percobaan bernoulli.docx

7/22/2019 PERCOBAAN BERNOULLI.docx

1/51

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini terdapat berbagai macam zat, yaitu zat cair,zat padat, dan

gas.zat cair merupakan zat berbentuk cairan seperti air, minyak, bensin, dan

sebagainya. zat padat adalah zat yang memiliki ciri keras dan padat ,

contohnya besi.zat gas merupakan zat yang berbentuk gas atau udara,

contohnya udara dialam sekitar.

Fluida adalah zat yang mudah mengalir dan memberikan sedikit

hambatan terhadap perubahan bentuk ketika di tekan. oleh karena itu tang

termasuk fluida adalah zat cair dan gas.mekanika fluida yang mengkajinya

dinamakan statika fluida bergerak(hidrodinamika) sedangkan percobaan

yang saat ini dilakukan yaitu fluida dinamis.

Fluida dinamis disebut juga fluida yang bergerak atau fluida mengalir.

bila bend dalam kesetimbangan fluida tidak dapat menahan gaya tangensial

atau gaya geser, maka ia akan mengalami perubahan bentuk dan akan

bergerak, inilah yang disebut aliran.

Fluida dapat digolongkan kedalam cairan dan gas, perbedaan

perbadaannya antara lain:

cairan praktis tak kompresibel, sedangkan gas kompresibel. cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan bebas,

sedangkan gas dengan massa tertentu akan mengembang sampai mengisi

seluruh bagian wadahnya.


2/51

Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak. Untuk memudahkan

dalam mempelajari fluida, fluida disini dianggap steady ( mempunyai

kecepatan yang konstan ), tak termampatkan ( tidak mengalami perubahan

volume ), tidak kental.

Besaran besaran dalam fluida dinamis diantaranya adalah debit, debit

volume suatu fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam

selang waktu tertentu pula. Misalnya fluida mengalir melalui suatu pipa,

pipa biasanya berbentuk silinder dan memiliki luas penampang tertentu.

pipa tersebut juga mempunyai panjang.Ketika pipa tersebut dialiri fluida

sejauh L maka volume fluida yang ada dalam pipa adalah luas

penampang dikalikan dengan panjang pipa. karena selama mengalir

kedalaman pipa disepanjang L , fluida menempuh selang waktu tertentu.

demikian ketika fluida mengalir pada suatu pipa yang memiliki luas

penampang dan panjang tertentu selama selang waktu tertentu, maka

besarnya debit fluida ( Q ) tersebut sama dengan luas penampang ( A )

dikalikan dengan kecepatan aliran fluida ( V ). atau dapat dituliskan sebagai

berikut:

atau Keterangan :

Q = debit aliran (m/s )

V = volume ( m )

t = selang waktu ( s )

A = luas penampang ( m )

Prinsip bernoulli adalah sebuah istilah dalam mekanika fluida yang

menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida peningkatan pada kecepatan

fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut . prinsip

ini merupakan penyederhanaan dari persamaan bernoulli yang menyatakan


3/51

bahwa jumlah energi pada suatu titik didalam suatu aliran tertutup adalah

sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang

sama. prinsip ini diambil dari seorang ilmuan berkebangsaan belanda

swiss yang ber nama DANIEL BERNOULLI .

Hukum bernoulli adalah hukum yang berlandaskan pada hukum

kekekalan energi yang dialami oleh aliran pada suatu fluida. Hukum ini

menyatakan bahwa jumlah tekanan ( P ), energi kinetik, persamaan volume,

dan energi potensial persatuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap

titik sepanjang garis arus.

Fluida mengalir pada pipa ujung1 ke ujung2 kecepatan pada ujung1

berada pada ketinggian h1, ujung2 = h2. Dan tekanan pada ujung1 = h1,

ujung2 = h2.

Gambar 1.1 Fluida mengalir pada pipa(http://meglevworld.wordpress/aliran-zat-cair -bernoulli/com.2.11.2013)

Hukum bernoulli untuk fluida yang mengalir pada suatu tempat maka

jumlah usaha, energi kinetik, energi potensial fluida per satuan volume

fluida tersebut mempunyai nilai yang tetap pada setiap titik. Jadi, jumlah

dari tekanan energi kinetik per satuan volume dan energi potensial per

h2

v2

h1

v1


4/51

satuan volume mempunyai nilai yang sama pada setiap titik sepanjang

suatu garis lurus.

Prinsip Bernoulli banyak di pakai dalam kehidupan. Beberapa

diantaranya pada sayap pesawat terbang ,tower air,venture meter dan

lainnya. Oleh karena itu perlu adanya percobaan-percobaan dalam

pemanfaatan prinsip Bernoulli hingga dapat digunakan secara lebih

efektif.

