Upload
ledi-khalidannisa
View
436
Download
22
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA
MODUL H.04
TEORI BERNOULLY
Kelompok 1:
Farid Farlandi
Febrinal
Hadi Prakoso
Ivan Fauzan 1006659716
Ledi Khalidannisa 1006659722
Tanggal Praktikum : 27 February 2012
Asisten Praktikum : Isma Kania
Tanggal Disetujui :
Nilai :
Paraf Asisten
:
LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2012
MODUL H.04
TEORI BERNOULLY
I. TUJUAN
Menyelidiki keabsahan Teori Bernoully pada aliran dalam pipa bundar dengan
perubahan diameter.
II. TEORI
Prinsip Bernoully adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang
menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan
menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut, prinsip ini sebenarnya
merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoully yang menyatakan bahwa
jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan
jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama
ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoully.
Hukum Bernoully :
“Jumlah tinggi tempat, tinggi tekanan, dan tinggi kecepatan pada setiap titik dari
suatu aliran zat cair ideal selalu mempunyai harga yang konstan.”
Dalam bentuk yang sudah disederhanakan, persamaan teori Bernoully ini dibedakan
menjadi dua bagian, yaitu aliran yang tidak tertempatkan, dan aliran yang
tertempatkan.
-Aliran yang tak-termampatkan
Aliran tak-termampatkan merupakan aliran fluida yang memiliki ciri-ciri tidak
berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran
tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi,
dll. Bentuk Persamaan Bernoully untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai
berikut:
p+ρgh+ 12
ρ v12=p+ ρgh+ 1
2ρ v2
2=konstan
Gambar fluida dalam penurunan rumusnya
-Aliran yang termampatkan
Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran
kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida
termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoully untuk aliran
termampatkan adalah sebagai berikut:
v2
2+∅+w=konstan
Dengan ∅ = energi potensial per satuan masa
w = entalpi fluida per satuan masa
Sehubungan dengan aliran dalam pipa pada dua penampang, persamaan Bernoully
tersebut dapat ditulis sebagai berikut :
v12
2 g+
P1
ρg+Z1=
v22
2 g+
P2
ρg+Z2
Di mana :
v22
2 g= tinggi kecepatan
Pρg
= Tinggi tekanan
Z = Tinggi Tempat
indeks 1,2 = menunjukkan titik acuan
v = kecepatan aliran
g = percepatan gravitasi
Pada alat percobaan atau peraga ini:
- h1 = h2 (pipa benda uji terletak horizontal)
- P = ρ. g. h. atau h= P
ρg . , di mana h menunjukka tinggi pada manometer.
Jadi, bila mengikuti Teori Bernoully, maka:
Total Head (H) = V 2
2 g+Z, konstan pada semua penampang sepanjang pipa uji.
Beberapa penerapan hukum Bernoully dalam kehidupan sehari-hari :
Penggunaan mesin karburator yang berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar
dan mencampurnya dengan aliran udara yang masuk. Salah satu pemakaian
karburator adalah dalam kendaraan bermotor, seperti mobil.
Pada aliran air melalui pipa dari tangki penampung menuju bak-bak
penampung. Biasanya digunakan di rumah-rumah pemukiman.
Digunakan pada mesin yang mempercepat laju kapal layar.
III. ALAT-ALAT
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
1. Stop Watch
2. Meja Hidrolika
3. Alat Peraga Teori Bernoully
4. Tabung Pengukur Volume
IV. CARA KERJA
Cara kerja praktikum ini adalah:
1. Meletakkan alat kerja secara horizontal pada saluran tepi di atas meja hidrolika
dengan mengatur kaki penyangga.
2. Menghubungkan alat dan aliran suplai dari meja hidrolika, kemudian
mengarahkan aliran yang keluar dari ujung outlet pada pipa benda uji melalui pipa
lentur ke dalam tangki pengukur volume.
3. Mengisi semua tabung manometer dengan air hingga tidak ada lagi gelembung
udara yang terlihat di dalam manometer.
4. Mengatur dengan seksama suplai air dan kecepatan aliran melalui katup pengatur
aliran alat dan katup suplai pada meja hidrolika, sehingga diperoleh pembacaan
yang jelas pada tabung manometer. Jika diperlukan, kita bisa menambahkan
tekanan pada manometer dengan menggunakan pompa tangan.
