laporan praktikum mekanika fluida

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA
(Hydraulic Gradient)
Oleh :
Nama
: Nur Oktavia B.
NPM
: 240110120046
Hari, Tgl Praktikum : Senin, 13 Mei 2013
Asisten Dosen
: 1. Andy Pratama
2. Caesar Artha Graha
3. Fahmi K. Alamsyah
4. M. Hanifan Ginggi
5. Yofa Sugara
6. Zaitun Firdausiyah
LABORATORIUM SUMBER DAYA AIR
JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
JATINANGOR
2013
1
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
I.
II.
III.
IV.
V.
i
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang………………………………………………
1
1.2 Tujuan Praktikum……………………………………….......
1
Tinjauan Pustaka
2
2.1 Aliran Fluida ...……………………………………………..
2
2.2 Hukum Bernoulli ..…………………………………………
3
2.3 Debit Air ................................................................................
4
2.4 Penerapan Hukum Bernoulli..………………………………
4
Metode Praktikum
6
3.1 Alat………………………………………………………….
6
3.2 Bahan………………………………………………………..
6
3.3 Prosedur Pelaksanaan……………………………………….
6
Hasil dan Pembahasan
8
4.1 Hasil…………………………………………………………
8
4.2 Pembahasan…………………………………………………
15
Kesimpulan
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
19
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan fluida yang tidak dapat dimampatkan (incompressible). Air
merupakan unsur yang sangat utama untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari.
Semua makhluk hidup memerlukan air. Diperlukan berbagai cara untuk
memindahkan air dari sumber-sumber mata air atau dari satu tempat ke tempat yang
lain. Salah satu cara yang efisien adalah dengan mengalirkannya melalui pipa-pipa.
Air tidak hanya dialirkan begitu saja melalui pipa-pipa tersebut, tetapi digunakan
pula ilmu-ilmu dan penerapan dari prinsip-prinsip mekanika fluida. Dalam hal ini,
salah satu yang digunakan adalah prinsip Hukum Bernoulli.
Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan
volume dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada
setiap titik di sepanjang suatu garis lurus. Lebih detail lagi, hukum Bernoulli
menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida bahwa peningkatan kecepatan pada
suatu aliran zat cair atau gas akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair
atau gas tersebut.
Untuk membuktikan kebenaran dari teori hukum Bernoulli tersebut, maka
dilakukanlah praktikum ini.
1.2 Tujuan Praktikum
Tujuan dari praktikum Hydraulic Gradient kali ini adalah
1. Menghitung tekanan air, kecepatan aliran air, dan sudut elevasi
2. Mengetahui hubungan antara tekanan air dan kecepatan aliran air terhadap
perubahan elevasi
3. Membuktikan teori hukum Bernoulli
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aliran Fluida
Aliran fluida adalah pergerakkan massa atau partikel-partikel fluida. Aliran
fluida memiliki tipe, yaitu:
1. Aliran Tetap (Steady)
Aliran dimana pada suatu titik tertentu besarnya tekanan dan kecepatan tidak
berubah dengan waktu.
2. Aliran Tidak Tetap (Unsteady)
Aliran dimana pada suatu titik tertentu dan kecepatan berubah setiap saat.
3. Aliran Seragam (Uniform)
Aliran dimana kecepatan pada arah tertentu dari titik adalah konstan.
4. Aliran Tidak Seragam (Non Uniform)
Aliran dimana sifat aliran berubah dari titik ke titik sepanjang lintasan.
5. Aliran Laminar
Aliran dimana setiap partikel menempuh jalan tertentu yang tidak berpotongan
satu sama lain.
6. Aliran Turbulen
Aliran dimana lintasan partikel tidak mempunyai lintasan tertentu atau dengan
lintasan yang saling berpotongan.
7. Aliran Mampu Mampat (Compressible Flow)
Aliran yang kerapatannya berubah-ubah sepanjang aliran.
