laporan praktikum fisika geografi tekanan hidrostatik 2016

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA GEOGRAFI

“Tekanan Hidrostatik”

disusun oleh

ROHIL AL AZIZAH

1606101040010

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN GEOGRAFI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM

2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1              Latar Belakang Masalah

Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang itu.Tekanan hidrostatis didefinisikan sebagai besarnya gaya tekan zat cair yang dialami olehsuatu wadah pada setiap satuan luas. Didalam fluida terdapat tekanan dimana jika luas permukaan wadah lebih besar maka tekanan yang dihasilkan semakin kecil dan sebaliknya jika luas permukaan wadah lebih kecil maka tekanan yang dihasilkan semakin besar. Jadi luas permukaan wadah mempengaruhi besar atau kecilnya tekanan yang dihasilkan.

1.2              Tujuan Percobaan

a.       Dapat memahami prinsip Praktikum tekanan hidrostatik

b.      Menjelaskan konsep tekanan hidrostatik di dalamzatcair

c.       Menjelaskan konsep pemanfaatan tekanan

d.      Untuk memahami perbedaan ketinggian air pada pipa U

1.3              Manfaat Percobaan

a.       Untuk mengetahui hasil percobaan yang telah dilakukan dalam menentukan tekanan hidrostatis.

b.      Untuk mengetahui cara menentukan tekanan hidrostatis dalam percobaan

c.       Untuk mengetahui hubungan antara kedalaman air terhadap tekanan hidrostatis

d.      Bagi para pembaca yang belum mengetahi bagaimana tekanan hidroststik, denganmembaca hasil percobaan ini dapat memahami hal tersebut dengan baik.

1.4              Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan dilakukan pada hari senin, 31 oktober 2016 pukul 11 :00 WIB di laboratorium  FKIP UNSYIAH pendidikan geografi.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1              Pengertian Hidrostatik

            Tekanan Hidrostatik adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan pada kedalaman tertentu. Besarnya tekanan ini bergantung kepada ketinggian zat cair, massa jenis dan percepatan gravitasi. Tekanan Hidrostatika hanya berlaku pada zat cair yang tidak bergerak. Sedangkan tekanan zat cair yang bergerak akan dipelajari lebih lanjut dalam Mekanika Fluida.

Tekanan pada zat cair  secara umum dibedakan menjadi dua jenis tekanan, yakni tekanan zat cair yang tidak bergerak (tekanan hidrostatis) dan tekanan  zat cair yang bergerak (mengalir). Secara konseptual tekanan hidrostatis adalah tekanan yang  berlaku pada fluida atas dasar Hukum Pascal yaitu :“bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar”.

Tekanan merupakan gaya yang bekerja pada suatu bidang per satuan luas bidang tersebut. Bidang atau permukaan yang dikenai gaya disebut bidang tekan, sedangkan gaya yang diberikan pada bidang tekanan disebut gaya tekan. Satuan internasional (SI) tekanan adalah pascal (P_a). Satuan ini dinamai sesuai dengan nama ilmuwan Prancis, Blaise Pascal.

Setiap benda yang berada dalam zat cair akan mendapat tekananoleh zat cair itu sendiri.tekanan tersebut berasal dari gaya lurus yang ketjakan zat cair pada setiap titik pada permukaan benda.

Adanya tekanan di dalam zat cair disebabkan oleh gaya gravitasi yang bekerja pada setiap bagian zat cair tersebut. Besar tekanan zat cair bergantung pada kedalaman zat cair, semakin dalam letak suatu bagian zat cair, akan semakin besar pula tekanan pada bagian itu. Tekanan di dalam zat cair yang tidak bergerak sebagai akibat gaya gravitasi yang bekerja pada setiap bagian zat tersebut disebut tekanan hidrostatika.

Secara matematis,persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut.

P =

Keterangan :

F = gaya (N)                                                    A = luas permukaan ()

P = tekanan (N/m2 = Pascal).

Persamaandiatasmenyatakanbahwatekanan P berbandingterbalik dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih besar dari pada luas bidang yang besar.  Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Fluida yangberadadalamsuatuwadahmemilikigayaberat,akibatpengaruh gravitasi bumi. Gaya berat fluida menimbulkan tekanan. Tekanan di dalam fluida tak mengalir, yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi ini disebut tekanan hidrostatis. Tekananhidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada diatas titik tersebut. Jika besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung adalah P, menurut konsep tekanan, besarnya P dapatdihitungdariperbandinganantaragayaberatfluida(F)danluas permukaan bejana (A).

