Fisika Gexida 8 Fluida Dinamis

PERCOBAAN FLUIDA DINAMIS

OLEH KELOMPOK 8 FISIKA GEXIDA ANI ADVENTUS FRDERICK M. ABRAR ZEIN ALITAMARA

SMA NEGERI 2 PALANGAKARAYA 2009

I.

Tujuan Untuk megembangkan pengetahuan siswa tentang fluida dinamika dan penerapannya. PERCOBAAN I

II.

Alat dan Bahan  Botol sprite 1,5 L yang sudah dipotong bagian atasnya( dibuat 4 lubang dengan jarak yang sama)  Isolasi  Cutter  Stopwatch  Penggaris

III.

Langkah Kerja ( Pratikum 1 )

1. Sediakan sebuah botol, kemudian potong bagian lehernya. 2. Buatlah 4 lubang di botol tersebut dengan jarak yang sama.

h1 = 4 cm h2= 8 cm h3 = 12 cm h4 = 16 cm Diameter lubang bocor = 0,6 cm Diameter Silinder = 6,7 cm

3. Tutup ke empat lubang tersebut menggunakan lakban/plester. 4. Kemudian isi air hingga penuh dan buka lubang yang pertama.hitung waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan air di lubang pertama 5. Kemudian tutup kembali lubang pertama dengan lakban/plester. Isi kembali dengan air hingga penuh 6. Buka lakban/plester pada lubang kedua dan hitung waktu yang dibutuhkan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan air.begitu seterusnya hingga kita mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan air sampai dengan lubang keempat. 7. Hitung Debit air ( Q ) , Volume air habis (Vhabis ) dan kecepatan air mengalir ( vair ).

IV.

Q=Av

Hasil Pengamatan  Vhabis = A t (t = h1)  A = 1 πd2 (π = 22 ) 4 7  Debit air ( Q ) = Vhabis ( Volume habis ) t (waktu kucuran ) (Hukum kontinuitas)



v= Q A

( kec.aliran air mengalir )

Keterangan : Q = Debit air ( m3/s ) A = Luas pipa ( m2 )

1 πd2 (π = 22 ) 4 7

d = diameter lubang bocor

v = Kec.aliran / air mengalir ( m/s )

 Volume botol Vbotol = A t ( t = h = 20 cm ) A = 1 22 ( 6,7 ) 2 20 4 7 = 0,785 ( 44,89 ) 20 = 704,773 cm2 V=At = 704,773 cm2 . 20 = 704,773 cm3  Jadi volume botol = 704,773 cm3

Lubang Ke -

1 2 3 4

Tinggi lubang dari permukaan air 4 cm 8 cm 12 cm 16 cm

Diameter lubang ( cm )

Waktu air mengalir (s)

Vhabis (Volume habis ) (cm3)

Q (debit air) (cm3/s)

v (kecepatan air menagalir) (cm/s)

0,6 0,6 0,6 0,6

30,33 52,77 63,2 74

1,1316 2,2632 3,3948 4,5264

0,0373 0,0428 0,0571 0,0611

0,1318 0,1512 0,1873 0,2159

V.

Foto Percobaan :

1. (Gambar ) Botol yang sudah di lubangi di tutup dengan plester.

2. ( Gambar ) Tinggi botol diukur terlebih dahulu.

3.(Gambar ) Plester lubang pertama di buka.

4

( Gambar ) Plester kedua dibuka dan lubang pertama ditutup kembali.

5. ( Gambar ) Plester ketiga di buka.

6. ( Gambar ) Plester keempat dibuka.

plester

VI.

Kesimpulan Dari hasil pengamatan dapat kita ketahui bahwa semakin besar Volume yang di gunakan maka waktu ( t )yang di perlukan air/fluida untuk mengucur sampai air pada botol habis akan semakin lama dan debit air ( Q ) akan semakin besar sedangkan kecepatan aliran air ( v ) dapat kita lihat pada hasil pengamatan bahwa terdapat selisih yang tidak begitu jauh pada kecepatan aliran air dan dapat disimpulkan bahwa kecepatan aliran air adalah konstan. Banyaknya air juga akan memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan jumlah air yang sedikit. sehingga menghasilkan debit air yang lebih besar.

PERCOBAAN II

I.

II.



