edit 1

1

PERCOBAAN 1TEKANAN HIDROSTATIS

1.1 TUJUAN Adapun tujuan praktikum sebagai berkut.1. Untuk menentukan gaya hidrostatis yang bekerja pada permukaan pesawat (benda) yang terendam dalam air.2. Untuk menentukan posisi garis aksi gaya (pusat tekanan hidrostatis) dan untuk membandingkan letak yang ditentukan oleh percobaan dengan posisi secara teoritis.1.2 ALAT YANG DIGUNAKAN Adapun alat yang digunakan untuk praktikum :1. Alat tekan hidrostatis 2. Satu set alat pemberat3. Sebuah Ciduk4. Kapiler atau penggaris

1.3 TEORI Di bawah ini adalah resprestansi diagram dari alat yang menjelaskan dimensi. Nomenklatur ini akan digunakan selama pembahasan teori ini. Meskipun teori untuk pesawat yang terendam sebagian dan tenggelam seluruhnnya sama, akan lebih jelas untuk meninjau kedua kasus tersebut secara terpisah.

Gambar 1.1 Alat percobaan Tekanan HidrostatisKeterangan :L : Jarak Horizontal antar titik tumpuan dan tempat penyeimbanganD : Tinggi permukaan kuadranB : Lebar permukaan kuadranH : Jarak vertikal antara dasar permukaan kuadran dan lengan tumpuanC : Pusat berat kuadran P : Pusat tekanan pada kuadran

1. Permukaan Pesawat Terendam Sebagian Di bawah ini adalah respresentasi diagram dari alat yang menjelaskan dimensi fisik, sebagai tambahan seperti yang telah ditunjukan sebelumnya. Nomenklatur ini akan digunakan selama pembahasan teori ini.

Gambar 1.2 Percobaan tekanan hidrostatis terendam sebagiana. Gaya pada permukaan Gaya hidostatis F dapat didefinisikan sebagai F = Ah ( Newton ) (1.1)Dengan luas A = Bddan h = Sehingga F = (1.2)b. Kedalaman pusat tekanan percobaanMomen, M bisa didefinisikan sebagaiM = Fh" (Nm) (1.3)Momen penyeimbang dihasilkan oleh berat W yang dikenalkan pada penggantung ujung lengan penyeimbang, panjang lengan penyeimbang L.Untuk keseimbangan statis, dua momen adalah sama yaitu :Fh" = WL = mgL (1.4)Dengan mensubstitusi gaya hidrostatis dari (1.2 ) kita mendapatkan h" = = (1.5)c. Kedalaman pusat tekanan teoritisHasil teoritis untuk kedalaman pusat tekanan P dibawah permukaan bebas adalahLihat buku Literatur : YPT = yo + (1.6)Untuk bidang tegak h = h+ (1.7)Ditulis dengan notasi h" = h+ (1.8)h' = h+h' = h+ (1.9)Kedalaman pusat tekanan di bawah titik tumpuan h" = h'+H-d (1.10) h' = h ++H-d Dengan h = d/2 maka : h' =H- (1.11)2. Permukaan Pesawat Vertikal Terendam SeluruhnyaDi bawah ini adalah representasi diagram terendam dari alat yang menjelaskan dimensi fisik, sebagai tambahan seperti yang telah ditunjukan sebelumnya. Nomenkultur ini akan digunakan selama pembahasan teori ini.

Gambar 1.3 Percobaan tekanan hidrostatis terendam seluruhnyaa. Gaya hidrostatisGaya hidrostatis F dapat didefinisikan sebagai F = Ah = ) (N) (1.12)b. Kedalaman pusat tekanan Momen M dapat didefinisikan sebagai berikutM = Fh" ( Nm )Momen penyeimbang dihasilkan oleh berat W yang dikenakan pada penggantung bagian ujung lengan penyeimbang. Untuk keseimbangan statis,dua momen adalah sama yaitu :Fh" = WL = mgL (1.13)Dengan menstribusi gaya hidrostatis dari (1.12) kita mendapatkanh" = (1.14)c. Kedalaman pusat tekanan teoritisHasil teoritis untuk kedalaman pusat tekanan P di bawah permukaan bebas adalah h' = (d - )+ (1.15)Kedalaman pusat tekanan di bawah titik tumpuan adalah :h" = h' + H d (m) (1.16)Substitusi sebelumnya menghasilkan :h" = (d - )+ + H-dh" = (d - )+ + H-d (1.17)