8. Aliran Tak Mampu Mampat (Incompressible Flow)
Aliran yang kerapatannya tetap sepanjang aliran.
9. Aliran Berdimensi
a. Aliran Berdimensi 1 (1D)
Aliran dimana garis arus hanya mempunyai satu arah. Pada aliran 1D
biasanya tidak terdapat variasi tekanan, kecepatan, dan lain-lain.
b. Aliran Berdimensi 2 (2D)
4
Aliran yang bergerak pada dua bidang dengan pola garis arus yang sama
pada masing-masing bidang, komponen kecepatan aliran mempnyai 2
dimensi.
c. Aliran Berdimensi 3 (3D)
Aliran dengan komponen kecepatan tiga dimensi.
2.2 Hukum Bernoulli
Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida 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. Hukum Bernoulli ke II dapat dituliskan
dalam persamaan berikut:
𝑍1 +
𝜌1
𝛾
𝑣2
+ 2𝑔1 = 𝑍2 +
𝜌2
𝛾
𝑣2
+ 2𝑔2 = 𝐶
………. (1)
Dimana:
Z : elevasi
 : densitas fluida
v : kecepatan aliran fluida
Konsep dasar hukum Bernoulli ini berlaku pada fluida aliran termampatkan
(compressible flow) dan juga pada fluida dengan aliran tak termampatkan
(incompressible flow). Hukum Bernoulli sebenarnya dapat dikatakan sebagai
bentuk khusus dari konsep dari mekanika fluida secara umum, yang dikenal dengan
persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran
fluida yang tertutup, banyaknya energi suatu fluida di suatu titik sama dengan
banyaknya energi di titik lain.
Suatu fluida dengan aliran termampatkan merupakan suatu aliran fluida yang
mempunyai karakteristik khusus adanya perubahan kerapatan massa (densitas)
pada sepanjang aliranya. Adapun fluida dikatakan mempunyai aliran tak
termampatkan adalah fluida yang mempunyai karakteristik tidak terdapat
perubahan kerapatan massa (densitas) pada sepanjang aliran fluida tersebut.
5
2.3 Debit Air
Debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat mengalir atau
dapat ditampung dalam suatu tempat tiap satuan waktu. Satuan debit dinyatakan
dalam satuan meter kubik per detik (m3/s). Debit aliran juga dapat dinyatakan dalam
persamaan Q= A × v, dimana A adalah luas penampang (m2) dan v adalah kecepatan
aliran (m/s). Lebih jelasnya untuk mengetahui besarnya debit air, dapat dirumuskan
sebagai berikut:
𝑽
𝑸 = ∆𝒕
atau
𝑸=𝑨 ×𝒗
di mana:
Q = debit air (m3/s atau l/s)
V = volume air (m3 atau liter)
∆t = waktu (s)
A = luas penampang (m2)
v = kecepatan fluida (m/s)
Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal apabila air tersebut tidak dapat
dimanfaatkan dan berpindah tanpa mengalami gesekan, hal ini berarti pada gerakan
air tersebut memiliki kecepatan yang tetap pada masing-masing titik dalam pipa dan
gerakannya beraturan akibat pengaruh gravitasi.
2.4 Penerapan Hukum Bernoulli
1. Tabung Venturi
Tabung Venturi adalah sebuah pipa yang memiliki bagian yang
menyempit .Dua contoh tabung venturi adalah karburator mobil dan
venturimeter.
6
-Karburator, Karburator berfungsi untuk menghasilkan campuran bahan
bakar dengan udara,kemudian campuran ini dimasukkan ke dalam silindersilinder mesin untuk tujuanpembakaran.
- Venturimeter Tabung venturi adalah dasar dari venturimeter, yaitu alat
yang dipasang didalam suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan cairan.
2. Tabung Pitot
Tabung Pitot adalah alat ukur yang
digunakan untuk mengukur
kelajuan gas.