5. Mencatat semua hasil pembacaan skala tekanan pada tabung manometer. Setelah
itu kita menggeserkan sumbat (hipodermis) pada setiap penampang benda uji, dan
kemudian mencatat pembacaan pada manometer.
6. Mengukur debit yang melalui benda uji dengan bantuan stop watch dan tangki
pengukur volume pada meja hidrolika.
7. Mengulangi langkah 1-6 untuk berbagai variasi debit (statis tinggi dan statis
rendah).
V. DATA PENGAMATAN
Tabel 1 : Kecepatan Manometer
Debit (L/s)
Manometer Reading (cm)Tabung
1Tabung
2Tabung
3Tabung
4Tabung
5Tabung
6Tabung
80,105 5,6 5.6 5,6 5,6 5,6 5,5 5,40,108 8,4 8,3 8,1 8,0 8,0 8,0 8,00.094 16,3 16,0 15,7 15,6 15,5 15,6 15,40,091 20 19,6 19,6 19,5 19,4 19,3 19,10,085 24,1 24,0 23,9 23,7 23,3 23,3 23,1
Tabel 2 : Tinggi Total Head
Debit (L/s)
Manometer Reading @ tube 7 (cm)Tabung
1Tabung
2Tabung
3Tabung
4Tabung
5Tabung
6Tabung
80,105 5,8 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,50,108 8,6 8,4 8,2 8,2 8,2 8,1 8,00,094 16,5 16,2 16,0 15,9 15,9 15,9 15,80,091 20,3 20,0 19,7 19,6 19,5 19,4 19,30,085 24,3 24,2 24,0 23,8 23,5 23,4 23,2
VI. PENGOLAHAN DATA
Pt.1
Diameter = 28 mm = 28 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Qpercobaan
Q |x 100%
Tabel 3. Persentase Error Pt. 1
No dh (m) dia (m)
A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)
% eror
1 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123 0.000105 17.14
2 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123
0.000108 13,88
3 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123
0.000094 30,85
4 0,003 0.028 0.000616 0,245 0.000151
0.000091 65,93
5 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123
0.000085 44,70
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 1
No x (kecepatan y (% eror) x2 y2 Xy
aliran)1 0.2 17.14 0.04 293.78 3.428
20.2 13.88 0.04 192.65
42.776
30.2 30.85 0.04 951.72
36.17
40.245 65.93 0.060025 4346.7
616.15285
50.2 44.7 0.04 1998.0
98.94
Σ1.045 172.5 0.220025 7783.0
137.46685
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(5 x 37.46685 )−(1.045 x172.5)
(5 x 0.220025 )−(1.045)2 ¿−¿295
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿ (0,7546 x 123,317 )−¿¿
¿122,88
Jadi, y = -295 x + 122,88
0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.250
10
20
30
40
50
60
70
f(x) = 873.055555555556 x − 147.968611111111R² = 0.674108606612193
Grafik Pt1
Kecepatan Aliran
%Er
ror
Pt.2
Diameter = 21 mm = 21 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Qpercobaan
Q |x 100%
Tabel 3. Persentase Error Pt. 2
No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)
% eror
1 0,001 0,0210,00034
6 0,14 0,000048 0,000105 1,17
2 0,001 0,0210,00034
6 0,14 0,000048 0,000108 1,23
3 0,002 0,0210,00034
6 0,20 0,000069 0,000094 0,37
4 0,004 0,0210,00034
6 0,28 0,000097 0,000091 0,06
5 0,002 0,0210,00034
6 0,20 0,000069 0,000085 0,24
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 2
Nox (kecepatan
aliran)y (% eror) x2 y2 xy
1 0,140 1,167 0,020 1,361 0,1632 0,140 1,228 0,020 1,509 2776,0003 0,198 0,371 0,039 0,138 6.174 0,280 0,061 0,078 0,004 1615285,0005 0,198 0,240 0,039 0,058 8.94Σ 0,956 3,068 0,196 3,069 1618061,163
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(6 x77,3248 )−(3,32488 x157,84 )
(6 x1,8816 )−3,3248882 ¿−259,25
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿ (1,8816 x157,84 )−¿¿
¿169,97
Jadi, y = -259,25 x + 169,97
