tekanan hidrostatik-sulfiani

TEKANAN HIDROSTATIK

Sulfiani, Sri Devi, Nurul Chairaat Zainal, Kurniati

Pendidikan Biologi 2014

Abstrak

Telah dilakukan eksperiman mengenai Tekanan Hidrostatik yang bertujuan agar mahasiswa dapat mengetahui pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik, pengaruh

massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik, memahami prinsip percobaan tekanan

hidrostatik. Dalam praktikum kali ini adapun alat yang digunakan berupa pipa berbentuk U,

Neraca Ohaus 311 g, gelas kimia, gelas ukur, selang plastik, corong, mistar biasa. Bahan yang

digunakan adalah air, garam 20 g, garam 50g, gliserin, dan minyak. Praktikum kali ini

mempunyai dua kegiatan yaitu mencari pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik dan

pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik. Berdasarkan hasil yang diperoleh

pada praktikum ini dapat ditarik kesimpulan tekanan hidrostatik banding lurus dengan

kedalaman dan massa jenis fluida.

KATA KUNCI: tekanan hidrostatik, massa jenis, kedalaman

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik?

2. Bagaimana pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik?

3. Bagaimana prinsip percobaan tekanan hidrostatik?

TUJUAN

1. Untuk mengetahui pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik.

2. Untuk mengetahui pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan

hidrostatik.

3. Untuk mengetahui prinsip percobaan tekanan hidrostatik.

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori singkat

Fluida berbeda dengan zat padat, yaitu tak dapat menopang tegangan

geser. Jadi, fluida berubah bentuk untuk mengisi tabung dengan bentuk

bagaimanapun. Bila sebuah benda tercelup dengan fluida seperti air, fluida

mengadakan sebuah gaya yang tegak lurus permukaan benda di setiap titik

pada permukaan. Jika benda cukup kecil sehingga kita dapat mengabaikan tiap

perbedaan kedalaman fluida, gaya per satuan luas yang diadakan oleh fluida

sama di setiap titik pada permukaan benda. Gaya per satuan ini dinamakan

tekanan fluida ;

dimana : P = tekanan (N/m2) atau Pascal (Pa)

F = gaya (N)

A = luas (m2)

Satuan SI untuk tekanan adalah newton per meter persegi (N/m2), yang

dinamakan Pascal (Pa), untuk menghormati Blaise Pascal, yaitu :

Terdapat cara untuk menghitung secara kuantitatif bagaimana tekanan

zat cair dengan massa jenis yang serba sama berubah terhadap tekanan. Ambil

satu titik yang berada di kedalaman h di bawah permukaan zat cair ( yaitu,

permukaan berada di ketinggian h di atas titik ini). Tekanan yang disebabkan

zat cair pada kedalaman h ini disebabkan oleh berat kolom zat cair di atasnya.

Dengan demikian gaya yang bekerja pada luas daerah tersebut adalah F = mg

= Agh, dimana Ah adalah volume kolom, adalah massa jenis zat cair

(dianggap konstan), dan g adalah percepatan gravitasi. Tekanan, P, dengan

demikian adalah

Dengan demikian, takanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair, dan

dengan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman

yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Persamaan diatas

menyatakan tekanan disebabkan oleh zat cair itu sendiri. Jika diberikan tekanan

eksternal di permukaan zat cair, maka tekanan ini harus diperhitungkan.

Banyak alat yang dibuat untuk mengukur tekanan. Yang palin

sederhana adalah monometer tabung terbuka, dimana tabung berbentuk U yang

sebagian diisi dengan zat cair, biasanya air raksa atau air. TekananP yang

terukur dihubungkan dengan perbedaan tinggi h dari dua ketinggian zat cair

dengan hubungan persamaan adalah

Dimana P0 adalah tekanan atmosfer (yang bekerja di atas fluida di

tabung sebelah kiri), dan adalah massa jenis zat cair. Perhatikan bahwa nilai

gh adalah tekanan terukur suatu angka sehingga harga P lebih besar

daripada tekanan atmosfer (dan h bertanda negatif).

Satuan yang digunakan dalam tekanan salah satunya mm-Hg. mm-Hg

juga disebut torr untuk menghormati Evangelista Torricelli (1608-1647), yang

menciptakan barometer.

