LAPORAN PRAKTIKUM
FLUIDA
“GAYA ANGKAT ZAT CAIR”
Disusun oleh: Kelompok 3
PROGRAM STUDI S-1 PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
1. Faiqotul Himmah 13030654049 2. Rizka Yuni R. 13030654056 3. M. Tasroun Nihwan 13030654057 4. Devi Nadiya W. 13030654062 5. Winda Nur Ainun 13030654081
2015
GAYA ANGKAT ZAT CAIR ABSTRAK
Percobaan “Gaya Angkat Zat Cair” bertujuan untuk menyelidiki gaya angkat dalam air. Metode yang digunakan adalah menurunkan balok pendukung, sehingga alas tabung plastik berpeluru tercelup ke air sedalam 2 cm kemudian mencatat hasil yang ditunjukkan oleh neraca pegas. Pada percobaan ini, diperoleh hasil untuk kedalaman 0,2 cm sampai 10,0 cm berat benda dalam air berturut-turut adalah 1,0 N; 0,8 N; 0,7 N; 0,6 N; dan 0,6 N. Hasil untuk gaya angkat pada kedalaman 0,2 cm sampai 10,0 cm didapat gaya angkat berturut-turut adalah 0 N; 0,2 N; 0,3 N; 0,4 N; dan 0,4 N. Pada kedalaman 0,8 cm dan 10,0 cm nilai berat benda dalam air dan gaya angkat sama yaitu berturut-turut 0,6 N dan 0,4 N. Hal tersebut disebabkan karena tekanan fluida bertambah terhadap kedalaman.
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, kita tentu pernah melihat kapal yang mengangkut banyak orang atau barang dalam jumlah yang banayk bahkan transportasi besar, namun kapal tidak tenggelam. Kapal sebagai suatu benda yang memiliki gaya dan air merupakan fluida. Fluida adalah zat yang dapat mengalir atau berpindah akibat pengaruh tekanan yang sangat kecil atau sedikit saja. Fluida memiliki dua wujud yaitu cair dan gas. Komponen yang bekerja pada fluida statis adalah gaya angkat ke atas dan tekanan hidrostatis. Gaya angkat ke atas atau gaya apung adalah resultan gaya yang dilakukan terhadap suatu benda oleh fluida statis tempat benda itu tercelup. Jadi, gaya angkat ke atas dipengaruhi oleh volume benda yang tercelup ke dalam zat cair. Takanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Pada percobaan ini yang akan dibahas adalah pengaruh kedalaman suatu benda terhadap gaya angkat ke atas (FA) pada zat cair.
B. Rumusan Masalah adalah “Jika kedalaman benda yang tercelup semakin dalam maka gaya angkatnya juga semakin besar”.
Tujuan pada percobaan ini adalah “Menyelidiki gaya angkat dalam air”.
BAB II KAJIAN TEORI
Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dimana gaya F dipahami bekerja tegak lurus terhadap permukaan A. Konsep tekanan utamanya berguna dalam membahas fluida. Dari fakta eksperimental, fluida memberikan tekanan kesegala arah. Hal ini diketahui dari perenang dan penyelam yang merasakan tekanan air didalam tubuh mereka. Pada setiap titik, pada fluida diam (statis), besarnya tekanan dari segala arah adalah sama. Tekanan pada satu sisi harus sama dengan tekanan disisi sebaliknya. Jika hal ini tidak terjadi maka akan ada gaya total, sehingga benda dapat bergerak. Artinya, dalam fluida statis, tekanan-tekanannya harus sama besar.
Sifat penting lainnya dari fluida yang berada dalam keadaan diam adalah gaya yang disebabkan oleh tekanan fluida selalu bekerja tegak lurus terhadap permukaan
yang bersentuhan dengannya. Jika ada komponen gaya yang sejajar dengan permu kaan, makamenurut hukum newton ketiga bahwa permukaan akan memberikan gaya kembali pada fluida yang juga akan memiliki komponen sejajar dengan permukaan. Komponen ini akan menyebabkan fluida mengalir. Dengan demikian gaya yang disebabkan oleh tekanan pada fluida statis selalu tegak lurus terhadap permukaan.
Suatu benda yang dicelupkan dalam zat cair mendapat gaya keatas sehingga benda kehilangan sebagian beratnya. Gaya ke atas ini disebut gaya apung (buoyancy), yaitu suatu gaya ke atas yang dikerjakan oleh zat cair pada benda. Munculnya gaya apung adalah konsekuensi dari tekanan zat cair yang meningkat dengan kedalaman.
titik ini), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.Gambar 2.1 Tekanan pada kedalaman h dalam zat cair.