1.2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan pelaksanaan praktikum pada percobaan Bernoulli

antara lain, yaitu:

1. Mendemonstrasikan hukum bernoulli.

2. Mengukur tekanan sepanjang venturi tube.

3. Mengetahui definisi tekanan statis, dinamis, dan stagnasi

1.3. Manfaat Praktikum

Adapun manfaat praktikum yaitu :

1. Mahasiswa dapat mengetahui tentang aplikasi dari hukum Bernoulli dan

penerapannya didunia keteknikan.

2. Mahasiswa dapat mendemonstrasikan hokum Bernoulli

3. Mahasiswa dapat mengetahui definisi dari tegangan statis,dinamis , dan

stagnasi.


5/51

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Persamaan Bernoulli

Penurunan dari persamaan bernoulli untuk aliran disepanjang garis

arus didasarkan pada hukum newton II tentang gerak ( ).Persamaan ini diturunkan berdasarkan asumsi asumsi sebagai berikut:

Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan ( kehilangan

energi zat cair akibat gesekan adalah nol ).

Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan ( rapat massa

dan zat cair konstan ).

aliran adalah kontinyu disepanjang garis arus. kecepatan aliran adalah merata dalam satu penampang. gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekan.

2.2. Persamaan Bernoulli Untuk Zat Cair Rill

Penurunan persamaan bernoulli diturunkan berdasarkan anggapan

bahwa zat cair adalah ideal( invisid ) sehingga tidak ada gesekan baik

antara partikel zat cair dan dinding batas untuk zat cair akan terjadi

kehilangan tenaga yang harus diperhitungkan dalam aplikasi persamaan

bernoulli. kehilangan tenaga dapat terjadi karena adanya gesekan antara

zat cair dan dinding batas atau karena adanya perubahan tampang lintang

aliran. Kehilangan tenaga disebabkan karena gesekan.

Untuk lintasan yang sangat panjang terjadi kehilangan tenaga

sekunder, tetapi kehilangan tenaga sekunder sring diabaikan. Aplikasi

persamaan bernoulli untuk kedua titk didalam medan aliran akan

memberikan persamaan:


6/51

Keterangan :o ZA, ZB = tinggi elevasi ( m )

o PA,PB = tekanan ( N/ m)o = berat jenis ( Kg/ m )

o VA,VB = kecepatan( m/s )o g = kecepatan gravitasi ( m/s )

Yang menunjukkan bahwa jumlah tingi elevasi, tinggi tekanan dantinggi kecepatan kedua titik adalah sama. Dengan demikian garis tenaga

pada aliran zat cair adalah konstan.

Kehilangan tenaga dinyatakan dalam rumus sebagai berikut:

Keterangan:

h= kehilangan tenaga

k= konstanta v= kecepatan ( )

g = kecepatan gravitasi ( m/s )

Untuk kehilangan tenaga primer dapat ditentukan dengan rumus:

k

Keterangan:

k= konstanta F=koefisien gesekan L= panjang pipa ( m ) D=diameter pipa


7/51

Untuk kehilangan tenaga sekunder :

( )

Keterangan:

k = konstanta A1=luas penampang pipa hulu( m ) A1=luas penampang pipa hilir( m )

Dalam memperhitungkan kehilangan tenaga sekunder, V adalah

kecepatan aliran dipipa 1 ( hulu ). Karena adanya kehilangan tenaga akibatgesekan, maka garis tenaga akan selalu menurunkan arah aliran. Dalam

analisa aliran saat dimensi kecepatan aliran pada suatu tampang dianggap

konstan, tetapi pada kenyataannya kecepatan pada suatu penampang tidak

merata.

Seiring terjadinya kehilangan tenaga biasanya dinyatakan dalam

tinggi zat cair, dengan memperhitungkan keduanya, kehilangan tenaga

tersebut dapat dihitung dengan persamaan bernoulli antara dua tampang

aliran ( titik 1 dan 3)

Gambar 2.1 persamaan bernoulli pada zat cair rill

(http://meglevworld.wordpress/aliran-zat-cair -bernoulli/com.2.11.2013)


8/51

Elemen berbentuk silinder dari suatu tabung arus yang bergerak

disepanjang garis arus dengan kecepatan dan [ercepatan disuatu tempat

dan suatu waktu adalah sama. Panjang tampang lintang dan rapat massa

elemen tersebut adalah ds, da, dan pg. Oleh karena tidak adanya gesekan

maka gaya gaya yang bekerja hanya gaya tekan pada ujung elemen dan

gaya berat gasil kali dari massa elemen dan percepatan harus sama dengan

gaya gaya yang bekerja pada elemen.

Gambar 2.2 elemen zat cair bergerak sepanjang garis arus.