1 atmosfer (1 atm) = 76 Hg = 1,013 . 105 N/m

2

1 cmHg = 1.333,2 N/m2

1 torr = 1 mmHg = 133,32 N/m2 = 1 torricelli

Satuan N/m2 = Pa, merupakan satuan SI, yang digunakan dalam

perhitungan yang melibatkan besaran-besaran yang digunakan dalam

perhitungan yang melibatkan besaran besaran lain yang dinyatakan dalam

satuan SI.

Alat dan Bahan

1. Alat

a. Pipa berbentuk U

b. Gelas kimia

c. Selang plastik

d. Corong

e. Mistar biasa

f. Neraca Ohauss 310 gram

g. Gelas ukur

2. Bahan

a. Air

b. Air garam 20 gram

c. Air gram 50 gram

d. Gliserin

e. Minyak goreng

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1

1. Variabel bebas : kedalaman zat cair (cm)

2. Variabel kontrol : jenis zat cair (gr/cm3)

3. Variabel terikat : perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)

Kegiatan 2

1. Variabel bebas : massa jenis zat cair (gr/cm3)

2. Variabel kontrol : kedalaman zat cair (cm)


Definisi Operasional Variabel

Kegiatan 1

1. Variabel bebas : kedalaman zat cair (cm)

Kedalaman zat cair adalah hasil pengukuran jarak dari permukaan air di

dalam corong dengan permukaan air pada gelas kimia dengan satuan (cm).

2. Variabel kontrol : jenis zat cair (gr/cm3)

Jenis zat cair adalah jenis zat cair yang digunakan dalam percobaan dalam

hal ini adalah air.


Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U merupakan beda tinggi

permukaan zat cair yang diukur dengan memperhatikan tinggi zat cair pada

pipa U sebelah kanan dan pipa U sebelah kiri dengan satuan (cm).

Kegiatan 2

1. Variabel bebas : massa jenis zat cair (gr/cm3)

Massa jenis merupakan massa jenis zat cair yang digunakan di kegiatan ini.

Antara lain air, air garam 20 gram, air garam 50 gram, gliserin dan minyak.

2. Variabel kontrol : kedalaman zat cair (cm)

Kedalaman zat cair adalah hasil pengukuran jarak dari permukaan air di

dalam corong dengan permukaan air pada gelas kimia dengan satuan (cm).


Perbedaan ketinggian merupakan beda tinggi yang diukur dari permukaan

zat cair dalam pipa U dengan memperhatikan tinggi zat cair pada pipa U

sebelah kanan dan pipa U sebelah kiri dengan satuan (cm).

ProsedurKerja

Kegiatan 1

1. Menentukan massa jenis zat cair yang akan anda gunakan, dengan

mengukur massa dan volumenya.

2. Menghubungkan pipa U yang berisi zat cair dengan sebuah corong gelas

oleh selang plastik.

3. Memasukkan corong ke dalam air, tekan dengan kedalaman tertentu,

kemudian mengukur kedalaman menggunaan mistar (diukur dari

permukaan air ke permukaan air dalam corong)

4. Mengamati perubahan tinggi permukaan zat cair pada kedua pipa U.

mengukur selisih ketinggian zat cair pada pipa U. mencatat hasil

pengukuran dalam table pengamatan.

5. Mengulangi percobaan dengan kedalaman yang berbeda-beda.

Kegiatan 2

1. Menyiapkan tiga jenis zat cair yang berbeda, yaitu : air, air garam 20 gram,

air garam 50 gram, gliserin, dan minyak.

2. Memasukkan corong ke dalam masing-masing fluida, dengan kedalaman 5

cm dari permukaan zat cair.

3. Mengamati perbedaan ketinggian air di dalam pipa U setelah corong

dimasukkan ke dalam fluida.

4. Mencatat perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U ke dalam tabel hasil

pengamatan.

HASIL PENGAMATANDAN ANALISA DATA

Tabel 1. Massa jenis zat cair

No

Jenis Zat Cair Massa (gram)

Volume (ml)

Massa jenis (g/cm3)

