BAB 2 Jet Impact

3 3  Bab 2 Jet Impact 

 Bab 2 Jet Impact   Kelompok 4  Kelompok 4

BAB 2

BAB 2

 JET IMPA  JET IMPACT CT 

2

2..1

1

M

Ma

ak

kssu

ud d

d da

an T

n Tu

ujju

ua

an

n

2 2..11..11 MMaakkssuudd Mak

Maksud dari sud dari prapraktiktikumkum  Jet  Jet ImpactImpact adalah mencari waktu dari setiap beban 5adalah mencari waktu dari setiap beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram berdasarkan volume yang telah ditentukan.

gram, 10 gram, dan 15 gram berdasarkan volume yang telah ditentukan.

2

2..11..22 TTuujjuuaann

Tujuan dari praktikum

Tujuan dari praktikum Jet Impact Jet Impact adalah sebagai berikutadalah sebagai berikut 1.

1. MenMenghighituntung besarng besarnya debiya debit t dardari masini masing!mg!masinasing g bebbeban "5 gram, 10 gram, 15an "5 gram, 10 gram, 15 gram# berdasarkan volume yang ditentukan.

gram# berdasarkan volume yang ditentukan. $.

$. MenMenghighituntung g besbesarnyarnya a gaygaya a panpancarcaran berdasan berdasarkarkan hasil percoan hasil percobaabaan n dan statdan statisis momen pada masing!masing beban.

momen pada masing!masing beban. 3.

3. MenMenghighituntung %aktog %aktor korelar korelasi dari masinsi dari masing!mg!masinasing beban "5 gramg beban "5 gram, , 10 gram10 gram, 15, 15 gram#.

gram#.

2

2..2

2

D

Da

assa

ar

r T

Teeo

orrii

&e

&erurubabahahan n alaliriran an papartirtikekel l %lu%luidida a dadapapat t memenynyebaebabkbkan an teterjarjadidinynya a gagaya ya yyanangg sebanding dengan laju perubahan momentum.

sebanding dengan laju perubahan momentum. Menur

Menurut 'ambang Triatmut 'ambang Triatmojo "1((3# rumus yang ojo "1((3# rumus yang berlakberlaku u untuk praktiuntuk praktikumkum  Jet  Jet   Impact

 Impact adalah sebagai berikutadalah sebagai berikut 1. Moment 1. Momentumum ) * ) * +  +  + v...+ v..."$...."$.1#.1# $. -a $. -aya "ya "## ) * +  + dv ...) * +  + dv ..."$.."$.$#$# /engan /engan *

* ) ) rraappaat t mmaassssaa ""kkggmm33_##

  ) ) ddeebbiitt ""mm33_s#s# v v ) ) kkeecceeppaattaann ""mmss## d dvv ) ) ppeerrcceeppaattaann ""mmss$$_##

  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

2pabila ditinjau tabung pipa yang terdiri dari sejumlah tabung aliran yang dibatasi oleh tampang 1 dan $, maka gaya yang terjadi pada %luida di dalam tabung yaitu ) * +  + "v$  v1# ... "$.3#

v$

Gambar 2.1 2rah 2liran 4eterangan

 ) gaya pancaran "kg ms#

* ) rapat massa %luida "kgm3_#

 ) debit aliran %luida "m3_s#

v ) kecepatan aliran "ms#

v$ ) kecepatan aliran di pipa 1 "ms#

v1 ) kecepatan aliran di pipa $ "ms#

 ) gaya reaksi plat terhadap impact pancaran %luida "kg ms#

2 ) luas penampang pipa "m$_#

Menurut 'ambang Triatmojo "1((3#, gaya reaksi yang diberikan oleh plat terhadap impact pancaran %luida adalah sebagai berikut

 ) !  ) ! * +  + "v$  v1# ..."$.#

2pabila persamaan kontinuitas aliran %luida adalah sebagai berikut

 ) 2 + v ... "$.5# dan jika v$ ) 0, maka gaya reaksi yang diberikan oleh plat adalah sebagai berikut

 ) !  ) ! * +  + "v$  v1#

) ! * + 2 + v + "!v1#

) * + 2 + v1$ ..."$.6#

umus di atas berlaku untuk plat datar tetap.