Tekanan yang disebabkan pada kedalaman h ini disebabkan oleh berat kolom zat cair diatasnya. Dengan demikian gaya yang bekerja pada daerah tersebut adalah F = m.g = ρ.V.g= ρ.A.h.g, dimana A.h adalah volume benda, ρ adalah massa jenis zat cair (dianggap konstan), dan g adalah percepatan gravitasi (10m/s2). Sehingga besar tekanan, P adalah sebagai berikut:
Persamaan diatas menyatakan tekanan hidrostatik tersebut yang disebabkan oleh zat cair itu sendiri, yang dimana didalam zat cair yang diam tersebut tidak terjadi tegangan geser dan tekanan pada suatu titik didalam zat cair tersebut adalah sama besar kesegala arah. Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair, dan dengan kedalaman didalam zat cair.
Besarnya tekanan hidrostatis tidak dipengaruhi oleh bentuk wadah zat cair. Berikut ini adalah sifat-sifat dari tekanan hidrostatis, adalah sebagai berikut : 1. Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya
semakin besar
Pengaruh tekanan hidrostatik memegang peranan penting dalam kehidupan sehari-hari seperti pembuatan kapal, tanggul, bendungan, dan pintu air.
BAB III
c. Batang statif pendek 1 buah d. Batang statif panjang 1 buah
e. Mistar 1 buah
f. Necara pegas 1 buah
g. Tabung berpancuran 1 buah h. Balok pendukung 1 buah
i. Jepit panahan 1 buah
j. Gelas kimia 1 buah
k. Tabung plastik dengan tutup 1 buah l. Tabung plastik dengan peluru 2 buah 2. Bahan berpeluru yang digunakan ketika ditimbang diudara yaitu sebesar 1 N. b. Jumlah air
Definisi operasional : Jumlah air dalam gelas kimia disini yang digunakan ketika percobaan adalah sebesar 200 ml.
Definisi operasional : kedalaman tabung plastik berpeluru ketika tercelup di dalam air yaitu 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm, dan 10 cm dari permukaan air. 3. Variabel respon : Massa tabung plastik berpeluru dalam air
Definisi operasional : Massa dari tabung plastik berpeluru ketika tercelup di dalam air.
C. Alur Kerja
Statif
Neraca Pegas
Tabung Plastik Berpeluru
Tabung Plastik Berpeluru
Massa Benda dalam Air
Diatur sedemikian rupa
Dipasang pada statif
Dikaitkan pada neraca
pegas
Diisi dengan peluru
hingga massanya menjadi 1 N
Dicelupkan ke dalam gelas
D. Desain Percobaan
E. Langkah Percobaan a. Perakitan Alat
a. Merakit peralatan sesuai dengan gambar
b. Memasang balok pendukung pada batang statif panjang
c. Memasang neraca pegas pada batang statif panjang dengan memasang jepit penahan
Suhu & waktu Larutan gula
- dipanaskan hingga suhu yang ditunjukkan oleh termometer konstan
Statif Gelas kimia Neraca
pegas Mistar
Dirangkai
Tabung berpeluru
d. Mengisi tabung plastik dengan peluru (diatur sehingga 1 N) dan menggantungkan tabung tersebut pada neraca pegas
e. Menuangkan 200 ml air kedalam gelas kimia dan meletakkan gelas kimia tepat dibawah tabung plastik yang tergantung
b. Percobaan
a. Mengisi gelas kimia 250 ml, dengan air kira-kira 3/4nya
b. Menimbang berat tabung plastik berpeluru di udara dengan neraca pegas, misalnya w
c. Menurunkan balok pendukung, sehingga alas tabung plastik berpeluru tercelup ke air sedalam 2 cm
d. Mengamati dan mencatat hasil penunjukan neraca pegas
BAB IV
DATA, ANALISIS, DAN PEMBAHASAN
A. Data
Tabel Hasil Percobaan “Gaya Angkat Zat Cair”
No. Kedalaman Benda Volume air yang digunakan = 850 mL
B. Analisis
Dari hasil percobaan “Gaya Angkat Zat Cair”, diperoleh bahwa pada kedalaman benda 2,0 cm berat benda dalam air sebesar 0,1 N dan gaya angkatnya 0. Pada kedalaman 4,0 cm berat benda dalam air sebesar 0,8 N dan gaya angkatnya 0,2 N. Pada kedalaman 6,0 cm berat benda dalam air sebesar 0,7 N dan gaya angkatnya 0,3 N. Pada kedalaman 8,0 cm berat benda dalam air sebesar 0,6 N dan gaya angkatnya 0,4 N. Pada kedalaman 10,0 cm berat benda dalam air sebesar 0,6 N dan gaya angkatnya 0,4 N. Berat benda di udara adalah 1,0 N. Dalam percobaan ini digunakan air dengan volume 850 mL.