3. 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 cairanparfum.Semburan udara
yang bergerak cepat menurunkan tekanan udara pada bagian atas tabung,
dan menyebabkan tekanan atmosfer pada permukaan cairan memaksa
cairan naik keatas tabung. Semprotan udara berkelajuan tinggi meniup
cairan parfum sehingga cairan parfum dikeluarkan sebagai semburan kabut
halus.
4. Penyemprot Racun Serangga
Penyemprot racun serangga hampir sama prinsip kerjanya dengan
penyemprot parfum. Jika pada penyemprot parfum Anda menekan tombol,
maka pada penyemprot racun serangga Anda menekan masuk batang
penghisap.
5. Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang
Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang juga merupakan salah satu
contoh Hukum Bernoulli. Pada dasarnya, ada empat buah gaya yang bekerja
pada sebuah pesawat terbang yang sedang mengangkasa.
1. Berat pesawat yang disebabkan oleh gaya gravitasi bumi
2. Gaya angkat yang dihasilkan oleh kedua sayap pesawat
3. Gaya ke depan yang disebabkan oleh mesin pesawat
4. Gaya hambatan yang disebabkan oleh gerakan udara
7
BAB III
METODE PRAKTIKUM
2.5 Alat
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah
1. Bak Thorn
2. Bak Constant Head
3. Bak limpasan
4. Bak sirkulasi air
5. Pipa lurus yang dihubungkan dengan manometer air
6. Pompa air 200 Watt
7. Meteran
8. Mistar 30 cm
9. Gelas ukur 1000 ml
10. Stopwatch
11. Kalkulator
12. Alat tulis
2.6 Bahan
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah
1. Air dalam sistem sirkulasi
2.7 Prosedur Praktikum
1. Membuka stop kran inlet dari bak thorn yang menuju bak konstan
2. Mengatur posisi pipa lurus yang telah dihubungkan dengan manometer pada
posisi tegak lurus terhadap penyangga
3. Mengukur dan mencatat ketinggian pipa h1 dan h2 terhadap lantai (datum)
4. Membuka stop kran pada bak konstan
5. Mengukur dan mencatat ketinggian air (P1, V1, P2, dan V2) pada
manometer
8
6. Merubah posisi pipa lurus sehingga diperoleh ketinggian pipa yang berbeda
(h’1 dan h’2)
7. Mengukur dan mencatat kembali ketinggian air yang terbaca pada
manometer
8. Merubah kembali posisi pipa lurus hingga diperoleh ketinggian pipa yang
berbeda (h’’1 dan h’’2)
9. Mengukur dan mencatat kembali ketinggian air pada manometer
10. Melepas selang pada stop kran bak konstan kemudian menghitung debit
sebanyak 3 kali menggunakan gelas ukur dan stopwatch
11. Melakukan hal yang sama seperti prosedur 1 – 10 pada kedua instrumen
lainnya
9
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel 1. Data hasil pengukuran debit, elevasi, dan tinggi
Bukaan
Debit
ke
(L/s)
Rata-rata
2
3
Posisi ke
P1
V1
P2
V2
Alas
Tinggi
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
0,1
0,11
0,083
0,089
0,9
0
h’1-h’2
0,103
0,113
0,088
0,094
0,9
0,199
0,165
h’’1-h’’2
0,048
0,06
0,035
0,041
0,9
0,149
0,14
h1-h2
0,03
0,05
0,015
0,035
0,9
0
h’1-h’2
0,05
0,07
0,025
0,04
0,9
0,06
0,153
h’’1-h’’2
0,005
0,025
0,001
0,01
0,9
0,08
0,09
h1-h2
0,11
0,115
0.09
0,095
0,9
0
h’1-h’2
0,125
0,135
0,11
0,116
0,9
0,05
h’’1-h’’2
0,13
0,14
0,125
0,133
0,9
0,1
(L/s)
0,196
1
Data Pengukuran
Debit
0,173
0,15
h1-h2
0,178
0,126
0,093
0,094
0,1
Keterangan:
Bukaan 1  h1 = 1,101 m h’1 = 0,78 m h’’1 = 0,84 m
h2 = 1,101 m h’2 = 1,30 m h’’2 = 1,25 m
Bukaan 2  h1 = 1 m
h’1 = 0,94 m h’’1 = 0,92 m
h2 = 1 m
h’2 = 1,06 m h’’2 = 1,08 m
Bukaan 3  h1 = 1,1 m
h2 = 1,1 m
h’1 = 1,05 m h’’1 = 1 m
h’2 = 1,15 m h’’2 = 1,2 m
10
Tabel 2. Data hasil pengukuran tekanan, kecepatan dan sudut
Bukaan
Debit
ke
(L/s)
Data Perhitungan
Debit
Rata-rata
Posisi ke
P1
V1
P2
V2
Sudut
(KPa)
(m/s)
(KPa)
(m/s)
(0)
0,981
0,4429
0,81423
0,3431
0
h’1-h’2
1,01043
0,4429
0,86328
0,3431
12,46
0,165
h’’1-h’’2
0,47088
0,4852
0,34355
0,3431
9,4
0,14
h1-h2
0,2943
0,3924
0,14715
0,6264
0
h’1-h’2
0,4905
0,3924
0,24525
0,5425
3,814
0,153
h’’1-h’’2
0,04905
0,3924
0,00981
0,4202
5,08
0,09
h1-h2