v _  

/

5  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

umus gaya reaksi untuk plat lengkung tetap dipengaruhi oleh sudut kelengkungan, yaitu sudut masuk dan sudut keluar dari plat lengkung, yaitu α dan  β terhadap garis sejajar arah aliran atau sumbu .

v cos 7 7 v cos8

Gambar 2.2 9udut &ancaran pada &lat :engkung dimana 8 ) sudut masuk 

7 ) sudut keluar 

Menurut 'ambang Triatmojo "1((3#, komponen kecepatan pancaran masuk  terhadap sumbu ; adalah sebagai berikut

v1) v cos 8 ..."$.<#

4omponen kecepatan pancaran keluar terhadap sumbu ; adalah sebagai berikut v1 ) v cos 7 ..."$.=#

Maka, gaya yang ditimbulkan oleh >at cair pada plat lengkung adalah sebagai  berikut  ) !  ) ! * + 2 + v + "!v cos 8  v cos 7# ) * + 2 + v + "v cos 8 ? v cos 7#..."$.(# 2pabila 8 ) 7 ) 0, maka  ) * + 2 + v "v cos 0° ? v cos 0°# ) * + 2 + v + "v ? v# ) * + 2 + v + $v  ) $ + * + 2 + v@..."$.10# /imana

 ) gaya pancaran "A#

2 ) luas tampang pancaran "m$_#

v ) kecepatan air "ms# * ) massa jenis "kgm3_#

6  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

Bal ini menunjukkan bahwa gaya yeng terjadi pada plat lengkung dimana  pancaran membentuk sudut 1=0C adalah dua kali besar gaya yang terjadi pada plat datar. /engan kata lain, plat lengkung mempunyai e%ektivitas yang lebih tinggi dalam menangkap tenaga pancaran dibandingkan dengan plat datar.

Gambar 2.3 &iranti Jet Impact 

4eterangan 

1. 'eban Merata :engan "1,053 kgm# $. Dngsel

3. &lat :engkung "& ) 153,05 gr# . Eurat "/ ) 0,01 m$_# 5. 4aki 6. 'eban "F ) 5 gr, 10 gr, 15 gr# <. Tabung 4aca =.  Inlet  (. &ipa 1 $ 3  5 6 < = (

<  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

Menurut Timoshenko G -ere "1((<#, gaya pancaran air berdasarkan statis momen adalah sebagai berikut

$ $ $ 1 $ 1 $ " # $ 1 # " L  L ! L  L  PL "   FL = + + + + _..."$.11# $ $ $ $ 1 $ 1 " # $ 1 # "  L  PL  L  L !  L  L "   F 

+

+

+

+

=

..."$.1$# 4eterangan

 ) gaya pancaran air "A#

F ) beban "kg#

& ) plat lengkung "kg# H ) beban merata lengan "kg# :1 ) panjang lengan 1 "m#

:$ ) panjang lengan $ "m#

2.3

Alat dan Bahan

2lat dan bahan yang digunakan dalam praktikum  Jet Impact  adalah sebagai  berikut 

2.3.1 Alat

a. &iranti Jet Impact   b.  #$draulic Benc%

c. 2nak timbangan dengan beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram d. &top'atc%

e. Mistar ukur  2.3.2 Bahan

=  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

2.3.3 Gambar Alat

'erikut adalah gambar alat yang digunakan dalam praktikum Jet Impact 

Gambar 2.4 Jet Impact dan #$draulic benc% Gambar 2.5 &top'atc%

Gambar 2.6 2nak timbangan dengan beban Gambar 2.7Mistar  2.3.4 Gambar Bahan

'erikut adalah gambar bahan yang digunakan dalam praktikum Jet Impact 

(  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

2.4 !ara "erja

:angkah!langkah melakukan praktikum Jet Impact  adalah sebagai berikut

1. Mempersiapkan piranti Jet Impact  pada #$draulic Benc% sedemikian sehingga tidak goyah.

Gambar 2.# Mempersiapkan &iranti Jet Impact  pada #$draulic Benc%

$. Meletakkan bebananak timbangan pada ujung lengan.