(http://usbr.gov/pmts/hydraulics.lab/pubs/wmm/cap02.14.html.2013)

Dengan memperhitungkan gaya gaya yang bekerja pada aliran,

maka hukum newton II untuk gerak partikel disepanjang garis arus

menjadi:

-gdsdacos + pda -(p+ ds) da= ds da a


9/51

Keterangan:

= rapat massa ( Kg/m) g = kecepatan gravitasi ( m/s ) ds= panjang pipa ( m ) da= tampang lintang p= tekanan( N/m) a= percepatan( m/s )

2.3.

Koefisien Koreksi Energi

Pengunaan kecepatan merata untuk mengantikan kecepatan tidak

merata dalam persamaan bernoulli perlu memasukkan koefisien tak

berdimensi dan pada suhu tinggi kecepatan yang dihitung dengan

kecepatan tidak merata dan dengan kecepatan merata.

Apabila kecepatan pada suatu tampang kecil ( da ) dari sutu

penampang aliran A adalah V1 maka energi kinetik dapat dituliskan:

de= Keterangan:

de= energi kinetik dm= massa (Kg) v = kecepatan( m/s) = rapat massa(kg/m) = luas penampang aliran( m ) = waktu( s )

Persamaan bernoulli untuk zat ideal yang mempunyai kekentalan

yang mengalir akan terjadi gesekan yaitu gesekan antara zat cair dengan

dinding aliran.


10/51

Gesekan ini merupakan suatu gaya yang arahnya berlawanan

dengan aliran, sehingga gesekan ini akan melakukan usaha atau tenaga

yang berlawanan atau negatif atau dengan kata lain gesekan akan

menyebabkan kekurangan tenaga zat cair. Persamaan bernoulli mengenai

zat cair yang mempunyai kekentalan mempunyai perbedaan sebagai

berikut:

a. Zat cair ideal

Tenaga pada titik 1

Z1 + +

= H1

Tenaga pad titik 2

Z2 + +

= H2

b. Zat cair yang mempunyai kekentalan

H=h2-h1

Keterangan:

H=tenaga yang hilang dalam perjalanan p1,p2= tekanan (Pa) V1,V2= kecepatan(m) g = kecepatan gravitasi ( m/s )


11/51

2.4. Persamaan Kontinuitas

Pada setiap aliran dimana tidak ada kebocoran, maka untuk setiap

penampang berlaku bahwa debit pada sebuah potongan selalu sama(

konstan ).

Besarnya debit ( Q ) pengaliran

keterangan:

Q= debit ( m/s) V= volume(m) t= waktu(s)

Persamaan kecepatan

keterangan:

v= kecepatan(m/s) Q= debit(m/s) A= luas penampang(m)

Persamaan bernoulli dapat jga digunakan untuk menentukan garis

tekanan dan tenaga. Garis tenaga dapat ditunjukkan oleh elevasi muka air

pada tabung pitot yang besarnya sama dengan tinggi total dari konstanta

bernoulli. Sedang garis tekanan dapat ditunjukkan oleh elevasi muka air

dalam tabung vertikal yang disambungkan dengan pipa.


12/51

Gambar 2.3 garis tenaga dan tekanan

(http://usbr.gov/pmts/hydraulics.lab/pubs/wmm/cap02.14.html.2013)

Pada aliran zat cair ideal, garis tenaga mempunyai tinggi tetap

yang menunjukkan jumlah dari tinggi elevasi, tinggi tekanan dan tinggi

kecepatan, garis tekanan menunjukka jumlah dari tinggi elevasi dan tinggi

tekanan. Z=P/ yang bisa naik atau turun pada arah aliran dan tergantung

pada luas tampang aliran.

2.5. Tekanan Hidrostatis

Dengan menggunakan persamaan bernoulli untuk titik 1 dan 2

seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, dapat dihitung besar

tekanan yang bekerja pada permukaan benda dalam zat cair diam.

persamaan tersebut dpat ditulis dalam bentuk


13/51

Gambar 2.4 Tekanan pada zat cair diam

sumber : Triatmojo,Bambang.1993.Hidrolika I,II.Yogyakarta:Betaoffset

2.6. Tekanan Stagnasi

Pada gambar di bawah menunjukkan sebuah benda yang berada

dalam zat cair mengalir. Garis arus yang sampai disekitar benda tersebut

akan berubah arah kecuali garis arus yang ditengah yang memotong bendatersebut dititik s , titik ini disebut stagnasi dan tekanan pada titik tersebut

dinamakan tekanan stagnasi. jika pada suatu titik berjarak tertenrtu dari

titik s mempunyai tekanan sebesar p0 pada kecepatan v0, maka tekanan

stagnasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan bernoulli untuk

titik 0 dan s

Gambar 2.5 Garis arus disekitar silinder


14/51

2.7. Provil Kecepatan Dalam Ventury Tube

Vntury tube menggunakan enam titik pengukuran reverensi

kecepatan pada setiap titik seperti terlihat pada gambar dibawah

Gambar 2.6 Ventury tube

(http://knewledgepublications.com/doe/2013)