1

2

3

4

5

Aquades

Air garam 20 gram

Air garam 50 gram

Gliserin

Minyak

|38,7600,005|

|40,6500,005|

|39,9300,005|

|47,2900,005|

|34,4800,005|

||401|

401|

|401|

|401|

|401|

0,969

1,016

0,998

1,1829

0,862

1. Perhitungan massa jenis

|

| |

|

|

| |

|

|

| |

|

|

| |

|

{|

| |

|}

a. Massa jenis pada aquades

=

= 0,969 g/cm3

{|

| |

|}

= |

| |

|

=

= 0,02435

KR =

b. Massa jenis pada air garam 20 gram

=

= 1,016 g/cm3

{|

| |

|}

= |

| |

|

= 1,016

= 0,02552

KR =

c. Massa jenis pada air garam 50 gram

=

= 0,998 g/cm3

{|

| |

|}

= |

| |

|

= 0,86

= 0,02508

KR =

d. Massa jenis pada gliserin

=

= 1,1829 g/cm3

{|

| |

|}

= |

| |

|

= 1,1829

= 0,0297

KR =

e. Massa jenis pada minyak

=

= 0,862 g/cm3

{|

| |

|}

= |

| |

|

= 0,86

= 0,02163

KR =

Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik

Jenis Zat Cair = Aquades

Tabel 2. Hubungan antara kedalaman zat cair dengan tekanan hidrostatis

No Kedalaman (cm) Perbedaaan ketinggian zat cair pada pipa U

(cm)

1

|1,000,05| |1,000,05|

|1,000,05|

|0,900,05|

2

|1,400,05| |1,500,05|

|1,500,05|

|1,600,05|

3

|3,000,05| |2,700,05|

|2,800,05|

|2,700,05|

4 |3,500,05| |3,600,05|

|3,400,05|

|3,600,05|

5 |3,800,05| |4,000,05|

|3,900,05|

No Kedalaman (cm) Perbedaaan ketinggian zat cair pada pipa U

(cm)

|3,800,05|

6 |4,000,05| |4,000,05|

|4,100,05|

|4,000,05|

7 |5,000,05| |4,800,05|

|4,800,05|

|5,000,05|

Kegiatan 2.Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik

Kedalaman Corong = |5,000,05|cm

Tabel 3. Hubungan antara massa jenis zat cair dengan tekanan hidrostatis

No Jenis Zat Cair Perbedaaan ketinggian

zat cair pada pipa U (cm)

1

Aquades

|4,800,05|

|4,800,05|

|5,000,05|

2

Air garam 20 gram

|4,500,05|

|4,500,05|

|4,600,05|

3

Air garam 50 gram

|4,100,05|

|4,200,05|

|4,100,05|

4 Gliserin |5,500,05|

|5,200,05|

|5,200,05|

5 Minyak |3,700,05|

|3,500,05|

|3,600,05| ANALISIS DATA

=

m +

v

= m + v

=

+

=

+

P =

P =

+

h

=

+

+

P

Kegiatan 1:Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik

a. Kedalaman pertama

= 0,97 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |94,09,1| N/m2

b. Kedalaman kedua

= 1,53 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |14810| N/m2

c. Kedalaman ketiga

= 2,73 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |26413| N/m2

d. Kedalaman keempat

= 3,47 cm

m

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |33620| N/m2

e. Kedalaman kelima

= 3,90 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |37819| N/m2

f. Kedalaman keenam

= 4,03 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |39016| N/m2

g. Kedalaman ketujuh

= 4,87 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

%

PF = |47224| N/m2

Kegiatan 2: Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik

a. Aquades

= 4,87 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |47224| N/m2

b. Air garam 20 gram

= 4,53 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |46019| N/m2

c. Air garam 50 gram

= 4,33 cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |41217| N/m2

d. Gliserin

= 5,30 cm

m

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = | 39| N/m2

e. Minyak

= 3,60cm

cm

{|

| |

| |

|} P

{|

| |

| |

|}

{ }

{ }

KR =

PF = |310 16| N/m2

TABEL PERBANDINGAN

Kegiatan 1. Perbandingan kedalaman dan tekanan hidrostatik

No

Kedalaman (m)

Tekanan Hidrostatik

(N/m2)

1

2 |

3

4

5

6

7

Kegiatan 2. Perbandingan antara massa jenis dengan tekanan hidrostatik

No

Massa Jenis Zat Cair

(kg/m3)

Tekanan Hidrostatik

(N/m2)

1

2 1016

3 998

4 1829

5 862

Grafik Hubungan antara Tinggi Permukaan dengan Tekanan Hidrostatik

2

y = 94,62x + 4,1055

R = 0,9909

0

100

200

300

400

500

600

0 1 2 3 4 5 6

Tek

an

an

Hid

rost

ati

k (

Ph

)

Tinggi Permukaan (h)

Hubungan antara Tinggi Permukaan

dan Tekanan Hidrostatik

PEMBAHASAN

Pada praktikumkali ini terdiri dari dua kegiatan yang pertama untuk

mengetahui pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatis dan yang kedua

untuk mengetahui pengaruh massa jenis terhadap tekanan hidrostatis.