1.4 JALANNYA PERCOBAAN1. Menempatkan tangki peralatan hidrostatis pada hidraulik bench sesuaikan kakinya sampai nivo menunjukan base horizontal. Tempatkan lengan penyeimbang pada knife edges setelah itu tempatkan penggantung berat pada celah di akhir bagian lengan penyeimbang. Pastikan bahwa katup drain tertutup. Pindahkan alat pengukur keseimbangan berat sampai lengan horizontal.2. Tambahkan masa kecil ( 90 gram ).3. Tambahkan air sampai gaya hidrosatatis pada permukaan akhir kuadran menyebabkan lengan penyeimbang terangkat. Pastikan bahwa tidak air terbuang pada permukaan kuadran atau isi sampingnya di atas ketinggian air.4. Lanjutkan untuk menambahkan air sampai lengan penyeimbang horizontal, tandai dengan menggarisi dasar lengan penyeimbang dengan penandaan garis tengah bagian atas dan bawah pada saat seimbang ( selama bisa digunakan, tapi harus tetap dijaga konsentrasinya selama percobaan )5. Lanjutkan menambahkan air sampai lengan penyeimbang horizontal tandai dengan menggarisi dasar lengan penyeimbang dengan penandaan garis tengah bagian atas dan bawah pada saat seimbang.6. Baca kedalaman yang timbul dari skala bacaan pada permukaan kuadran dapat juga melihat garis sedikit di bawah permukaan untuk menghindari efek tegangan permukaan.7. Ulangi prosedur di atas untuk penambahan beban. Berat yang disediakan untuk pertambahan adalah 10,20 dan 50 gram. Tergantung dari jumlah sampel yang dibutuhkan

1.5 HASIL PENGAMATAN Dari hasil percobaan 1 kita mendapatkan data sebagi berikutD = 0,1 meterH = 0,2 meterL = 0,275 meterB = 0,075 meter

Hasil pengamatan kami baik berupa data dan hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 1.1 dibawah ini

NoMassa beban( m)

kgMomen Puntir thd Pivot(= m.g.L)

NmKedalaman(d)

mGaya Hidrostatis( F )

NPusat tekanan percobaan thd pivot

mPusat tekanan teoritis muka air

mPusat tekanan teoritis thd pivot

m

10,090,24270,0641,50680,16100,042670,178

20,10,26970,0671,65130,16330,04460,1776

30,120,32370,7420,1440,15640,04930,175

40,260,70140,1114,5320,15470,07460,1746

50,290,78230,1195,20940,15010,08100,1698

60,30,80930,1215,38600,15020,08270,1708

Tabel 1.1 Tabel tekanan hidrostatis

1.6 ANALISA DAN PERHITUNGAN1. Terendam Sebagiana. Percobaan 1m = 0,1 kg = 1000 kg/m3d = 0,061 mH = 0,2 mB = 0,075 mD = 0,1 mg = 9,81 m/sL = 0,275 m

1) Gaya Hidrostatis F = . B . d2. . g = . 0,075 . 0,0612 . 1000 . 9,81 = 1,3688 N

2) h teorih = H = 0,2 - = 0,1796 m

3) h percobaanh = = = 0,1970 m 4) momen puntirmp = m . g . l= 0,1 . 9,81 . 0.275= 0,2697 Nm

b. Percobaan 2m = 0,11 kg = 1000 kg/m3d = 0,068 mH = 0,2 mB = 0,075 mD = 0,1 mg = 9,81 m/sL = 0,275 m

1) Gaya Hidrostatis F = . B . d2. . g= . 0,075 . 0,0682 . 1000 . 9,81 = 1,7011 N

2) h teorih = H - = 0,2 - = 0,1773 m

3) h percobaanh = = = 0,1773 m 4) momen puntirmp= m . g . l= 0,11 . 9,81 . 0.275= 0,2967 Nm

c. Percobaan 3m = 0,12 kg = 1000 kg/m3d = 0,072 mH= 0,2 mB = 0,075 mD = 0,1 mg = 9,81 m/sL = 0,275 m

1) Gaya Hidrostatis F = . B . d2. . g= . 0,075 . 0,0722 . 1000 . 9,81 = 1,9071 N

2) h teorih = H - = 0,2 - = 0,176 m

3) h percobaanh = = = 0,1697 m

4) momen puntirmp = m . g . l= 0,12 . 9,81 . 0.275= 0,3237 Nm

2. Terendam Seluruhnyaa. Percobaan 4m = 0,23 kg = 1000 kg/m3d= 0,102 mH = 0,2 mB= 0,075 mD = 0,1 mg= 9,81 m/sL = 0,275 m

1) Gaya Hidrostatis F= . g . B . D . (d - )2= 1000. 9,81 . 0,075 . 0,1 . (0,102 )2= 3,8259 N