2.8. Instrumentasi dan Pengukuran

Ventury digunakan dalam industri laboratorium ilmiah untuk

mengukur laju aliran suatu cairan . Venturi dapat dinyatakan untuk

mengukur laju aliran volumetrik Q;

Q= v1A1 v2=a2

p1=p2 = Kemudian,

Q= ( ) = Keterangan:

Q=debit(m) p= tekanan (pa) A= luas penampang(m)


15/51

Sebuah ventury juga dapat dinyatakan untuk mencapai cairan

berupa gas. persamaan bernoulli bila titik ukur melewati atau melintasi

garis arus

p+ v+yKeterangan:

p= tekanan(pa)

v=konstanta v=kecepatan y=koordinat partikel

2.9. Angka Reynolds

Angka Reynolds mempunyai bentuk:

Keterangan:

V : kecepatan aliran D : diameter pipa

v : kekentalan kinematik


16/51

Aplikasi Persamaan Bernolulli

Aplikasi hukum bernoulli pada pesawat

Jika kita perhatikan bentuk daripada sayap sebuah pesawat terbang, seperti

yang terluhat pada gambar berikut:

Gambar 2.8 Penampang pada sayap pesawat

(http)

Perhatikan bahwa dasar sayap adalah datar, sedangkan permukaan sayap

melengkung dengan sudut tertentu, bentuk ini menyebabkan perbedaan tekanan

antara bagian atas dan bagian bawah sayap mendorong pesawat keatas. ini adalah

aplikasi dari hukum bernoulli (1700-1782). memang kalaw kita mempelajari

aerodinamika lebih dalam, teori ini mungkin tidak berlaku lagi pada kecepatan

tertentu. Tetapi ide bernoulli masih merupakan prinsip dasar dari cara kerja

sebuah sayap pesawat. jadi dalam gambar kedua menyatakan perbandingan antara

tekanan fluida( udara ). dengan kecepatan yang konstan.

Gambar 2.9 Aliran pada penampang pesawat.


17/51

Dalam gambar terlihat bahwa didal am pipa diatas titik B dengan

kecepatan yang lebih rendah maka tekanannya akan lebih tinggi, sedangkan dititik

atas A karena pipa yang dilewati fluida lebih sempit maka kecepatan menjadi

lebih tinggi dan ternyata tekanannya menjadi lebih rendah dan menyebabkan

pesawat terangkat keatas.

Gambar 2.10. Tekanan yang terjadi pada pesawat

Karena kecepatan udara yang lebih cepat diatas sayap pesaat, maka

tekanannya akan lebih rendah dibanding dengan tekanan udara yang mengalir

dibawah sayap pesawat.tekanan dibawah sayap yanglebih besar akan mengangkat

pesawat.

Karena itu kecepatan pada pesawat harus dijaga sesuai dengan

rancangannya, jika kecepatannya turun, maka tekanan dibawah sayap akan

berkurang dan menyebabkan pesawat jatuh.

Aplikasi hukum bernoulli pada penyemprot parfum

Penyemprot Parfum adalah salah satu contoh Hukum Bernoulli. Ketika

Anda menekan tombol ke bawah, udara dipaksa keluar dari bola karet

termampatkan melalui lubang sempit diatas tabung silinder yang memanjang ke

bawah sehingga memasuki cairan parfum.Semburan udara yang bergerak cepat

menurunkan tekanan udara pada bagian atas tabung, dan menyebabkan tekanan

atmosfer pada permukaan cairan memaksa cairan naik ke atas tabung. Semprotan


18/51

udara berkelajuan tinggi meniup cairan parfum sehingga cairan parfum

dikeluarkan sebagai semburan kabut halus.

Gambar2.11 Cara kerja penyemprot parfum

Penerapan Mekanika Fluida Dan Hukum Bernoulli Pada Kasus Lumpur

Lapindo

Sifat-sifat fluida, Semua fluida nyata gas dan zat cair memiliki sifat-sifat

khusus yang dapat diketahui antara lain: rapat massa (density), kekentalan

(viscosity), kemampatan (compressibility), tegangan permukaan (surface tension),

dan kapilaritas (capillarity).

Persamaan energi, Energi yang ada pada tiap saluran berat dari aliran air

terdiri dari 3 bentuk dasar yaitu: energi kinetik, energi tekanan, dan energi elevasi

diatas garis datum. Dari ketiga bentuk dasar energi tersebut akan di dapatkan

persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa konservasi energi merupakan

bentuk persamaan energi untuk aliran tanpa geseran dasar.