P =

Gaya berat fluida merupakan perkalian antaramassa fluidadengan percepatan gravitasi Bumi, ditulis

P = massa x gravitasi bumi / A

Oleh karena  m = ρV, persamaan tekanan oleh fluida dituliskan sebagai

P = Vg / Aρ

Volume fluida di dalam bejana merupakan hasil perkalian antara luas permukaan bejana (A) dan tinggi fluida dalam bejana (h). Oleh karena itu, persamaan tekanan di dasar bejana akibat fluida setinggi h dapat dituliskan menjadi

P = (h) g / A = h gρρ

Jikatekananhidrostatisdilambangkandengan Ph,persamaannya dituliskan sebagai berikut.

Ph = ρ gh

Keterangan

Ph= tekanan hidrostatis (N/m2)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3),

g = percepatan gravitasi (m/s2),

h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m).

Persamaan ini menyatakan, tekanan disuatu titik dalam zat cair berbanding lurus dengan kedalamannya terhadap permukaan. Bila tekanan udara dipermukaan turut diperhitungkan ,maka total tekanan pada setiap titik dengan kedalaman h dari permukaa adalah

P_t = P₀ + ρ g h

BAB III

HASIL PEMBAHASAN

3.1.            Alat dan Bahan yang digunakan

1)        Papan statif dan balok pendukung

2)        Gelas ukur ( gelas berskala )

3)        Penggaris atau kertas millimeter

4)        Pipa listrik ppc

5)        Selas plastic kecil

3.2.            Prosedur Percobaan

1.      Rangkai lah alat-alat percobaan seperti gambar dimana pipa plastic dibetuk seperti huruf  U atau berbentuk manometer

Gambar 3.1 rangkaian percobaan tekanan hidrostatik

2.      isi ppa U dengan sediit air melalui ujung yang terbuka dan jika perlu air ini diberi warna agar terlihat jelas. Pipa U kemudian dipasang pada statif yang sebelumnya telah dilengkapi dengan skala pengukur panjang ( kertas millimeter).

3.      Hubungkan salah satu ujung pipa dengan batang pipa dengan selang plastic yang bersambungan dengan batang pipa yang dilengkapi corong plastic kecil pada ujungnya  sementara ujung pipa yang lain dibiarkan saja terbuka.pastikan agar mula-mula permukaan air pada kedua kak pipa U sama tingginya dan pada titik 0 dan ini dapat diatur dengan menempatkan kedudukan statif horizontal.

4.      Masukkan corong kedalam bejana atau wadah yang berisi air perlahan lahan dengan semakin lama semakin dalam dan secara bersamaan amati apa yang terjadi pada permukaan air sebelah kiri dan sebelah kanan pipa. Amati juga sebaliknya ketika corong perlhan-lahan ditarik keatas.amati juga apa yang terjadi jika permukaan corong diarahkan kesamping kanan atau kesamping kiri.

5.      Sesuai dengan pengamatan poit 4,catat lah perbedaan tinggi permukaan air antar kedua pipa U, untuk setiap posisi kedalam corong dalam air sejauh 2 cm,3 cm, 4 cm dan 5 cm dihitung dari permukaan air

6.      Tuliskan hasil pengamatn pada tabel dibawah ini dengan cara menempatkan kedudukan ujung pipa dalam tabung secara berpndah pindah dan dilakukan sebanyak 4 kali beruulang ulang.

3.3.            Hasil Percobaan

Tabel 3.1data percobaan

No	Kedalaman muka corong	Tinggi air pipa kiri	Tinggi air pipa kanan	Beda tinggi permukaan air
1	3 cm	15 cm	16 cm	0,1 cm
2	4 cm	2 cm	1,8 cm	0,2 cm
3	5 cm	2,4 cm	2,3 cm	0,1 cm
4	6 cm	2,9 cm	2,7 cm	0,2 cm

Jika dinyatakan dalam gaya dengan satuan N/m³

a.  Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,001 m = 10 N /m³

b.  Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,002 m = 20 N /m³

c.  Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,001 m = 10 N /m³

d. Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,021 m = 20 N /m³

3.4.            Tugas dan pertanyaan

1)        Apakah masing-masing kedalaman corong didalam air samadenganperbedaantinggipermukaan air padakedua kaki pipa U, jelaskanmengapademikian.?

Jawab:

Tidak sama dikarenakan semakin dalam corong dimasukan kedalam air maka ketinggian air pada pipa u pun akan berbeda, disebabkan oleh adanya tekanan yang diberikan oleh corong yang dimasuan didalam air yang mendorong air dipipa U terus bergerak.

2)        Untuksetiapkedalamancorong yang samatapimukacorong di ubah-ubah, bagaimanadenganperbedaantinggipermukaan air padakeduapipa U.

Jawab:

Ketinggian air akan berubah ubah walau kedalaman corong sama tapi apabila muka corong diubah ubah maka ketinggian permukaan air pada kedua pipa U jugak akan berbeda ini disebab kan oleh adanya perbedaan gaya yang diberikan sehingga tekanan yang diterima pun berbeda beda.