1,0791
0,313
0,8829
0,313
0
h’1-h’2
1,22625
0,443
1,0791
0,343
3,18
h’’1-h’’2
1,2753
0,443
1,22625
0,396
6,34
(L/s)
0,196
1
h1-h2
0,173
2
0,178
0,15
3
0,126
0,093
0,094
0,1
 Perhitungan

Tekanan
: 𝑃 = 𝛾. ℎ
; h : nilai P pengukuran

Kecepatan
: 𝑣 = √2𝑔ℎ
; h : selisih P dan V

Nilai sudut
: tan 𝛼 =

𝑔 = 9,81 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑎𝑙𝑎𝑠
; 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑎𝑙𝑎𝑠
𝛾 = 9,81 𝐾𝑁⁄𝑚3
 Bukaan 1
a. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,1 = 0,981 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,01 = 0,4429 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,083 = 0,81423 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,006 = 0,3431 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
0
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛. 0,9 = 𝑎𝑟𝑐. tan 0 = 0°
11
b. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,103 = 1,01043 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,01 = 0,4429 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,088 = 0,86328 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,006 = 0,3431 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
0,199
0,9
= 𝑎𝑟𝑐. tan 0,221 = 12,46°
c. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,048 = 0,47088 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,012 = 0,4852 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,035 = 0,34335 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,006 = 0,3431 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
0,149
0,9
= 𝑎𝑟𝑐. tan 0,165 = 9,4°
 Bukaan 2
a. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,03 = 0,2943 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,02 = 0,3924 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,015 = 0,14715 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,006 = 0,6264 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
0
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛. 0,9 = 𝑎𝑟𝑐. tan 0 = 0°
12
b. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,05 = 0,4905 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,02 = 0,3924 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,025 = 0,24525 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,015 = 0,5425 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
0,06
0,9
= 𝑎𝑟𝑐. tan 0,067 = 3,814°
c. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,005 = 0,04905 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,02 = 0,3924 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,001 = 0,00981 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,009 = 0,4202 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
0,08
0,9
= 𝑎𝑟𝑐. tan 0,089 = 5,08°
 Bukaan 3
a. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,11 = 1,0791 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,005 = 0,313 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,09 = 0,8829 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,005 = 0,313 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
0
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛. 0,9 = 𝑎𝑟𝑐. tan 0 = 0°
b. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,125 = 01,22625 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,01 = 0,443 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,011 = 0,10791 𝑃𝑎
13
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,006 = 0,343 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
0,05
0,9
= 𝑎𝑟𝑐. tan 0,056 = 3,18°
c. 𝑃1 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,13 = 0,2753 𝑃𝑎
𝑣1 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,01 = 0,443 𝑚⁄𝑠 2
𝑃2 = 𝛾. ℎ = 9,81 × 0,125 = 1,22625 𝑃𝑎
𝑣2 = √2𝑔ℎ = √2 × 9,81 × 0,008 = 0,396 𝑚⁄𝑠 2
𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 = 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛.