Gambar 2.1$ Meletakkan 'eban pada Ijung :engan

10  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

Gambar 2.11 Menghidupkan &ompa 2ir 

. Mengatur pancaran air yang menghantam plat lengkung dengan memutar  keran pengatur secara perlahan!pelan sampai lenganbatang logam pada  piranti Jet Impact  benar!benar dalam keadaan sejajar.

Gambar 2.12 Mengatur &ancaran 2ir sehingga lengan menjadi sejajar 

5. Mengukur debit aliran dengan mencatatwaktu yang dibutuhkan manometer  debit sampai mencapai volume tertentu. &enghitungan waktu dilakukan tiga kali untuk memperoleh data t1, t$, dan t3. 4emudian menghitung masing!

masing debit.

Gambar 2.13 Mengukur /ebit 2liran

11  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

2.5

Dia%ram Alir

Gambar 2.14/iagram 2lir &raktikum Jet Impact  Menyediakan alat dan bahan

Mulai

Mempersiapkan piranti Jet Impact  pada #$draulic Benc%

Meletakkan beban  anak timbangan pada ujung lengan

Mengatur pancaran air pelengkung

4esimpulan

Menganalisis data dengan menghitung debit dan debit rata!rata masing!masing  beban

Mengulangi prosedur diatas dengan variasi beban Mengulangi langkah 5 sebanyak tiga kali

Mengukur debit aliran dengan mencatat waktu yang dibutuhkan manometer  debit sampai mencapai volume tertentu

1$  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

2.6

Data &asil 'er(obaan

/ata 2wal &ercobaan

: ) &anjang lengan total ) 3= cm ) 0,3= m :1 ) &anjang lengan beban 1 ) $3 cm ) 0,$3 m

:$ ) &anjang lengan beban $ ) 15 cm ) 0,15 m

& ) &lat lengkung ) 153,05 gram ) 0,15305 kg / ) /iameter curat ) 0,01 m

2 ) :uas penampang curat ) J + K + "0,01#@ ) <,=5 + 10!5 _m@

H ) 'erat lengan beban ) 1,053 kgm *air  ) Massa jenis air ) 1000 kgmL

Tabel 2.1 Basil &engamatan &ercobaan Jet Impact  'eban "gram# olume ":# Faktu "detik# /ebit "mLdt# /ebit rata!rata "mLdt# 5 15 31,6< ,<36 + 10! ,(3< + 10! 15 $(,6$ 5,06 + 10! 15 $(,(3 5,011 + 10! 10 15 31,0 ,=3$ + 10! ,(00 + 10! 15 30.03 ,((0 + 10! 15 30.6= ,==0 + 10! 15 15 $(,0$ 5,16=+ 10! 5,11= + 10! 15 $(,=5 5,0$5 + 10! 15 $(,05 5,163 + 10!

2.7

Analisis Data

4eterangan variabel n  /ata ke!n "1,$,3,N,dst# n  /ebit ke!n vn  kecepatan ke!n

13  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

n  -aya akibat dari perhitungan teori statis momen ke!n

n  aktor korelasi ke!n

Fn  berat beban ke!n

a. Intuk beban pertama "F1# ) 5 gram ) 0,005 kg

dt  m   rata rata ( ,(3< 10  3 10 # 011 , 5 06 , 5 ,<36 "  3  1 − − × = + + = − dt  m  ) rata rata ( * 6,$=5  10 =5 , < 10 (3< ,  3 5  1 1 _× = × = − = ₋ −

-aya pancaran air berdasarkan percobaan "&1#

&1) $ + * + 2 + v1@

) $ + 1000 + <,=5+10!5 _{+ "6,$=5#@}

&1) 6,151 A

-aya pancaran air berdasarkan statis momen "1#

=1 , ( # " $ 1 # " $ $ $ $ 1 $ 1 1 1    L  PL  L  L !  L  L "   F 

















₊

₊

₊

₊

=

=1 , ( 15 , 0 15 , 0 15305 , 0 # 15 , 0 $3 , 0 " 053 , 1 $ 1 # 15 , 0 $3 , 0 " 005 , 0 $  

















