CONTOH LAPORAN FISIKA "FLUIDA DINAMIS"

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

“ FLUIDA DINAMIS ”

Pipa venturi

Guru pembimbing : Eliza Handayani M,M.

Disusun oleh :

·        Aisyah Kamelia

·        Annisa Ashari Rahma

·        Aqilla Farizki

·        Fidia Ramadhani

·        Leony Damayanti

·        Raihan Yusmunandar

XI MIA – 3

MATERI PEMBELAJARAAN

Fluida Dinamis

I. NAMA ALAT

Pipa Venturi.

             II.  TUJUAN  :

1.      Untuk memenuhi nilai ujian praktik fisika.

2.      Untuk memahami konsep fisika “venturi meter”.

3.      Untuk mempelajari konsep dasar pembuatan venturimeter.

4.      Untuk menguji daya keterampilan.

5.      Untuk mengetahui cara pembuatan dan cara kerja miniatur pipa venturi.

6.      Untuk menjelaskan konsep hukum pascal dengan miniatur pipa venturi.

7.      Untuk menyebutkan aplikasi atau penerapan pipa venturi dalam kehidupan sehari-hari.

III. LANDASAN TEORI

Teori yang Digunakan ( Kajian Teori)

Penemu Hukum Bernoulli

          Asas Bernoulli dikemukakan pertama kali oleh Daniel Bernoulli (1700±1782). DanielBernoulli lahir di Groningen, Belanda pada tangga l8 Februari 1700 dalam sebuah keluarga yang hebat dalam bidang matematika. Dia dikatakan memiliki hubungan buruk dengan ayahnya yaitu Johann Bernoulli, setelah keduanya bersaing untuk juara pertama dalam kontes ilmiah di Universitas Paris. Johann, tidak mampu menanggung malu harus bersaing dengan anaknya sendiri. Johann Bernoulli juga menjiplak beberapa idekunci dari buku Daniel, Hydrodynamica dalam bukunya yang berjudul Hydraulica yang diterbitkan lebih dahulu dari buku Hydrodynamica. Dalam kertas kerjanya yang berjudul Hydrodynamica, Bernoulli menunjukkan bahwa begitu kecepatan aliran fluida meningkat maka tekanannya justru menurun. Pada saat usia sekolah, ayahnya, Johann Bernoulli, mendorong dia untuk belajar bisnis. Namun, Daniel menolak, karena dia ingin belajar matematika. Ia kemudian menyerah pada keinginan ayahnya dan bisnis dipelajarinya. Ayahnya kemudian memintanya untuk belajar dikedokteran, dan Daniel setuju dengan syarat bahwa ayahnya akan mengajarinya matematika secara pribadi.

Prinsip Bernoulli
          Prinsip Bernoulli 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 Bernoulli 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 Bernoulli.
Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).

Aliran Tak-termampatkan
          Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan 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 Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:

di mana:
v = kecepatan fluida
g = percepatan gravitasi bumi
h = ketinggian relatif terhadapa suatu referensi
p = tekanan fluida
ρ = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:
• Aliran bersifat tunak (steady state)
• Tidak terdapat gesekan

Aliran 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 Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan ( p ), energi kinetik per satuan volum (1/2 PV^{^}2 ), dan energi potensial per satuan volume (ρgh) memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.
Dalam bagian ini kita hanya akan mendiskusikan bagaimana cara berfikir Bernoulli sampai menemukan persamaannya, kemudian menuliskan persamaan ini. Akan tetapi kita tidak akan menurunkan persamaan Bernoulli secara matematis.
Kita disini dapat melihat sebuah pipa yang pada kedua ujungnya berbeda dimanaujung pipa 1 lebih besar dari pada ujung pipa 2.

Penerapan asas bernouli:

          Venturimeter adalah sebuah alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Fluida dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebi sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan kecepatan.

Alat ini dapat dipakai untuk mengukur laju aliran fluida. Venturimeter digunakan sebagai pengukur volume fluida misalkan udara yang mengalir tiap detik.

Venturimeter dapat dibagi 4 bagian utama yaitu :

a. Bagian Inlet             :    Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan pada bagian ini.

b. Inlet Cone               :    Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida.

c. Throat (leher)           :    Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.

            Pada venturimeter, fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Lalu fluida akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu outlet cone. Outlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada Outlet cone ini tekanan kembali normal.

Jika aliran melalui venturi meter itu benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan fluida yang meninggalkan meter tentulah sama persis dengan fluida yang memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang bersifat permanen dalam tekanan.

Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan sempurna pada outlet cone. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat

Ada dua jenis venturimeter yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain. Yang akan digunakan disini adalah venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain.Untuk menentukan kelajuan aliran v1 dinyatakan dalam besaran-besaran luas penampang A1 dan A2 serta perbedaan ketinggian zat cair pada tabung U yang berisi raksa (h).Untuk memahami penjelasan ini, amati gambar di bawah.Pada gambar di atas tampak bahwa ketinggian pipa, baik bagian pipa yang penampangnya besar maupun bagian pipa yang penampangnya kecil, hampir sama sehingga diangap ketinggian alias h sama. Jika diterapkan pada kasus ini, maka persamaan Bernoulli berubah menjadi:
Ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil (A2), maka laju fluida bertambah (ingat persamaan kontinuitas). Menurut prinsip Bernoulli, jika kelajuan fluida bertambah, maka tekanan fluida tersebut menjadi kecil. Jadi tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil tetapi laju aliran fluida lebih bIni dikenal dengan julukan efek Venturi dan menujukkan secara kuantitatif bahwa jika laju aliran fluida tinggi, maka tekanan fluida menjadi kecil. Demikian pula sebaliknya, jika laju aliran fluida rendah maka tekanan fluida menjadi besar.

 IV. ALAT DAN BAHAN

1.       Alat-alat yang digunakan :

a.          Gergaji.

b.         Solder.

c.          Gunting.

d.         Mistar.

e.          Meteran.

2.      Bahan-bahan yang digunakan :

a.          Lem PVC.

b.         Pipa Paralon berdiameter 5 cm dengan panjang 30 cm.

c.          Pipa Paralon berdiameter 2,5 cm dengan panjang 30 cm.

d.         Pipa L.

e.          Plastisin.

f.          Selang Transparan dengan panjang 30cm.

g.         fluida( air pada pipa, minyak pada selang).

h.         Kayu berukuran 40 x 20 cm.

i.           Pipa Penetup.

j.           Pipa Shock.

k.         Lem Kayu.

V. CARA MEMBUAT ALAT.

1.      Menyiapkan alat dan bahan.

2.      Buatlah alat dengan menggunakan dua jenis paralon dengan diameter yang berbeda dan selang kecil transparan, serta lem untuk perekat.

3.      Ukur diameter pipa yang besar kemudian hitung luas permukaannya.

4.      Diameter pipa             =  2,5 cm.

5.      Luas permukaan         =  19,625 cm².

6.      Diameter pipa             = 5 cm.

7.      Luas permukaan         = 78, 5 cm².

8.      Buatlah penyangga untuk pipa venturi.

9.      Kayu yang berukuran 40 x 20 cm.

10.  Kayu ke-1 untuk alas.

11.  Kayu ke-2 untuk penyangga yang berdiameter 5 cm dan membuat lengkungan/ setengah lingkaran diujungnya.

12.  Kayu ke-3 untuk penyangga yang berdiameter 2,5 cm dan membuat lengkungan/ setengah lingkaran diujungnya.

13.  Direkatkan kayu ke-1 pada bidang kayu ke-2 dan ke-3 dengan lem kayu.

VI. PRINSIP KERJA ALAT.

1. Alirkan air melalui pipa L.

2. Lihat perbedaan ketinggian minyak pada selang.

3. Hitung ujung kiri venturi dengan selang menuju kran air yang dapat mensuplai air dengan kecepatan tinggi. Ujung kanan dihubungkan dengan selang menuju penampung air.

4. Buka kran air perlahan, biarkan air melewati venturi sehingga terlihat perbedaan tinggi permukaan air yang berada pada kedua pipa vertikal.

5. Catat perbedaan tinggi permukaan air dan biarkan kran terbuka dalam keadaan konstan. Setelah dicatat perbedaan tingginya, tampunglah air yang keluar selama 10 detik.

7. Debit air dapat dihitung dengan rumus.

6. Hitung debit air yang keluar dan kecepatannya

VII. ANALISIS PROYEK

Percobaan	PerbedaanTinggi (∆h) (10-2  m)	DebitAir (Q) (10-3 m3)	Kecepatan (v) (m/s)	(∆h)2
1
2
3

VIII. KESIMPULAN

   Berdasarkan persamaan Bernoulli, dapat diuraikan implikasinya sebagai berikut, yaitu :

          Prinsip hukum Bernoulli diterapkan pada pipa mendatar, teori Torricelli, Venturimeter, Tabung Pitot, Gaya angkat pesawat dan alat penyemprot.

          Hubungan antara kecepatan aliran dengan perbedaan ketinggian adalah :

Berdasarkan hukum Bernoulli, jadi semakin besar tinggi permukaan semakin besar kecepatan aliran fluida.

          Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran fluida pada pipa venturI adalah :

                                              ·            Luas permukaan pipa (A) m².

                                              ·            Tekanan (P) N/m².

                                              ·            Percepatan gravitasi (g) m/s².

                                              ·            Selish tinggi permukan (h) m.

DAFTAR PUSTAKA

http://gerbongfisika.blogspot.com/

http://binderismine.blogspot.com/2013/01/laporan-praktikum-mekanika-fluida.html

http://dewinurfathonah.blogspot.com/2014/02/laporan-praktikum-venturimeter.html

https://agiet27.wordpress.com/2011/03/07/hukum-bernoulli/