19/51

Intinya dengan menggunakan rumus persamaan bernoulli kita bisa

menghentikan semburan lumpur lapindo dan memasukkan kembali lumpur ke

dalam perut bumi. Setiap semburan dari pompa ataupun sumber energi lainnya

pasti memiliki total head. Penghitungan total head sendiri terpengaruhi oleh

kuatnya tekanan, grafitasi, dan kecepatan fluida.

Data yang dimiliki dari lapangan menyebutkan kedalaman sumber lumpur

Lapindo di Porong antara 0,5 Km hingga 1,9 Km. Sedang tekanan lumpur itusebesar 2.000 PSI (pound per square inches). Dengan demikian, maka total

semburan lumpur itu hanya maksimum mampu mencapai ketinggian 27 meter di

atas permukaan tanah.

Apabila disekitar lubang semburan lumpur di buatkan tabung silinder

mengelilingi lubang lumpur setinggi 30 meter apakah luapan lumpur akan

berhenti sampai ditotal head 27 meter? Secara teori memang sudah pasti dan

seharusnya lumpur berhenti pada ketinggian 27 meter namun mengingat total

head ini terpengaruh oleh berbagai macam variabel kemungkinannya pasti akan

meleset tapi tidak akan jauh, mungkin lebih tinggi atau malah lebih rendah dari 27

meter. Setelah lumpur berhenti kita bisa memompa lumpur yang berada di sekitar

untuk kembali ke dalam perut bumi, karena massa jenisnya menjadi lebih berat

dari keseimbangan maka lumpur ini akan turun kembali ke bawah (perut bumi),

setelah itu memungkinkan kita untuk menutup permanen lubang semburan lumpur

dengan menggunakan bahan yang massa jenisnya lebih berat.
http://id.istanto.net/wp-content/uploads/2010/01/persamaan-bernoulli.jpg


20/51

Teori ini masuk akal tapi mungkin akan susah dalam me-realisasikan-nya

dan juga entah berapa trilyun biaya yang akan di perlukan. Namun ini adalah

salah satu solusi yang amat sangat terbaik dan masuk akal untuk penanggulangan

kasus lumpur lapindo.

Gambar 2.12 Proses penyumbatan lumpur lapindo
http://id.istanto.net/wp-content/uploads/2010/01/keseimbangan-fluida.jpg


21/51

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1. Waktu dan Tempat

3.1.1. Waktu

Praktikum pada percobaan Bernoulli dilaksanakan pada hari

kamis ,7 November 2013 pada pukul 17.00 wita

3.1.2. TempatAdapun tempat pelaksanaan praktikum pada percobaan

Bernoulli dilaksanakan di Laboratorium Hidrolika dan Sumber Daya

Air, Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini antara lain

sebagai berikut:

Bernoulli Principle Demonstrator Kanebo atau lap Papan data Blangko data dan alat tulis Alat ukur waktu (stopwatch) Bench

3.2.2. Bahan

Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum pada

percobaan ini yaitu air.


22/51

3.3. Sketsa Alat Uji

Keterangan:

1. Papan rakitan

2. Pengukue tekanan air

3. Pipa pembuangan

4. Pipa sambungan bentuk t

5. Katup pembuangan

6. Ventury tube dengan q titik pengukuran

7.

Proble untuk pengukuran tekanan pada tiap titik


23/51

8. Saluran air masuk

9. Katup

10. Tabung ventury

3.4. Prosedur Percobaan

Adapun prosedur percobaan pada praktikum ini antara lain sebagai

berikut:

1. Mempersiapkan segala kesiapan alat-alat yang akan digunakan saat praktikum Bernoulli.

2. Meletakkan dan mengatur posisi peralatan Bernoulli keatas bench hingga

pada posisi yang benar.

3. Menyambungkan selang air pada peralatan dan memastikan sambungan

terpasang dengan baik

4. Menyalakan bench dengan cara memutar stop kontak yang terletak pada

bench dan menekan tombol on pada bench.5. Membuka katup pada bench sehingga air dapat mengalir dari tangki

keperalatan Bernoulli.

6. Mengatur bukaan katup masuk dan keluar pada peralatan Bernoulli.

7. Sebelum mencatat data tekanan pada alat ukur,terlebih dahulu kita

mengatur alat Bernoulli pada kondisi normal dengan menggunakan

penyetel katup yang terdapat pada alat ukur dan memastikan tidak ada

gelembung udara pada selang tinggi tekan.8. Mengukur ketinggian air h stst pada manometer yang terhubung pada alat

Bernoulli.