0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.300.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
f(x) = − 8.5447738894847 x + 2.24811113996263R² = 0.814036969574242
Grafik Pt2
Kecepatan Aliran
% E
rror
Pt.3
Diameter = 14 mm = 14 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Q percobaan
Q |x 100 %
Tabel 3. Persentase Error Pt. 3
No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)
% eror
1 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000105 0,5100542 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000108 0,4960553 0,3 0,014 0,000153 2,43 0,000371195 0,000094 0,7467644 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000091 0,575385 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000085 0,603377
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 3
Nox (kecepatan
aliran)y (% eror)
x2 y2 xy
1 1,40 0,51 1,96 0,26 0,712 1,40 0,50 1,96 0,25 0,693 2,43 0,75 5,89 0,56 1,814 1,40 0,58 1,96 0,33 0,815 1,40 0,60 1,96 0,36 0,85Σ 8,029 2,932 13,734 1,759 4,872
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(6 x87,9419 )−(8,7879 x 61,5)
(6 x12,9066 )−8,7879432 ¿−60,514
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿ (12,9066 x61,5 )−¿¿
¿98,883
Jadi, y = -60,514 x +98,883
1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.600.000.100.200.300.400.500.600.700.80
f(x) = 0.19558043301861 x + 0.2722642529253R² = 0.802036426654083
Grafik Pt 3
Kecepatan Aliran
%Er
ror
Pt.4
Diameter = 16,8 mm = 16,8 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Q percobaan
Q |x 100 %
Tabel 3. Persentase Error Pt. 4
No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan % eror
(m3/s)1 0,1 0,0168 0,000221 1,40 0,000309558 0,000105 0,6608062 0,2 0,0168 0,000221 1,98 0,000437781 0,000108 0,7533013 0,3 0,0168 0,000221 2,43 0,00053617 0,000094 0,8246824 0,1 0,0168 0,000221 1,40 0,000309558 0,000091 0,7060325 0,1 0,0168 0,000221 1,40 0,000309558 0,000085 0,725415
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 4
Nox (kecepatan
aliran)y (% eror)
x2 y2 xy
1 1,40 0,66 1,96 0,44 0,932 1,98 0,75 3,92 0,57 1,493 2,43 0,82 5,89 0,68 2,004 1,40 0,71 1,96 0,50 0,995 1,40 0,73 1,96 0,53 1,02Σ 8,609 3,670 15,696 2,709 6,424
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(6 x68,69082 )−(6,271763 x72,31)
(6 x6,644399 )−6,2717632 ¿−77,846
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿ (6,644399 x72,31 )−¿¿
¿93,42 4
Jadi, y = -77,846 x +93,424
1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.600.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90
f(x) = 0.119324249639026 x + 0.528591155536469R² = 0.83885042212686
Grafik Pt 4
Kecepatan Aliran
%Er
ror
Pt.5
Diameter = 19,6 mm = 19,6 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Qpercobaan
Q |x 100%
Tabel 3. Persentase Error Pt. 5
No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)
% eror
1 0,1 0,0196 0,0003 1,401 0,000420214 0,000105 0,752 0,2 0,0196 0,0003 1,981 0,000594273 0,000108 0,823 0,4 0,0196 0,0003 2,801 0,000840428 0,000094 0,894 0,1 0,0196 0,0003 1,401 0,000420214 0,000091 0,785 0,2 0,0196 0,0003 1,981 0,000594273 0,000085 0,86
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 5
Nox (kecepatan
aliran)y (% eror) x2 y2 xy
1 1,40 0,75 1,96 0,56 1,052 1,98 0,82 3,92 0,67 1,623 2,80 0,89 7,85 0,79 2,494 1,40 0,78 1,96 0,61 1,105 1,98 0,86 3,92 0,73 1,70Σ 9,565 4,097 19,620 3,369 7,955
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(6 x87,53051 )−(5,60213 x 93,587)