ALAT DAN BAHAN botol kosong



air



stopwatch



Penggaris Cara Kerja

1. Catatlah tinggi, diameter lubang, dan volume maksimum botol. 2. Isi botol dengan air sampai penuh 3. Keluarkan ( tumpahkan air dari dalam botol sampai habis dengan cara membalik botol, dengan perlakuan masing-masing melalui ): 

Tanpa diputar



Dikocok vertikal masing-masing : 5 kali, 10kali, 15 kali, 20 kali



Dikocok melingkar masing-masing : 5 kali, 10kali, 15 kali, 20 kali

4. Ukur waktu pengocokan dan waktu untuk air keluar dari botol sampai habis 5. Catat data percobaan

III.

Data Percobaan

hbotol

= 24 cm

dmoncong botol

= 2,7 cm

Volume maksimum botol = 600ml

IV.

     

Hasil Pengamatan

f = Jmlh Kocokan botol Waktu kocokan botol v = 2 πrf Q=V t v=Q A ω= 2πf A = 1 πd2 (π = 22 ) 4 7

Keterangan : r = jari – jari moncong botol ( cm ) t = waktu air mengucur dari botol ( s ) d = diameter moncong botol ( cm ) Volume botol = 600 cm3 

Diameter rata – rata V=Ah 600 = 1 (22 ) d2 . 24 4 7 600 = 18,84 d2 600 = d2 18,84 d2 = 31,847 d = 𝟑𝟏, 𝟖𝟒𝟕 = 5, 643 cm

( Frekuensi pengocokan botol ) ( Kecepatan air /fluida di dalam botol ) ( Debit air) ( Kecepatan air mengucur dari botol ) ( kecepatan sudut ) ( luas botol )

Data Kocokan botol Vertikal Perlakuan

Tanpa Perlakuan Dikocok Vertikal 5 kali 10 kali 15 kali 20 kali

Waktu

Frekuensi Kocokan ( Hz )

Kecepatan dalam botol ( v ) ( cm/s )

Debit air (Q) (cm3/s )

v ω (kec.kucur ( kecepatan an air ) sudut(лrad/s) ( cm/s )

Kocokan (s)

Kucuran (s)

-

4,46

-

-

134,53

770,56

3,4 5,69 7,46 9,83

4,71 4,56 4,39 4,13

1,47 1,76 2,01 2,04

12,47 14,91 17,06 17,26

127,38 131,57 136,67 145,27

450,26 465,07 483,10 513,50

-

2,94 3,52 4,02 4,08

Data Kocokan botol Melingkar

Perlakuan

Dikocok Melingkar 5 kali 10 kali 15 kali 20 kali

Waktu Pengocokan Air keluar (s) (s)

2,82 4,43 5,72 7,19

3,79 3,51 3,07 3,05

Frekuensi Kocokan ( Hz )

Kecepatan dalam botol ( v ) ( cm/s )

Debit air (Q) (cm3/s )

v (kec.kucuran air ) ( cm/s )

ω ( kecepatan sudut(лrad/s)

1,77 2,26 2,62 2,78

15,04 19,16 19,19 23,60

158,31 170,94 195,43 196,72

559,59 604,24 690,80 695,36

3,54 4,52 5,24 5,56

V.

Foto Percobaan

1. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. ( Gambar ) air mengucur setelah dikocok.

VI. 

Kesimpulan Pada hasil pengamatan dapat di simpulkan bahwa, air mengucur keluar dari botol lebih cepat jika botol dikocok daripada jika botol tidak dikocok ( tidak mengalami perlakuan ).



Air mengucur keluar lebih cepat jika botol dikocok melingkar dibandingkan jika

botol dikocok vertikal. Selain itu, semakin banyak pengocokan dilakukan, aliran air mengucur keluar dari botol akan semakin cepat, sehingga waktu ( t ) yang diperlukan untuk air mengucur keluar dari botol sampai habis semakin singkat. Hal itu di karenakan

molekul air mengalami perenggangan saat dikocok dibandingkan saat tidak mengalami perlakuan. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi laju aliran air mengucur keluar botol yaitu : 

Ukuran botol( tinggi ,diameter moncong botol ), volume maksimum botol, perlakuan yang diberikan pada botol sebelum air ditumpahkan (tidak diputar, dikocok vertikal, atau dikocok melingkar), cepat/lambatnya pengocokan botol dan jumlah kocokan pada botol.



Hasil percobaan yang tidak begitu teratur, dapat disebabkan oleh perbedaan kecepatan mengocok botol. Karena dikocok dengan orang yang berbeda-beda dengan kecepatan pengocokan yang berbeda pula. Hal ini dapat menyebabkan waktu untuk air mengucur keluar dari botol menjadi kurang teratur.