₊

₊

_×

_×

₊

₊

_×

=

1 ) 6,5(<= A

aktor korelasi &1 dengan 1 "81#

(3$ , 0 5(<= , 6 151 , 6 1 1 1

=

=

=

 F   FP  α  O 4esalahan elati% ) 100O 1 1 1 × −  F   FP   F  ) 100O 5(<= , 6 151 , 6 5(<= , 6 × −

1  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

) 6,<<1( O

 b. Intuk beban kedua "F$# ) 10 gram ) 0,01 kg

dt  m   rata rata ( ,(0 10  3 10 # == .  (( ,  =3$ ,  "  3  $ − − × = + + = − $3= , 6 10 =5 , < 10 (0 ,  5  $ $ _× = × = − = ₋ −  ) rata rata ( * m dt 

-aya pancaran air berdasarkan percobaan "&$#

&$ ) $ + * + 2 + v$@

) $ + 1000 + <,=5+10!5_{+ "6,$3=#@}

&$ ) 6,11 A

-aya pancaran air berdasarkan statis momen "$#

=1 , ( # " $ 1 # " $ $ $ $ 1 $ 1 $ $    L  PL  L  L !  L  L "   F 

















₊

₊

₊

₊

=

=1 , ( 15 , 0 15 , 0 15305 , 0 # 15 , 0 $3 , 0 " 053 , 1 $ 1 # 15 , 0 $3 , 0 " 01 , 0 $  

















₊

₊

_×

_×

₊

₊

_×

=

$ ) 6,<$$1 A

aktor korelasi &$ dengan $ "8$#

(= , 0 <$$1 , 6 11 , 6 $ $ $ = = =  F   FP  α  O 4esalahan elati% ) 100O $ $ $ × −  F   FP   F 

15  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4 ) 100O <$$1 , 6 11 , 6 <$$1 , 6 × − ) (,105< O

c. Intuk beban ketiga "F3# ) 15 gram ) 0,015 kg

dt  m   rata rata ( 5,11= 10  3 10 # 163 , 5 0$5 , 5 16= , 5 "  _{ 3} 3 − − × = + + = − dt  m  ) rata rata ( * 6,516  10 =5 , < 10 11= , 5 5  3 3 _× = × = − = ₋ −

-aya pancaran air berdasarkan percobaan "&3#

&3 ) $ + * + 2 + v3@

 ) $ + 1000 + <,=5+10!5_{+ "6,516#@}

&3 ) 6,6<01 A

-aya pancaran air berdasarkan statis momen "3#

=1 , ( # " $ 1 # " $ $ $ $ 1 $ 1 3 3    L  PL  L  L !  L  L "   F 

















₊

₊

₊

₊

=

=1 , ( 15 , 0 15 , 0 15305 , 0 # 15 , 0 $3 , 0 " 053 , 1 $ 1 # 15 , 0 $3 , 0 " 015 , 0 $  

















₊

₊

_×

_×

₊

₊

_×

=

3 ) 6,=63 A

aktor korelasi &3 dengan 3 "83#

(<$ , 0 =63 , 6 6<01 , , 6 3 3 3

=

=

=

 F   FP  α  O 4esalahan elati% ) 100O 3 3 3 × −  F   FP   F  ) 100O =63 , 6 6<01 , 6 =63 , 6 × −

16  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

) $,5< O

2.

'embahasan

Tabel 2.2 Basil &erhitungan -aya &ancaran dari &ercobaan Maupun Teori

 Ao F "gram#  "mLdt#  "mdt# &n "A# n "A# 8 4esalahan elati% "O# 1 5 ,(3<+10! _{6,$=5 6,151 6,5(<= 0,(3$} 6,<< $ 10 ,(0+10! _{6,$3= 6,11 6,<$$1 0,(= (,10} 3 15 5,11=+10! _{6,516 6,6<0 6,=63 0,(<} $,5<

&erbandingan gaya!gaya hasil perhitungan dan gaya!gaya hasil percobaan adalah sebagai berikut

&ercobaan 1 81 ) 0,(3$

&ercobaan $ 8$ ) 0,(=

&ercobaan 3 83 ) 0,(<

'erdasarkan pengamatan Tabel $.$ dapat disimpulkan bahwa untuk kondisi ideal, harga %aktor koreksi "8# adalah 1. Barga %aktor koreksi bernilai angka 1 menggambarkan bahwa pada percobaan masih terdapat beberapa %aktor kesalahan. Menurut kelompok kami hal tersebut terjadi karena kekurangtelitian praktikan dalam mengukur waktu.

aktor kesalahan antara lain adalah sebagai berikut 1. aktor &raktikan

a. 4urang akurat atau kurang kebersamaan antara penghentian waktu stop'atc% dan penghentian aliran pada bak penampungan dalam  pengukuran debit.

 b. 4esalahan dalam membaca gelas ukur.