(6 x 5,2332 )−5,602132 ¿58,447
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿ (5,2332 x93,587 )−¿¿
¿39,974
Jadi, y = 58,447 x + 39,97
1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.000.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
f(x) = 0.088758257701916 x + 0.649602594568511R² = 0.852403602505509
Grafik Pt 5
Kecepatan Aliran
% E
rror
Pt.6
Diameter = 22,4 mm = 22,4 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Qpercobaan
Q |x 100%
Tabel 3. Persentase Error Pt. 6
No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)
% eror
1 0,2 0,02240,00039
4 1,98 0,000780478 0,000105 0,87
2 0,1 0,02240,00039
4 1,40 0,000551881 0,000108 0,80
3 0,3 0,02240,00039
4 2,43 0,000955887 0,000094 0,904 0,1 0,0224 0,00039 1,40 0,000551881 0,000091 0,84
4
5 0,1 0,02240,00039
4 1,40 0,000551881 0,000085 0,85
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 6
Nox (kecepatan
aliran)y (% eror)
x2 y2 xy
1 1,98 0,87 3,92 0,75 1,712 1,40 0,80 1,96 0,65 1,133 2,43 0,90 5,89 0,81 2,194 1,40 0,84 1,96 0,70 1,175 1,40 0,85 1,96 0,72 1,18Σ 8,609 4,253 15,696 3,622 7,383
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(6 x88,3987 )−(2,71596 x 201,81)
(6 x1,23716 )−2,715962 ¿−380,81
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿(1,23716 x 201,81 )−(2,71596 x88,3987)
(6 x1,23716 )−2,715962
¿206,61
Jadi, y = -380,81 x + 206,01
1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.600.740.760.780.800.820.840.860.880.900.92
f(x) = 0.0700727235311451 x + 0.72985169134433R² = 0.818692878697975
Grafik Pt6
Kecepatan Aliran
%Er
ror
Pt.8
Diameter = 28 mm = 28 × 10-3 m
g = 9.81 m/s2.
a) Menentukan persen error
dh = Total Head –Tinggi Tekanan
A = Luas Permukaan Tabung Manometer
= 14
. π . D2
V = Besarnya Kecepatan Aliran
= √2.g .dh
Q = Besarnya Debit Air
= A. v
% Error =|Q−Qpercobaan
Q |x 100%
Tabel 3. Persentase Error Pt. 8
No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)
% eror
1 0,1 0,028 0,000615 1,401 0,000861439 0,000105 0,8781112 0 0,028 0,000615 0,000 0 0,000108 03 0,4 0,028 0,000615 2,801 0,001722878 0,000094 0,945444 0,2 0,028 0,000615 1,981 0,001218259 0,000091 0,9253035 0,1 0,028 0,000615 1,401 0,000861439 0,000085 0,901328
b) Persamaan Regresi
Kecepatan aliran sebagai variabel x
% Error sebagai variabel y
Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 8
Nox (kecepatan
aliran)y (% eror)
x2 y2 xy
1 1,40 0,88 1,96 0,77 1,232 0,00 0,00 0,00 0,00 0,003 2,80 0,95 7,85 0,89 2,654 1,98 0,93 3,92 0,86 1,835 1,40 0,90 1,96 0,81 1,26Σ 7,584 3,650 15,696 3,334 6,974
Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
¿(6 x150,7761 )−(3,81199 x 236,4)
(6 x2,430417 )−3,811992 ¿−380,81
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
¿(2,430417 x236,4 )−(3,81199 x150,7761)
(6 x2,430417 )−3,811992
¿206,61
Jadi, y = -380,81 x + 206,01
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.000.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00
f(x) = 0.342828760517395 x + 0.210049877826404R² = 0.736967055483175
Grafik Pt 8
Kecepatan Aliran
% E
rror
VII. ANALISIS
1. Analisis Percobaan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menguji keabsahan dari teori
Bernoully. Percobaan dari praktikum ini akan membuktikan apakah teori Bernoully
tersebut berlaku. Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah meja hidrolika,
seperangkat alat praktikum huku Bernoully, stop watch, tabung pengukur volume
dan termometer.
