah.

5.      Kesalahan dalam menghitung kecepan fluida pada lubang kebocoran.

BAB.1.           PENUTUP

5.1  Kesimpulan

Dalam percobaan yang telah dilakukan dapat kita tarik kesimpulan bahwa Hukum bernouli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang dialami oleh aliran fluida. Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida (zat cair dan gas) bahwa peningkatan kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas, akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut. Sehingga dari percobaan ini dapat kita temukan kecepatan fluida yang mengalir pada lubang kebocoran ember air dan persaam waktu yang dibutuhkan fluida untuk mencapai tanah.

1.      Kecepatan fluida yang mengalir pada kebocoran ember air

a)      V=

b)      V= 4

c)      V=

2.      Persamaan waktu yang dibutuhkan saat air untuk mencapai tanah

a)      t = 00,35 detik

b)      t = 00,30 detik

c)      t = 00,39 detik

5.2  Saran

Harapan bagi para pembaca, agar dapat mengetahui bahwa dalam kehidupan sehari – hari pun terdapat penerapan hukum bernoulli dan teorema torricelli. Saran apabila akan melakukan percobaan seperti diatas sebagai berikut.

W      Mengukur diameter lubang dengan teliti

W      Mengukur jarak antara lubang dengan tanah dan permukaan air dengan tepat

W      Mengukur jarak pancar air dengan tepat

W      Menghitung waktu yang dibutuhkan dengan tepat.

Berikut saran yang dapat kami sampaikan. Semoga bermanfaat dan terimakasih bagi anda yang membacanya.

DAFTAR PUSTAKA

Page 2