Laporan Fisika Dasar Tentang Hidrostatis
PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1
HUKUM ARCHIMIDES DAN HUKUM UTAMA
HIDROSTATIS
Disusun
Oleh :
Fajar
Dwi Fauzi Hidayat (0621 11 059)
Tanggal
Percobaan : 18 November 2011
Asisten
Dosen :
1.
Angela
Mariam B.,S. Si
2.
Anggun
A. Sulis
PRODI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PAKUAN
BOGOR
2011-2012
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan
Percobaan
Mempelajari berlakunya hukum Archimedes dan hukum utama hidrostatis dan
penggunanaya untuk mengukur kerapatan pada zat padat dan zat cair.
1.2 Dasar Teori
·
Hukum Archimedes
Hukum Archimedes mengatakan bahwa
apabila sebuah benda sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda
tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama
dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut.
Telah sama-sama kita ketahui bahwa berat jenis air tawar adalah 1.000 kg/m3,
apabila ada sebuah benda yang terbenam kedalam air tawar; maka berat benda
tersebut seolah-olah akan berkurang sebesar 1.000 kg untuk setiap 1 m3
air yang dipindahkan. Konsep ini akan lebih jelas bila diterangkan dengan
gambar dibawah ini.
Pada
saat ditimbang diudara benda mempunyai berat 4.000 kg pada skala pengukur
berat, sedang setelah dimasukan kedalam air berat benda menjadi 3.000 kg. Padahal masa benda tidak berubah,
berkurangnya berat benda tersebut diakibatkan adanya gaya tekan keatas dari air
yang dipindahkan oleh bagian benda yang ada didalam air (force of buoyancy),
dengan arah kerja gayanya mengarah keatas; sedang garis kerja gayanya segaris
dengan garis kerja dari gaya berat benda. Titik tangkap garis kerja gaya
buoyancy biasa disebut dengan titik buoyancy atau titik B. Didalam sistem
bangunan terapung titik B ini disebut juga dengan titik berat dari volume benda
yang ada dibawah garis air (gambar dibawah ini)
Selanjutnya
perhatikan gambar c dibawah ini; dimana pada gambar tersebut mengilustrasikan
sebuah benda dengan masa sebesar 4.000 kg namun volume bendanya 8 m3.
Pada awalnya benda tersebut dibenamkan kedalam air, kemudian dilepaskan.
Apabila keseimbangan telah terjadi, maka benda tersebut akan mengapung seperti
ditunjukan pada gambar a. Keseimbangan akan tercapai apabila besarnya gaya
buoyancy sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang ada
didalam air atau apabila benda tersebut mengapung dengan separuh dari
volumenya.
Berat benda
= berat dari volume air yang dipindahkan
4000
= S x V
4000
= 1000 kg/m3 x V
Atau V = 4 m3
c. Benda terapung
pada posisi seimbang
·
Hukum Utama Hidrostatika
Apabila
suatu wadah dilubangi di dua sisi yang berbeda dengan ketinggian yang sama dari
dasar wadah, maka air akan memancar dari ke kedua lubang tersebut dengan jarak
yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa pada kedalaman yang sama tekanan air sama
besar.
Disamping
itu kita juga sudah mengetaahui bahwa tekanan hidrostatis di dalam suatu zat
cair pada ke dalaman yang sama memiliki nilai yang sama.
Berkaitan
dengan hal tersebut, dalam fluida statik terdapat sebuah hukum yang menyatakan
tekanan hidrostatis pada titik – titik di dalam zat cair yang disebut dengan
Hukum Utama Hidrostatis.
Hukum Utama hidrostatis menyatakan
bahwa :
Tekanan hidrostatis suatu zat cair hanya bergatung pada
tinggi kolom zat cair (h), massa jenis zat cair (r) dan percepatan grafitasi
(g), tidak bergantung pada bentuk dan ukuran bejana, perhatikan gambar berikut
:
Gambar : tiga buah bejana berbeda
bentuk berisi zat cair yang sama dengan ketinggian yang sama memiliki tekanan hidrostatis
yang sama besar pada tiap bejana.
Kelima
bejana di atas di isi dengan air yang sama dengan ketinggian yang sama. Tekanan
hidrostatis pada tiap dasar bejana sama besar, sedangkan berat zat cair pada
tiap bejana berbeda.
Sebuah
tabung berbentuk U berisi minyak dan dan air seperti tampak pada gambar di
bawah.
Titik
A dan titik B berada pada satu bidang datar dan dalam satu jenis zat cair.
Berdasarkan hukum utama hidrostatis maka kedua titik tersebut memiliki tekanan
yang sama, sehingga
·
Tekanan HIdrostatis
Suatu
fluida dapat dianggap tersusun atas lapisan-lapisan air dan setiap lapisan
memberi tekanan pada lapisan bawahnya. Besar tekanan itu bergantung pada
kedalaman, makin dalam letak suatu bagian fluida semakin besar tekanan pada
bagian itu (lihat analogi tumpukan manusia, tentunya orang yang di posisi
terbawah akan merasakan tekanan paling besar).. Setiap bagian
di dalam fluida statis akan mendapat tekanan zar cair yang disebabkan
adanya gaya hidrostatis disebut Tekanan Hidrostatis “Ph”. Contoh
nyatanya ketika sebuah bola yang di masukkan ke dalam air, ketika kita lepaskan
akan mendapat gaya ke atas.