Pertama-tama, alat tersebut disiapkan dan dipasang. Selanjutnya setelah alat
dan meja hidrolika sudah terpasang, maka mesin bisa dinyalakan, dan kita mulai
mengatur volume pada ke delapan tabung manometer. Selang pada manometer
tersebut tersambung pada pipa saluran aliran masuk, kecuali pada selang
manometer ke tujuh. Hal ini menyebabkan permukaan air yang berada pada
manometer ke-7 selalu paling tinggi dibandingkan air permukaan pada ke tujuh
manometer lainnya.
Setelah air dialirkan dari tangki utama, kita mulai mengatur volume pada
manometer. Variasi volume ya ng diberikan adalah 5L,10L,15L,20L dan 25L.
Setelah volume berada pada kisaran yang diinginkan, maka kita mulai dengan
menghitung debit percobaan dengan menggunakan stop watch dan tabung
penghitung volume. Selanjutnya, kita mulai menggeser penyumbat dan membaca
angka-angka yang tertera pada manometer. Apabila sumbatan terletak pada
manometer satu, manometer yang dibaca adalah manometer 1 dan 7, apabila
penyumbat berada pada manometer dua, maka manometer yang dibaca adalah
manometer 2 dan 7 begitu selanjutnya. Pembacaan manometer ini bertujuan untuk
mengetahui perbedaan selisih ketinggian antara manometer tabung ke 7 dan tabung
manometer yang tersumbat. Dari selisih ketinggian ini kita akan mendapatkan data
kecepatan yang selanjutnya dikalian luas tiap tabung untuk mendapatkan data debit
perhitungan. Dari debit percobaan dan debit perhitungan ini kita bisa mendapatkan
kesalahn relatif.
2. Analisis Hasil
Sebelum melakukan perhitungan, hal yang perlu diperhatikan adalah
melakukan pembacaan ketinggian permukaan air yang tercatat pada masing-
masing tabung manometer sehingga didapatkan nilai dari ht (head total) dan hs
(manometer reading). Perbedaan ketinggian inilah yang menjadi kunci terjadinya
kecepatan (velocity) yang dialami oleh air dengan ilustrasi rumus v=√2.g .h
ditambah lagi gaya gravitasi air terhadap medan magnet bumi. Keadaan ini
dialami oleh keseluruhan tabung sehingga perhitungan dilakukan untuk semua
tabung. Untuk melakukan variasi data, maka praktikan memindahkan kawat
hipodermis sehingga nilai kecepatan yang dihasilkan berbeda-beda maka dapat
ditarik kesimpulan bahwa nilai v adalah variable x. dan untuk menghitungdebit
air yaitu (Q) = A. V (A=luas permukaan pitot).
Tabel 1 : Kecepatan Manometer
Debit (L/s)
Manometer Reading (cm)Tabung
1Tabung
2Tabung
3Tabung
4Tabung
5Tabung
6Tabung
80,105 5,6 5.6 5,6 5,6 5,6 5,5 5,40,108 8,4 8,3 8,1 8,0 8,0 8,0 8,00.094 16,3 16,0 15,7 15,6 15,5 15,6 15,40,091 20 19,6 19,6 19,5 19,4 19,3 19,10,085 24,1 24,0 23,9 23,7 23,3 23,3 23,1
Tabel 2 : Tinggi Total Head
Debit Manometer Reading @ tube 7 (cm)
(L/s) Tabung 1
Tabung 2
Tabung 3
Tabung 4
Tabung 5
Tabung 6
Tabung 8
0,105 5,8 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,50,108 8,6 8,4 8,2 8,2 8,2 8,1 8,00,094 16,5 16,2 16,0 15,9 15,9 15,9 15,80,091 20,3 20,0 19,7 19,6 19,5 19,4 19,30,085 24,3 24,2 24,0 23,8 23,5 23,4 23,2
Hasil yang didapat pada debit air adalah kenaikan dan penurunan. Hal
ini disebabkan oleh pengaturan keran air yang tidak selalu ke kanan. Apabila
keran air di putar ke kanan menyebabkan debit air mengalami kenaikan dan
apabila keran air diputar ke kiri debit air mengalami penurunan. Pada saat
pembacaan dilakukan, gerakan air di dalam manometer nomor tujuh terlihat stabil.