2) h teorih = + H - d = + 0,2 0,102= 0,1660 m

3) h percobaanh = = = 0,1622 m


b. Percobaan 5m = 0,27 kg = 1000 kg/m3d= 0,112 mH= 0,2 mB= 0,0725 mD= 0,1 mg= 9,81 m/sL = 0,275 m1) Gaya Hidrostatis F = . g . B . D . (d - )2= 1000. 9,81 . 0,075 . 0,1 . (0,112 )2= 4,5616 N

2) h teorih = + H - d = + 0,2 0,112= 0,1634 m

3) h percobaanh= = = 0,1597 m


c. Percobaan 6m = 0,3 kg = 1000 kg/m3d= 0,1305 mH = 0,2 mB= 0,072 mD = 0,099 mg= 9,81 m/sL= 0,275 m

1) Gaya Hidrostatis F = . g . B . D . (d - )2= 1000. 9,81 . 0,072 . 0,1 . (0,12 )2= 5,644 N2) h teorih = + H - d = + 0,2 0,12= 0,1619 m

3) h percobaanh= = = 0,1571 m


Resume dari hasil perhitungan diatas kami sajikan pada Tabel 1.2 dibawah ini:

Tabel 1.2 Perbandingan h teori dan h percobaanPercobaanh Teori (m) h Percobaan (m)

10,1796 0,1971

20,17730,1744

30,17600,1697

40,16600,1621

50,16340,1596

60,16190,1571

1.7 PEMBAHASAN Dalam praktikum ini, kami melakukan dua kali perhitungan yaitu perhitungan secara teoristis dan perhitungan dengan melakukan percobaan langsung dengan alat tekan hidrostatis. Percobaan langsung dengan alat tekan hidrostatis dilakukan dengan dua kondisi, yaitu kondisi permukaan kuadaran terendam sebagian dan kondisi permukaan kuadran terendam seluruhnya. Pada kondisi permukaan kuadaran terendam sebagian terjadi saat kami menambahkan beban 50 gram, 100 gram, dan 150 gram. Pada kondisi permukaan kuadaran terendam seluruhnya terjadi saat kami menambahkan beban 250 gram, 290 gram, dan 340 gram. Kemudian kami melakukan perhitungan dan kami mendapatkan perbedaan hasil antara h teori dan h percobaan. Pada percobaan 1 mempunyai hasil perhitungan yang terbesar di antara percobaan yang lain. Hasil perhitungan pusat tekanan percobaan terhadap pivot 0,1970 m, pusat tekanan teoritis terhadap pivot sebesar 0,1796 m. Sedangkan pada percobaan 6 mempunyai hasil perhitungan terkecil. Untuk lebih jelasnya lihat tabel di bawah ini.

Tabel 1.3 Selisih Perbandingan h Teori dan h PercobaanPusat tekanan percobaan thd pivot

(m)Pusat tekanan teoritis thd pivot

(m)

Selisih

0,19700,17960,0174

0,17440,17730,0029

0,16970,1760.0063

0,16210,16600,0039

0,15960,16340,0038

0,15710,16190,0048

Berdasarkan tabel di atas selisih terbesar di dapat pada dengan selisih 0,0174 dan selisih terkecil 0,0029 memperoleh selisih terbesar kemungkinan salah ketika melakukan pembacaan pada saat percobaan serta salah membaca data yang diambil ketika dilakukan praktikum . 1.7 KESIMPULAN Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa selisih terbesar pada pusat tekanan percobaan 1 sebesar 0,0174 dan terkecil pada percobaan 2 sebesar 0,0029 Nilai yang terbesar pada pusat tekanan teoritis terhadap muka air 0,081 m dan terkecil 0,0406 m. Nilai yang terbesar pada pusat tekanan teoritis terhadap pivot 0,1796 m dan terkecil 0,1619 m. Dari hasil percobaan yang kami lakukan, kami simpulkan bahwa ada beberapa faktor yang menjadikan h teori dan h percobaan. Beberapa faktor itu antara lain kesalahan pembacaan, dan alat-alat praktikum yang tidak dalam kondisi baik.

edit 1

Documents

Transcript of edit 1