C. Pembahasan
Percobaan yang kami lakukan adalah percobaan hukum Archimedes yang bendanya digantung. Gaya-gaya yang bekerja pada sistem tersebut yaitu gaya angkat (Fa) ke atas, gaya berat (W/berat benda di udara) ke bawah, dan
tegangan tali atau gaya berat (Wa/berat benda di dalam air) ke atas.
ditambah dengan berat benda di di dalam air (Wa) sama dengan berat benda di
udara (W), sehingga gaya angkat (Fa) sama dengan berat benda di udara
dikurangi berat benda di dalam air (Wa). Benda-benda yang dimasukkan pada
fluida seakan-akan mempunyai berat yang lebih kecil daripada saat berada di luar fluida. Misalnya, sebuah benda terasa lebih ringan ketika berada di dalam air dibandingkan ketika berada di udara. Berat di dalam air sesungguhnya tetap, tetapi air melakukan gaya yang arahnya ke atas. Hal ini menyebabkan berat benda akan berkurang, sehingga benda terasa lebih ringan.
Berdasarkan data dan analisis hasil percobaan “Gaya Angkat Zat Cair” serta dengan menggunakan persamaan di atas, diperoleh hasil untuk kedalaman 0,2 cm sampai 10,0 cm berat benda dalam air berturut-turut adalah 1,0 N; 0,8 N; 0,7 N; 0,6 N; dan 0,6 N. Hasil untuk gaya angkat pada kedalaman 0,2 cm sampai 10,0 cm didapat gaya angkat berturut-turut adalah 0 N; 0,2 N; 0,3 N; 0,4 N; dan 0,4 N. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa terjadi penurunan nilai berat benda dalam air ketika dimasukkan dalam air dengan kedalaman yang semakin besar. Sebaliknya, terjadi kenaikan nilai gaya angkat ketika dimasukkan dalam air dengan kedalaman yang semakin besar.
Besarnya gaya tekan ke atas dapat ditentukan dengan konsep tekanan hidrostatik. Gaya total yang disebabkan oleh tekanan fluida merupakan gaya apung atau gaya tekan ke atas yang besarnya: Fa = ρ.g.h.A. Berdasarkan
persamaaan tersebut maka hubungan antara kedalaman benda terhadap gaya angkat zat cair yaitu sebanding/berbanding lurus sehingga kedalaman benda berpengaruh terhadap besar gaya angkat zat cair. Dari hasil percobaan yang kami lakukan menunjukkan bahwa hasil tersebut sesuai dengan teori dimana semakin besar kedalaman benda maka semakin besar pula gaya angkat zat cair.
BAB V DISKUSI
Sebuah batu memiliki berat 30 N jika ditimbang di udara. Jika batu tersebut ditimbang di dalam air beratnya = 21 N. Jika massa jenis air adalah 1 gr/cm3,
hitung massa jenis batu tersebut!
Jawaban:
Diketahui : W = 30 N Wa = 21 N
ρf = 1 gr/cm3
Ditanya : ρb = …?
Jawab : =
=
=
=
= gr/cm3
BAB VI PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan praktikum tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin dalam fluida (zat cair), semakin besar tekanan fluida tersebut, sehingga semakin besar kedalaman benda di dalam zat cair maka semakin besar pula tekanan fluida. Tekanan fluida berbanding lurus dengan gaya sehingga semakin besar tekanan maka semakin besar pula gayanya. Jadi semakin besar kedalaman maka semakin besar pula gaya angkat zat cair.
Besarnya gaya tekan ke atas dapat ditentukan dengan konsep tekanan hidrostatik. Gaya total yang disebabkan oleh tekanan fluida merupakan gaya apung atau gaya tekan ke atas yang besarnya: Fa = ρ.g.h.A.
Berdasarkan persamaaan tersebut maka hubungan antara kedalaman benda terhadap gaya angkat zat cair yaitu sebanding/berbanding lurus sehingga kedalaman benda berpengaruh terhadap besar gaya angkat zat cair. Dari hasil percobaan yang kami lakukan menunjukkan bahwa hasil tersebut sesuai dengan teori dimana semakin besar kedalaman benda maka semakin besar pula gaya angkat zat cair.
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Laporan Fluida Tekanan Hidrostatik (Online). ( https://www.scribd.com/doc/222700746/Laporan-Fluida-tekanan-hidrostatik, diakses 26 April 2015).
Giancoli. 1999. Fisika Jilid 1 edisi kelima. Jakarta : Erlangga.
LAMPIRAN FOTO
Neraca pegas pada saat wadah berpeluru
tercelup kedalam air sedalam 2cm
Wadah berpeluru saat tercelup kedalam air
sedalam 2 cm
Neraca pegas pada saat wadah berpeluru
tercelup kedalam air sedalam 4 cm
Neraca pegas pada saat wadah berpeluru
tercelup kedalam air sedalam 6 cm Wadah berpeluru saat
tercelup kedalam air sedalam 4 cm
Wadah berpeluru saat tercelup kedalam air
Neraca pegas pada saat wadah berpeluru
tercelup kedalam air sedalam 8 cm
Wadah berpeluru saat tercelup kedalam air