9. Mengukur ketinggian air h tot pada manometer yang terhubung pada alat

Bernoulli.

10. Menarik droble yang terhubung pada venturi tube secara bertahap

dari titik 1 sampai titik 6 dan mencatat ketinggian air h tot pada masing-

masing titik pada tabung pengukur tekanan air (venture tube).


24/51


25/51

BAB IV

ANALISA DATA

4.1. Data Pengamatan

4.1.1. Tabel Data Pengamatan Percobaan 1

Adapun data hasil percobaan kami tentang Bernoulli pada

percobaan 1 yaitu sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data Pengamatan Percobaan 1

Pointt h tot h stat h dyn V A

(s) (mm) (mm) (mm) (liter) (m 2)

1 93 275 200 75

10

2 94 275 190 85 3 94 277 60 217 4 92 277 140 137 5 95 277 160 117

6 97 277 165 112 Sumber: hasil data pengamatan di laboratorium Hidrolika dan

Sumber Daya Air



percobaan II yaitu sebagai berikut :



1 2 3 4 5 6 7

1 83 262 200 62

10

2 83 263 188 75 3 83 263 25 238


26/51

1 2 3 4 5 74 85 263 126 137

5 80 263 145 118 6 84 263 155 108 Sumber: hasil data pengamatan di laboratorium Hidrolika dan

Sumber Daya Air



percobaan III yaitu sebagai berikut :



1 124 279 180 99

10

2 127 279 176 103 3 125 279 116 163 4 121 278 152 126 5 126 279 160 119 6 125 279 162 117

Sumber: hasil data pengamatan di laboratorium Hidrolika dan

Sumber Daya Air


27/51

4.2. Analisa Perhitungan

4.2.1. Percobaan 1

Diketahui:

Ditanyakan : , h dyn dan v meas ?

Penyelesaian:


28/51

Menghitung Debit (Q)

1. Untuk point 1

hdyn = h tot - h stat= 0,275 0,200

= 0,075 m

vcal = 3,142 x 10 -1 m/s

2. Untuk point 2

hdyn = h tot - h stat= 0,275 0,190


29/51

= 0,085 m

3. Untuk point 3

hdyn = h tot - h stat= 0,277 0,06

= 0,217 m

4. Untuk point 4

hdyn = h tot - h stat= 0,277 0,140


30/51

= 0,137 m

m/s

5. Untuk point 5

hdyn = h tot - h stat= 0,277 0,160

= 0,117 m

6. Untuk point 6

hdyn = h tot - h stat= 0,277 0,165


31/51

= 0,112 m

4.2.2. Percobaan 2

Diketahui:


32/51


Penyelesaian:


1. Untuk point 1

hdyn = h tot - h stat= 0,262 0,200

= 0,062 m


33/51

vcal = 3,56 x 10 -1 m/s

2. Untuk point 2

hdyn = h tot - h stat= 0,263 0,188

= 0,075 m

3. Untuk point 3

hdyn = h tot - h stat

= 0,263 0,025


34/51

= 0,238 m

4. Untuk point 4

hdyn = h tot - h stat= 0,263 0,126

= 0,137 m

5. Untuk point 5

hdyn = h tot - h stat= 0,263 0,145

= 0,118 m


35/51

6. Untuk point 6

hdyn = h tot - h stat= 0,263 0,155

= 0,108 m

4.2.3. Percobaan 3


36/51

Diketahui:


Penyelesaian:


37/51


1. Untuk point 1

hdyn = h tot - h stat= 0,279 0,18

= 0,099 m

vcal = 2,37 x 10 -1 m/s

2. Untuk point 2

hdyn = h tot - h stat= 0,279 0,176

= 0,103 m


38/51

3. Untuk point 3

hdyn = h tot - h stat= 0,279 0,116

= 0,163 m

4. Untuk point 4

hdyn = h tot - h stat= 0,278 0,152

= 0,126 m


39/51

5. Untuk point 5

hdyn = h tot - h stat= 0,279 0,16

= 0,119 m

6. Untuk point 6

hdyn = h tot - h stat= 0,279 0,162

= 0,117 m


40/51


41/51

Tabel 4.4 Rekapitulasi Analisa Data Bernoulli Pada Percobaan 1

Nov = 10 liter Q A htot hstat hdyn vcal vmeas

t ( s ) m3/s m 2 m m m m/s m/s

1 93 1,062 x 10 -4 3,38 x 10 -4 0,275 0,200 0,075 3,142 x 10 -1 1,213

2 94 1,062 x 10 -4 2,23 x 10 -4 0,275 0,190 0,085 4,762 x 10 -1 1,291

3 94 1,062 x 10 -4 8,460 x 10 -5 0,277 0,060 0,217 1,255 2,063

4 92 1,062 x 10 -4 1,70 x 10 -4 0,277 0,140 0,137 6,247 x 10 -1 1,639

5 95 1,062 x 10 -4 2,25 x 10 -4 0,277 0,160 0,117 4,164 x 10 -1 1,515

6 97 1,062 x 10 -4 3,38 x 10 -4 0,277 0,165 0,112 3,142 x 10 -1 1,482

Sumber: Hasil Perhitungan Analisa Data pada Percobaan 1

Tabel 4.5 Rekapitulasi Analisa Data Bernoulli Pada Percobaan II

Nov = 10 liter Q A htot hstat hdyn vcal vmeas

t ( s ) m3/s m 2 m m m m/s m/s

1 83 1,205 x 10 -4 3,38 x 10 -4 0,262 0,200 0,062 3,56 x 10 -1 1,103

2 83 1,205 x 10 -4 2,23 x 10 -4 0,263 0,188 0,075 5,40 x 10 -1 1,213

3 83 1,205 x 10 -4 8,460 x 10 -5 0,263 0,025 0,238 1,424 2,161

4 85 1,205 x 10 -4 1,70 x 10 -4 0,263 0,126 0,137 7,09 x 10 -1 1,639

5 80 1,205 x 10 -4 2,25 x 10 -4 0,263 0,145 0,118 4,72 x 10 -1 1,522

6 84 1,205 x 10 -4 3,38 x 10 -4 0,263 0,155 0,108 3,56 x 10 -1 1,456

Sumber: Hasil Perhitungan Analisa Data pada Percobaan II


42/51


43/51

4.4 Analisa Grafik

4.4.1. Grafik hubungan pada Percobaan 1

Gambar 4.1 Grafik hubungan , dan

h tot h stat h dyn

0,275 0,2 0,075

0,275 0,19 0,085

0,277 0,06 0,217

0,277 0,14 0,137

0,277 0,16 0,117

0,277 0,165 0,112

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

1 2 3 4 5 6

T e

k a n a n

Point

Grafik hubungan h tot ,h stat ,h dyn

h tot

h stat

h dyn


44/51

Gambar 4.2 Grafik hubungan dan

V cal V means

0,3142 1,213

0,4762 1,291

1,255319 2,063

0,6277 1,639

0,4164 1,515

0,3142 1,482

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 2 3 4 5 6

k e c e p a t a n

Point

Grafik hubungan v meas dan v cal

vmeas


45/51

4.4.2. Grafik hubungan pada percobaan 2

Gambar 4.3 Grafik hubungan , dan

h tot h stat h dyn

0,279 0,18 0,099

0,279 0,176 0,103

0,279 0,116 0,163

0,278 0,152 0,126

0,279 0,16 0,119

0,279 0,162 0,117

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

1 2 3 4 5 6

T e

k a n a n

Point

Grafik hubungan h tot ,h stat ,h dyn

h tot

hstat


46/51


V cal V means

0,356 1,103

0,54 1,213

1,424 2,161

0,709 1,639

0,472 1,522

0,356 1,456

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 2 3 4 5 6

k e c e p a t a n

Point


vmeas


47/51


48/51


V cal V means

0,237 1,394

0,36 1,422

0,948 1,788

0,472 1,572

0,315 1,528

0,237 1,515

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

1 2 3 4 5 6

k e c e p a t a n

Point


vmeas


49/51

4.5 Pembahasann

Pada percobaan bernoulli bertujuan untuk mendemonstrasikan Hukum

Bernoulli, untuk mengukur tekanan sepanjang venture tube dan untuk

mengetahui definisi tegangan rumus geser statis, dinamis dan stagnasi.

Berdasarkan pengukuran dan analisa data percobaan dalam aliran

fluida tak termampatkan diperoleh v cal (kecepatan berdasarkan perhitungan)

dan aliran fluida yang di ukur dengan v meas (kecepatan berdasarkan debit dan

luas venture tube) pada aliran fluida yang sama untuk keduanya diperoleh

dengan grafik hubungan v cal di tiap titik pengukuran. Hal ini sesuai dengan

bentuk venture tube pada tiap pengukurannya. Luas penampang terkecil

pada venture tube terletak di titik ke tiga.

Pada titik h tot ,h stat , dan h dyn pada percobaan 1,2 dan 3 dapat dilihat

bahwa h stat mengalami penurunan tekanan dari titik pertama sampai titik ke

enam pada venture tube. Titik ke 3(tiga) pada venture tube sangat

mengalami penurunan tekanan yang sangat dratis di bandingkan penurunan

tekanan di titik lainnya pada venture tube.Untuk h dyn pada titik 3 venturi

tube mengalami penaikan yang bias di lihat pada table rekapiulasi untuk

setiap percobaannya. Untuk h tot mengalami penurunan tekanan pada titik 1-6

untuk tiap-tiap percobaan I,II,dan III,hanya pada percobaan III dilihat untuk

titik ke 4 pada venture tube mengalami penurunan tekanan dan yang lainnya

mempunyai nilai yang tetap.