Pada kegiatan pertama dengan menggunakan fluida yang sama yakni

air, kita hubungkan dengan selang kecil dan corong yang terhubung dengan

pipa U. Corong ditekan hingga kedalaman yang tertentu kemudian

memperhatikan yang terjadi pada pipa U. Dari hasil percobaan diperoleh untuk

kedalaman diperoleh tekanan hidrostatis sebesar

N/m2. Untuk kedalaman kedua diperoleh tekanan hidrostatis

sebesar| N/m2. Kedalaman ketiga yaitu diperoleh

tekanan hidrostatis sebesar N/m2.Untuk kedalaman keempat sedalam

diperoleh tekanan hidrostatis sebesar N/m2. Untuk

kedalaman diperoleh tekanan hidrostatis sebesar

N/m2. Kedalaman diperoleh tekanan hidrostatis sebesar

N/m2. Dan untuk kedalaman diperoleh tekanan

hidrostatis sebesar N/m2

Untuk kegiatan kedua untuk mengetahui pengaruh massa jenis terhadap

tekanan hidostatis digunakan fluida yang berbeda-beda yakni air (969 kg/m3),

air garam 20 gram (1016 kg/m3), air garam 50 gram (998 kg/m

3), gliserin

(1182,9 kg/m3), dan minyak (862 kg/m

3) pada kedalaman yang tetap. Setelah

mengetahui semua massa jenis fluida tersebut maka dilakukan percobaan yang

prosedur kerjanya hampir sama dengan kegiatan pertama. Dari percobaan pada

kegiatan kedua diperoleh hasil yaitu untuk air diperoleh tekanan hidrostatisnya

N/m2. Untuk air garam 20 gram diperoleh tekanan hidrostatisnya

sebesar N/m2. Untuk air garam 50 gramdiperoleh nilai tekanan

hidrostatik sebesar N/m2. Untuk gliserin diperoleh nilai tekanan

hidrostatik sebesar N/m2, dan untuk minyak diperoleh nilai tekanan

hidrostatik sebesar N/m2

Berdasarkan hasil yang diperoleh dari kegiatan pertama dan kedua

dapat diketahui bahwa kedalam dan massa jenis berpengaruh terhadap

besarnya tekanan hidrostatis. Untuk kedalaman, semakin besar kedalaman

benda pada zat cair maka semakin besar pula tekanan hidrostatik yang dialami

benda tersebut. Begitupula sebaliknya. Dan untuk kegiatan kedua dapat

diketahui bahwa semakin besar massa jenis suatu zat cair maka semakin besar

pula tekanan hidrostatiknya. Begitupula sebaliknya. Artinya kedalan dan massa

jenis berbanding lurus dengan tekanan hidrostatis.

SIMPULAN DAN DISKUSI

A. Simpulan

Dari hasil eksperimen dan analisis data yang diperoleh dapat ditarik

beberapa kesimpulan yaitu:

a. Kedalaman dan massa jenis berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis

b. Semakin besar kedalaman benda pada zat cair maka semakin besar

pula tekanan hidrostatik yang dialami benda tersebut. Begitupula

sebaliknya.

c. Semakin besar massa jenis suatu zat cair maka semakin besar pula

tekanan hidrostatiknya. Begitupula sebaliknya.

B. Diskusi

Kepada praktikan selanjutnya agar lebih teliti dalam melakukan

praktikum sehingga data yang diperoleh lebih baik. Dalam melakukan

pengukuran butuh ketelitian lebih tinggi dan lakukan dengan baik dan

cermat. Memasukkan data sesuai dengan hasil percobaan. Hati-hati

dalam menggunakan alat dan bahan. Jangan melakukan sesuatu diluar

praktikum serta jangan membantah perintah dari asisten.

DAFTAR RUJUKAN

Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1

(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.

Halliday, Resnick dan Walker. 2010 ( terjemahan Tim Pengajar Fisika ITB ).

Fisika Dasar Edisi 7 Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Herman.2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Makassar: Laboratorium

FisikaDasar UNM.

Young dan Freedman. 2001 ( terjemahan Ir. Endang Juliasti, M.S. ). Fisika

Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

tekanan hidrostatik-sulfiani

Documents