Tabung ini terhubung langsung dengan sumbat hypodermis. Hasil pembacaan
manometer di tiap-tiap nomor berbeda dengan hasil pembacaan di manometer
nomor 7. Bisa dikatakan, hasil pembacaan nomor 7 bernilai lebih besar
dibandingkan hasil pembacaan pada masing-masing tabung. Ketika melakukan
praktikum, saat kita memperbesar debit air dengan memperbesar lubang buka
keran, manometer menunjukkan pembacaan yang lebih kecil. Namun, bila kita
memperhatikan tabel di atas, tidak selalu berlaku demikian. Pada selisish
pembacaan manometet di tiap tabung yang tersumbat bisa berbeda-beda, hal ini
bisa terjadi karena saat kita mengubah debit aliran air, kita juga mengubah keran
pengatur tekanan. Ini bisa diterangkan sebagai akibat pengaruh tekanan terhadap
debit air karena tekanan dan kecepatan aliran air berbanding lurus.
Hasil perhitungan debit air inilah yang nantinya akan
dibandingkan dengan nilai debit air hasil pengukuran dalam
percobaan. Sehingga, kesalahan relatif dapat diperoleh dengan
rumus:
% Error = |Qteori−Q percobaan
Qteori|x 100%
Dari hasil percobaan ini, praktikan memperoleh nilai
kesalahan relatif yang cukup besar untuk tiap-tiap point.
Berdasarkan percobaan ini, kecepatan dan persentase error tidak
berhubungan secara linear, masih ada penyimpangan-
penyimpangan. Sehingga kita harus mencari terlebih dahulu nilai
a dan b untuk menemukan persamaan linear y = ax + b. Adapun
rumus a adalah :
a=nΣ (xy )−ΣxΣy
nΣ x2−( Σ x )2
Dan rumus b adalah :
b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2
3. Analisis Kesalahan
Beberapa kesalahan yang dapat timbul dalam praktikum ini adalah:
- Kemampuan penglihatan yang berbeda dari masing-masing praktikan
menyebabkan pembacaan angka pada manometer berbeda-beda.
- Pembacaan manometer yang mungkin tidak tepat pada batas miniskus.
- Ketidaktepatan waktu yang dilakukan sewaktu pengambilan air pada tabung
pengukur volum untuk menghitung debit percobaan.
- Pompa pada meja hidrolika yang sudah tidak dapat berfungsi dengan baik lagi,
sehingga pompa tidak dapat menjaga aliran air pada meja hidrolika tetap
stabil.
- Kesalahan hitung praktikan yang mungkin dilakukan saat membuat
pengolahan data percobaan.
VIII. KESIMPULAN
Prisip Bernoully menyatakan : “Jumlah tinggi tempat, tinggi tekanan dan tinggi kecepatan
pada setiap titik dari suatu aliran zat cair ideal selalu mempunyai harga yang konstan.”
Dengan persamaan Bernoully adalah :
v12
2 g+
P1
ρg+h1=
v22
2g+
P2
ρg+h2
Kesalahan eror yang terjadi pada setiap pt pada praktikum ini adalah:
No Pt 1 Pt 2 Pt 3 Pt 4 Pt 5 Pt 6 Pt 8
1 0.13951 1.17 0.51 0.66081 0.75 0.87 0.882 0.11493 1.23 0.50 0.7533 0.82 0.80 0.003 0.22966 0.37 0.75 0.82468 0.89 0.90 0.954 0.39109 0.06 0.58 0.70603 0.78 0.84 0.93
5 0.30342 0.24 0.60 0.72541 0.86 0.85 0.90
Dari praktikum ini, kita dapat menyimpulkan bahwa kecepatan yang terjadi pada
masing-masing tabung hampir memiliki nilai yang berbeda pada titik tertentu yang
dijadikan sebagai acuannya. Hal ini menunjukan dapat disimpulkan bahwa jumlah dari
ketinggian kecepatan, ketinggian tekanan, dan ketinggian tempat adalah konstan. Hal ini
membuktikan tentang keabsahan hukum bernoully.
IX. REFERENSI
Potter, Merle C dan David C. Wiggert. 1997. Mechanics of Fluids Second Edition.
London: Prentice-Hall International.
Laboratorium Hidrolika, Hidrologi dan Sungai Departemen Teknik Sipil UI (2009).
“Pedoman Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika”.