𝑎𝑙𝑎𝑠
0,1
= 𝑎𝑟𝑐. 𝑡𝑎𝑛. 0,9 = 𝑎𝑟𝑐. tan 0,11 = 6,34°
P 1 -V 1 pada Bukaan 1
1.2
1
0.8
P1 (KPa) 0.6
0.4
0.2
0
0.43
y = -22.405x + 10.919
R² = 0.9993
0.44
0.45
0.46
V1 (m/s)
0.47
0.48
Grafik 1. Grafik hubungan antara P1 dan V1 pada bukaan 1
14
0.49
P 2 -V 2 pada Bukaan 1
0.87
0.86
0.85
0.84
P2 (KPa) 0.83
0.82
0.81
0.8
0.79
0
0.1
0.2
V2 (m/s)
0.3
0.4
Grafik 2. Grafik hubungan antara P2 dan V2 pada bukaan 1
P 1 -V 1 pada Bukaan 2
0.6
0.5
0.4
y = 0.5x - 0.25
R² = 2E-16
0.3
P1 (KPa)
0.2
0.1
0
0
0.1
0.2
-0.1
0.3
0.4
V1 (m/s)
Grafik 3. Grafik hubungan antara P1 dan V1 pada bukaan 2
15
0.5
P 2 -V 2 pada Bukaan 2
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
P2 (KPa)
0.4
0.3
0.2
0.1
0
y = -3.2658x + 2.1274
R² = 0.9254
0
0.1
0.2
0.3
0.4
V2 (m/s)
0.5
0.6
0.7
Grafik 4. Grafik hubungan antara P2 dan V2 pada bukaan 2
P 1 -V 1 pada Bukaan 3
1.4
1.2
1
y = -0.5075x + 1.2379
R² = 0.031
0.8
P1 (KPa)
0.6
0.4
0.2
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
V1 (m/s)
Grafik 5. Grafik hubungan antara P1 dan V1 pada bukaan 3
16
0.5
P 2 -V 2 pada Bukaan 3
1.2
1
y = -1.4896x + 1.443
R² = 0.1908
0.8
P2 (KPa) 0.6
0.4
0.2
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
V2 (m/s)
Grafik 6. Grafik hubungan antara P2 dan V2 pada bukaan 3
4.2 Pembahasan
Praktikum kali ini adalah untuk membuktikan teori hukum Bernoulli. Yang
pertama-tama dilakukan adalah mengukur elevasi, alas, dan tinggi kemudian
mengukur ketinggian air yang terbaca pada manometer dan dicatat sebagai P1, V1,
P2, V2. Selain itu dilakukan pula pengukuran debit air. Pengukuran ini dilakukan
untuk tiga instrumen.
Setelah dilakukan pengukuran, selanjutnya dilakukan perhitungan tekanan (P1,
P2), kecepatan (V1, V2) dan sudut. Tekanan diperoleh dengan mengalikan  dengan
h. Dimana nilai  sebesar 9,81 KN/m3 dan h merupakan nilai P pada pengukuran.
Kecepatan diperoleh dari hasil akar dari perkalian antara gravitasi dikali 2 dengan
nilai h, dimana h disini merupakan selisih dari nilai P dan V pada pengukuran.
Sedangkan sudut diperoleh dari arc.tan hasil pembagian tinggi dengan alas. Tinggi
diperoleh dari h’2 atau h’’2 dikurangi dengan h2 yang datanya didapatkan dari hasil
pengukuran.