Untuk memperjelas penjelasan di atas, kita lihat pada percobaan I.Pada luas penampang A 1 = 3,38 x 10

-4 m2 hasil yang diperoleh untuk nilaihtot = 0,275 m ,h stat = 0,200 m dan h dyn = 0,075 m. Untuk luasan 2 = 2,23 x10 -4 m 2 hasil yang diperoleh untuk nilai h tot = 0,275 m ,h stat = 0,190 m danhdyn = 0,085 m. luasan A 3 = 8,460 x 10

-5 m2 hasil yang diperoleh untuk nilai

htot = 0,277 m ,h stat = 0,060 m dan h dyn = 0,217 m. Untuk nilai h tot,,h stat, dan


50/51

hdyn pada luasan berikutnya dapat dilihat pada table rekapitulasi percobaan1.Begitu pula pada percobaan II dan III untuk tiap luasannya dapat dilihat

pada tabel rekapitulasi percobaan II dan III untuk nilai h tot,,h stat , dan h dyn

\

Berdasarkan grafik hubungan v cal dan v meas pada masing-masing percobaan,terjadi peningkatan kecepatan yang sangat tajam pada titik ke 3dengan nilai luasan A 3 = 8,460 x 10

-5 m2 pada venture tube. Membuktikanhal tersebut dapat dilihat pada percobaan satu gambar 4.2 grafik hubunganvcal dan v meas dimana nilai v cal = 3,142 x 10

-1 m/s dan v meas = 1,213 m/s untukluasan A 1 = 3,38 x 10

-4 m2. Untuk luasan A 2 = 2,23 x 10-4 m2 nilai v cal =

4,762 x 10 -1 m/s dengan nilai v meas = 1,291 m/s. Untuk luasan A 3 = 8,460 x10 -5 m 2 nilai v cal = 1,255 m/s dengan nilai v meas = 2,063 m/s.Untuk luasanA4 = 1,70 x 10

-4 m2. nilai v cal = 6,247 x 10-1 m/s dengan nilai v meas = 1,639

m/s. Untuk luasan A 5= 2,55 x 10-4 m2 nilai v cal = 0,3142 m/s dengan nilai

vmeas= 1,482 m/s.Untuk grafik hubungan v cal dan v meas pada percobaan II danIII dapat dilihat pada gambar 4.4 dan gambar 4.6 grafik hubungan v cal danvmeas .

Untuk grafik hubungan h tot, h stat , dan h dyn pada tiap-tiap percobaandapat dilihat pada gambar 4.1,gambar 4.3 dan gambar 4.5 grafik hubunganhtot, h stat , dan h dyn. Nilai untuk tekanan dinamik dan tekanan statis itu selalu

berbanding terbalik sehingga pada grafik, dapat dilihat h tot, h stat, dan h dyn itusaling bersilangan atau berlawanan arah.


51/51

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Adapun yang dapat kami simpulkan pada percobaan Bernoulli ini

antara lain, yaitu:

1. Hukum Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida,

peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan

terhadap tekanan aliran. Bernoulli juga menyatakan bahwa jumlah

energy pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya

dengan jumlah energy pada jalur arah yang sama.

2. Besarnya tekanan yang terjadi disepanjang venturi tube di pengaruhi

oleh luasan penampang pada titik-titik dalam venturi tube, kecepatan

aliran serta nilai debit. Semakin kecil luas penampang suatu aliran

fluida, maka semakin besar tekanan yang terjadi ,kecepatan alirannya

juga semakin besar sehingga debit alirannya semakin besar pula.

3. Tekanan stagnasi adalah tekana yang dialami benda pada zat cair yang

mengalir.Tekanan statis adalah tekanan yang dialami benda dalam zat

cair yang diam,sehingga tekanan yang bekerja sama besar kesegala

arah. Tekanan dinamis yaitu tekanan yang terjadi akibat pergerakkan

fluida, sehingga tekanan akan berbeda-beda pada tiap bagian

tergantung kecepatan fluida.

5.2. SaranAdapun saran saya untuk praktikum ini agar saat pemberian nilai

untuk hasil penyelesaian penyusunan laporan diberikan nilai yang bagus,

mengingat bahwa usaha kita dalam proses asistensi laporan yang bertempat

sangat jauh dari lokasi kampus dan berlangsung sampai larut malam.Untuk

kedepannya saran saya agar alat uji Bernoulli segera di perbaiki atau dig

percobaan bernoulli.docx

Documents