Besarnya
tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat cair
dalam bejana, tetapi tergantung pada massa jenis zat cair, percepatan gravitasi
bumi dan kedalamannya. Secara matematis tekanan hidrostatis disuatu titik
(misal didasar balok) diturunkan dari konsep tekanan.
w = m.g = ρ V g = ρA h g
Keterangan :
Ph =
Tekanan Hidrostatis (N/m2)
h =kedalaman/tinggi diukur
dari permukaan fluida (m)
g = percepatan
gravitasi (m/s2)
Jika
tekanan udara luar (Patm) mempengaruhi tekanan hidrostatis maka
tekanan total pada suatu titik adalah
berdasarkan
rumus diatas tekanan hidrostatis di suatu titik dalam fluida diam tergantung pada
kedalaman titik tersebut, bukan pada bentuk wadahnya oleh karena itu semua
titik akan memiliki tekanan hidrostatis yang sama. Fenomena ini disebut
sebagai Hukum Utama Hidrostatis.
·
Statistika
Fluida
Pengertian Fluida.
Fluida adalah zat yang dapat
mengalir atau sering disebut Zat Alir. Jadi perkataan fluida dapat mencakup zat
cair atau gas. Antara
zat cair dan gas dapat dibedakan :
Zat cair adalah Fluida yang non kompresibel (tidak dapat
ditekan) artinya tidak berubah volumenya jika mendapat tekanan sedangkan gas adalah fluida yang kompresibel, artinya dapat
ditekan.
Bagian dalam fisika yang mempelajari tekanan-tekanan dan
gaya-gaya dalam zat cair disebut : HIDROLIKA atau MEKANIKA FLUIDA yang dapat
dibedakan dalam :
Hidrostatika : Mempelajari tentang gaya maupun tekanan di
dalam zat cair yang diam.
Hidrodinamika : Mempelajari gaya-gaya maupun tekanan di
dalam zat cair yang bergerak (Juga
disebut mekanika fluida bergerak)
Pembahasan dalam bab ini hanya dibatasi sampai Hidrostatika
saja.
· Rapat Massa dan Berat Jenis.
Rapat massa benda-benda homogen biasa didefinisikan
sebagai : massa persatuan volume yang disimbolkan dengan r.
Satuan.
Berat
jenis didefinisikan sebagai Berat persatuan Volume.
Yang biasa disimbolkan dengan : D
Satuan.
· Rapat Massa Relatif.
Rapat
massa relatif suatu zat adalah perbandingan dari rapat massa zat tersebut
terhadap rapat massa dari zat tertentu sebagai zat pembanding.(I,2)
Zat
pembanding biasa diambil air, pada suhu 40 C.
Rapat
massa relatif biasa disimbolkan dengan : rr.
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat
·
Neraca
·
Benang
·
Gelas
piala 500 ml
·
Benda
dari logam
·
Bejana
berhubungan (pipa U)
·
Pipet
tetes
·
Air
2.2 Bahan
·
Minyak
tanah
·
Minyak
kelapa
BAB III
METODE KERJA
3.1 Hukum
Archimides
1. Siapkan neraca,gelas
piala yang sudah di isi air dan benda ang dari logam yang akan di ukur
kerapatannya.
2. Timbang
benda di udara,nyatakan sebagai W
3. Gantungkan
benda tadi pada neraca dengan seutas benang lalu masukkan ke dalam air,
usahakan benda tenggelam seluruhnya,tetapi tidak menyentuh gelas,lalu timbang
berat benda di air ini, nyatakan dalam
berat semu.
4. Hitung
berapa kerapatan benda (pb) dan hitung volue menurut persaman Vb =
5. Ulangi
percobaan 1 sampai 4 hingga 5 kali.
6. Lakukan
percobaan yang sama dengan logam yang lain.
3.2 Hukum Utama HIdrostatis
1.
Siapka pipa U,air dan minyak
kelapa dan minyak tanah
2.
Isi pipa U dengan air
secukupnya(kira – kira setinggi 10 cm)
3.
Tambahkan minyak goring pada
salah satu pipa dengan pipet.
4.
Hitung berapa kerapatan
minyak mgoreng.
5. Tambahkan
lagi minyak goring dan ukur kembali h2 dan h serta hitung
kerapatannya.Lakukan penambahan dan perhitungan ini hingga 4 kali.
6.
Lakukan percobaan 1 sampai 5
dengan menggunakan minyak tanah.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1 DATA PENGAMATAN
Berdasarkan
data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 18 November 2011, maka dapat
dilaporkan hasil sebagai berikut.