17
Hukum Bernoulli 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. Peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan
tekanan pada aliran tersebut. Untuk membuktikan teori tersebut, dilakukan lagi
suatu perhitungan dengan menggunakan rumus persamaan Bernoulli dimana
jumlah tekanan, kecepatan dan elevasi pada titik satu harus sama dengan jumlah
tekanan, kecepatan, dan elevasi pada titik dua. Dengan kata lain, jika dimasukkan
ke dalam persamaan (1) pada tinjauan pustaka, jumlah nilai yang diperoleh pada
ruas kiri harus sama dengan jumlah nilai pada ruas kanan. Dimana pada pembuktian
ini P merupakan P data hasil perhitungan, v diperoleh dari hasil akar perkalian
gravitasi dikali 2 dengan h, dimana h disini merupakan v data hasil pengukuran.
Sedangkan Z diperoleh dari perbedaan ketinggian pipa terhadap lantai (datum)
dikali dengan tangen hasil perkalian sudut dengan alas.
Setelah dilakukan pengukuran dan perhitungan, pada praktikum ini ternyata
praktikan tidak mendapatkan hasil yang sama persis antara nilai ruas kiri dengan
ruas kanan pada persamaan. Namun, selisih perbedaan kedua ruas tidak terlalu jauh
yaitu hanya sekitar 0,01 sampai 0,06. Selain itu berdasarkan teori, jika terdapat
penurunan tekanan dari titik satu ke titik lain, maka akan terjadi peningkatan
kecepatan dari titik satu ke titik lain begitupun sebaliknya. Namun, pada praktikum
ini hanya bukaan dua saja yang mengalami kondisi seperti itu. Dan jika dilihat dari
grafik, grafik yang praktikan peroleh tidak sesuai dengan bentuk grafik yang
seharusnya. Hal ini mengindikasikan bahwa pada praktikum yang dilakukan oleh
praktikan kali ini terdapat suatu kesalahan, diantaranya adalah alat-alat praktikum
yang sudah tidak berfungsi dengan baik, kesalahan dalam melakukan pengukuran
seperti kesalahan ketika mengukur posisi ketinggian pipa, ketidaktelitian ketika
membaca ketinggian air pada manometer, ketidaktelitian menghitung debit,
maupun kesalahan dan ketidaktelitian ketika melakukan perhitungan.
18
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan:
1. Jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya
dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama
2. Peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada
aliran tersebut dan sebaliknya
3. Aliran fluida dipengaruhi oleh tekanan, kecepatan, elevasi dan massa jenis
4. Semakin besar kecepatan, maka debit air juga akan semakin besar
5. Hukum Bernoulli dapat digunakan untuk menentukan tekanan fluida, kecepatan
aliran fluida dan elevasi
19
DAFTAR PUSTAKA
Sistanto, Bambang
UNPAD.
Aris,Ir.,Dipl.IE.2003.Mekanika
Fluida.Teknotan-Faperta
Zulkifli, Rodhan.2012.Hukum Bernoulli dan Penerapannya. Terdapat pada :
http://rodhanzulkifli.blogspot.com/2012/12/hukum-bernoulli-danpenerapannya.html (diakses pada hari Kamis tgl.9 Mei 2013 pukul 10.57
WIB).
Anonim.Hukum Bernolli.Terdapat pada: http://www.anneahira.com/hukumbernoulli.html (diakses pada hari Sabtu tanggal 18 Mei 2013 pukul 15.20
WIB).
Putra, Twiko Silandro.2012.Laporan Praktikum Mekanika Fluida (Aliran Dalam
Pipa: Hydraulic Gradient).Lab SDA-FTIP UNPAD.
Apriza,
Andi.2013.Hukum
Bernoulli.
Terdapat
pada:
http://andiapriza.blogspot.com/2013/02/hukum-bernoulli.html (diakses pada
hari Kamis tgl.9 Mei 2013 pukul 10.54 WIB).
20
LAMPIRAN
Gambar 1. Instrumen
Gambar 2. Pipa Lurus
Gambar 3. Manometer
21