1<  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

a. Terdapat lubang!lubang pada lengan beban yang tidak diperhitungkan di mana lubang!lubang tadi mengurangi berat lengan beban "H#.

 b. 4ondisi alat  Jet Impact yang digunakan terdapat kebocoran sehingga mempengaruhi perhitungan debit air.

c. &top'atc% yang digunakan kurang representati%.

Menurut 'ambang Triatmojo "1((3#, hubungan antara debit, volume, dan waktu adalah sebagai berikut

t  +  ( = dimana  ) debit "m3_dt#  ) volume "m3_# t ) waktu "dt#

'esar debit "# berbanding terbalik dengan waktu "t#. 'esar debit "# berbanding lurus dengan volume "#. &ada volume yang tetap, semakin besar beban yang dikenakan, maka debit air yang mengalir semakin besar dan menyebabkan waktu yang diperlukan semakin kecil.

Menurut 'ambang Triatmojo "1((3#, hubungan antara debit, kecepatan pancaran, dan luas penampang adalah sebagai berikut

 ) 2 + v

dimana  ) debit "mLdt#

2 ) luas penampang "m@# v ) kecepatan pancaran "mdt#

'esarnya debit "# berbanding lurus dengan kecepatan pancaran "v# dengan luas  penampang "2# yang tetap. &ada luas penampang yang tetap, semakin besar debit yang mengalir mengakibatkan kecepatan pancaran semakin besar. 9etiap  perubahan harga beban akan menghasilkan perubahan nilai terhadap gaya yang

1=  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

2.#

"esim)ulan

/ari percobaan dan analisis data yang dihasilkan, maka dapat disimpulkan 

1. 'esarnya debit dari masing!masing beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram  berturut!turut adalah 1 ) ,(3< + 10! mLdt P $ ) ,(00 + 10! mLdt P dan

3 ) 5,11=+10! mLdt.

$. 'esarnya gaya yang ditimbulkan pancaran air akibat beban 5 gram adalah &1 ) 6,151 A dan 1 ) 6,5(<= A.

3. 'esarnya gaya yang ditimbulkan pancaran air akibat beban 10 gram adalah &$ ) 6,11 A dan $ ) 6,<$$1 A.

. 'esarnya gaya yang ditimbulkan pancaran air akibat beban 15 gram adalah &3 ) 6,6<01 A dan 3 ) 6,=63 A.

5. 'esarnya %aktor koreksi "8# dari masing!masing beban 5 gram, 10 gram, dan 15 gram berturut!turut adalah 81 ) 0,(3$P 8$ ) 0,(=P dan 83 ) 0,(<. Basil

 praktikum dirasa kurang baik, karena harga %aktor koreksi "8# telah menunjukkan hasil angka 1. 9ehingga dapat dikatakan praktikum ini belum  berhasil.

2.1$ *aran

Intuk memperoleh keakuratan hasil praktikum, penguasaan materi dan ketelitian sangat diperlukan pada praktikan terutama dalam pembacaan ukuran. aktor alat  juga sangat menentukan, kerusakan alat harus dihindari agar tidak mempengaruhi data yang diperoleh. 'agi &raktikan harus lebih menguasai diri dengan memahami materi yang akan diujikan serta memperhatikan arahan dari asisten untuk   pelaksanaannya. Intuk kelancaran jalannya praktikum, diperlukan adanya

1(  Bab 2 Jet Impact 

 Kelompok 4

keteraturan dan kedisiplinan dalam melaksanakan praktikum, baik oleh praktikan maupun asisten yang membantu praktikan dapat melakukan percobaan.