3)        Untuksetiapperbedaantinggimuka air antarakeduapipaberapakahtekananhidrosatik yang disebabkan air tersebut.

Jawab

3cm : Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,001 m = 10 N /m³

4 cm : Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,002 m = 20 N /m³

5 cm :Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,001 m = 10 N /m³

6 cm :Ph = 1000 kg / m³ . 10 m/s .0,021 m = 20 N /m³

4)        Kemukakan kesimpulan saudarat entang Praktikum ini

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatik adalah kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair itu sendiri.Dimana tekanan hidrostatik berbanding lurus dengan kedalamannya (h) dan massa jenis zat cairnya (ρ). Serta, jika kita memerikan tekanan kepada zat cair melalui corong pada ketinggian tertentu maka pada pipa U zat cairnya mengalami perubahan dan perubahan dari ketinggian zat cair itu disebut tinggi permukaan zat cair.volume tidak mempengaruhi besarnya tekanan hidrostatik. Dan dengan diadakan nya praktikum ini mahasiswa lebih memahami  bagaimana prinsip dari praktikum tekaan hidrostatik dan memanfaatkan nya dalam kehidupan sehari-hari .

3.5.      Tugas dan Pretest

1.      Jika tekanan rata-rata pembuluh darah manusia menurut pembacaan Sfigmomanometer adalah 100 mmHg. Tentukan tekanan itu jika dinyatakan dalam satuan  N/m².

Jawab :

1 Pa atau 1 N/m² = 0.00752 mmHg

jadi, konversi 100 mmHg = . . . N/m²adalah

100 mmHg/0.00752 mmHg = 13297.8 N/m²

2.      Jelaskan, mengapa alat pendengaran manusia bisa menjadi rusak jikas eseorang menyelam kedalam  air terlalu dalam tanpa menggunakan alatpengaman telinga.

Jawab :

Penyelam dalam waktu yang lama, tanpa ada pengetahuan keamanan menyelam.Air bisa saja masuk kedalam telinga dan tidak keluar, sehingga menyebabkan infeksi.Selain itu juga, semakin menujuk kedalaman air tentunya semakin besar tekanan airnya ini yang juga menyebakan gendang telinga bisa pecah sehingga pendengaran manusia rusak.

Luas penampang pipa besa pompa hidrolik adalah 20 cm² dan penampang kecilnya 2 cm². Berapa gaya yang diberikan pada pipa kecil agar pompa dapat mengangkat mobil seberat  15000 N.

Jawab :

A₁ = 2 cm² = 2 × 10^-4 m²

A₂ = 20 cm² = 2 × 10^-3 m²

F₂ = 15000 N

P₁ = P₂

BAB IV

PENUTUP

4.1              Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, Hidrostatik adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan pada kedalaman tertentu. maka dapat disimpulkan bahwa faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatik adalah kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair itu sendiri.Dimana tekanan hidrostatik berbanding lurus dengan kedalamannya (h) dan massa jenis zat cairnya (ρ). Serta, jika kita memerikan tekanan kepada zat cair melalui corong pada ketinggian tertentu maka pada pipa U zat cairnya mengalami perubahan dan perubahan dari ketinggian zat cair itu disebut tinggi permukaan zat cair.volume tidak mempengaruhi besarnya tekanan hidrostatik. Dan dengan diadakan nya praktikum ini mahasiswa lebih memahami  bagaimana prinsip dari praktikum tekaan hidrostatik dan memanfaatkan nya dalam kehidupan sehari-hari ,pengetahuan tekanan hidrostatik ini banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya sebuah bendungan air dibuat dengan ketebalan dinding yang berbeda. Semakin kebawah dinding bendungan makin tebal. Keadaan ini dimaksudkan untuk menahan tekanan hidrostatik yang lebih besar dengan semakin dalamnya bendungan tersebut.

4.2              Saran

·         Diharapkan peralatan untuk melakukan praktikum lebih lengkap dan memadai.

·         Praktikum yang telah dilakukan leih diapresiasi lagi

DAFTAR PUSTAKA

Kamarudin. Thamrin,2016.fisika geografi.Banda Aceh.Team Lab Geografi.

Anymous,2012.Makalah fluida statis. (online), (http://findanovelia.blogspot.com

 diakses pada tanggal 6 november 2016).

 Anymous,2014. Tekanan   hidrostatik.(onine),(http://laporanlengkapku.

blogspot.co.id  diakses pada tanggal 6 november 2016).

Anymous,2012. Tekanan hidrostatik adalah pengertian .(online)

(http://www.kamusq. Com diakses  pada tanggal 06 november 2016).