Keadaan Ruangan
|
P (cm) Hg
|
T (˚C)
|
C (%)
|
Sebelum Percobaan
|
74,7
|
30,5 ˚C
|
64 %
|
Sesudah Percobaan
|
75,7
|
30 ˚C
|
64
%
|
1. Minyak
goreng
No.
|
Ʃ tetesan
|
h air
|
H2”m”
|
ρ = (gr/cm3)
|
1
|
10
|
0,7
|
0,1
|
0,7
|
2
|
20
|
1,0
|
1,3
|
0.77
|
3
|
30
|
1,6
|
1,9
|
0,8
|
20
|
1,1
|
1,4
|
0.76
|
2. Minyak
tanah
No.
|
Ʃ tetesan
|
h air
|
h minyak
|
ρ = (gr/cm3)
|
1
|
10
|
0,5
|
0,7
|
0,714
|
2
|
20
|
0,95
|
1,1
|
0.863
|
3
|
30
|
1,3
|
1,6
|
0,812
|
20
|
0,917
|
1,13
|
0.796
|
4.2 PERHITUNGAN
1. Minyak
Goreng
10 tetesan 20
tetesan
ρ = ρ =
ρ
= ρ =
ρ
= 0,7 gr/cm3 ρ = 0,77gr/cm3
30 tetesan
ρ =
ρ =
ρ = 0,8 gr/cm3
Tingkat Ketelitian:
2.
Minyak tanah
10 tetesan 20
tetesan
ρ = ρ
=
ρ = ρ =
ρ = 0,714 gr/cm3 ρ = 0,863 gr/cm3
30 tetesan
ρ =
ρ =
ρ = 0,812 gr/cm3
Tingkat Ketelitian:
BAB V
PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini perbandingan massa jenis (ρ) minyak
tanah dan minyak goreng berbeda, hal ini disebabkan karena massa jenis
air lebih besar daripada
massa jenis
minyak. Massa
jenis air 1 gram/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 gram/cm3. Oleh karena itu,
berapapun banyaknya minyak yang dicampurkan ke dalam air maka minyak akan tetap
di atas.
Massa jenis/kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada
banyak factor seperti temperatur fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida.
Akan tetapi pengaruhnya sangat sedikit sehingga massa jenis suatu fluida
dinyatakan sebagai konstanta/bilangan tetap. Massa jenis atau rapat
massa (ρ) adalah suatu besaran turunan yang diperoleh dengan membagi
massa suatu benda atau zat dengan volumnya. Secara matematis massa jenis
ditulis ρ = m/v.: Keterangan: ρ adalah massa jenis; m adalah
massa; V adalah volume.
Satuan massa jenis dalam ‘CGS [centi-gram-sekon]‘ adalah:
gram per sentimeter kubik (g/cm3). Satuan SI massa jenis adalah
kilogram per meter kubik (kg·m-3)
Berikut
tabel beberapa massa jenis zat:
Nama zat
|
ρ dalam gr/cm3
|
ρ dalam kg/m3
|
1.000 gr/cm3
|
1 kg/m3
|
|
800 gr/cm3
|
0,8 kg/m3
|
|
13.600 gr/cm3
|
13,6 kg/m3
|
|
2.700 gr/cm3
|
2,7 kg/m3
|
|
Minyak
Tanah
|
800 gr/cm3
|
0,8 kg/m3
|
Minyak
Goreng
|
gr/cm3
|
kg/m3
|
7.900 gr/cm3
|
7,9 kg/m3
|
|
19.300 gr/cm3
|
19,3 kg/m3
|
|
8.400 gr/cm3
|
8,4 kg/m3
|
|
10.500 gr/cm3
|
10,5 kg/m3
|
|
21.450 gr/cm3
|
21,45 kg/m3
|
|
7.140 gr/cm3
|
7,14 kg/m3
|
|
1,2 gr/cm3
|
0,0012 kg/m3
|
|
920 gr/cm3
|
0,92 kg/m3
|
BAB VI
KESIMPULAN
Kesimpulan dari
hasil percobaan kali ini adalah sebagai berikut:
1.
Massa
jenis merupakan ciri khas suatu benda.
2. Zat yang sama memiliki massa jenis yang sama,
berapapun volumenya sebaliknya zat yang berbeda umumnya memiliki
massa jenis yang berbeda pula.
3.
Setiap zat cair
mempunyai massa jenis zat yang berbeda-beda, dan tidak akan sama dengan zat
lainnya
DAFTAR PUSTAKA
Alonso,
Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar
Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar .
Universitas Pakuan. Bogor
Hilliday,
David & Robert Resnick. 1985. Fisika.
Erlangga. Jakarta
Suhada,
Resa Taruna. 2009. Modul Fisika Dasar.
Universitas Mercu Buana. Jakarta
Tiper,
Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik.
Erlangga. Jakarta
terima kasih atas contohnyaa
BalasHapuskalau air sama minyak goreng itu gimana ya?? tolong dibalas
BalasHapus