Laporan Fisika Dasar

LAPORAN FISIKA DASAR MODUL 6 PIPA U

Nama

:Rikky Triyadi

Npm

:240110097001

Tgl /Jam

:10 November 2009/15.00-18.00

Asisten

:Dini

TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2009

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang Suatu fluida dalam sebuah pipa yang berbentuk U akan bergerak atau diam.Apabila zat cair dalam pipa setimbang maka zat cair tersebut akan diamtetapi apabila diberikan perlakuaan dengan cara salah satu permukaan zat cair dibuat lebih tinggi dari yang lain.Sehingga zat cair tersebut akan bergerak secara periodik naik turun sampai keadaannya kembali ke posisi setimbang.Hal itu merupakan salah satu sipat fluida yang disebabkan oleh gaya luar berupa tekanan udara dan percepatan gravitasi yang menyebabkan fluida menjadi bergerak dan berhenti saat zat cair tersebut kembali setimbang. Sipat fluida tersebut dapat dimanfaatkan untuk mencari besar percepatan gravitasi di suatu tempat dengan melakukan percobaan yang menunjukan adanya indikasi percepatan gravitasi mempengaruhi gerak fluida pada sebuah pipa yang berbentuk U.Hal itu dilakukan dengan cara menghitung waktu yang dibutuhkan zat cair untuk melakukan satu getaran / osilasi, yaitu gerak bolak balik yang berlangsung

secara

periodik

melalui

titik

kesetimbangan.Dengan

demikian,percepatan gravitasi di suatu tempat dapat dihitung dengan bantuan periode getaran zat cair tersebut. 1.2 Tujuan Percobaan Tujuan pada percobaan ini adalah menentukan besar percepatan gravitasi di suatu tempat dan faktor yang mempengaruhinya.

BAB II TIJAUAN PUSTAKA

Tekanan Tekanan (P) yang diberikan oleh sebuah gayayang bekerja pada suatu benda,bergantung pada besar gaya F dan luas permukaan benda A.Secara matematis tekanan dapat dirumuskan sebagai: P=FA

Tekanan oleh fluida tak bergerak Besar tekanan di suatu titik di dalam zat cair tak bergerak sebanding dengan kedalaman titik itu(h) dan sebanding dengan massa jenis (ρ) zat cair tersebut.Secara matematis besarnya tekanan pada fluida tak bergerak dapat dirumuskan sebagai: P = ρ .g.h Hukum utama hidrostatis Tekanan pada titik yang mempunyai kedalaman sama adalah sama.Secara matematis dirumuskan sebagai: PA = PB = PC = Po + ρ.g.h PA = tekanan dit titik C PB = tekanan di titik D PC = tekanan di titik C Po = tekanan udara ρ = massa jenis

g = percepatan gravitasi h = kedalaman titik Getaranatau osilasi Getaran adalah gerak bolak balik yang berlangsung secara periodik melalui titik kesetimbangan.Besaran-besaran pada benda yang mengalami getaran adalah: 1. Simpangan getaran Adalah jarak dari kedudukan setimbang ke kedudukan pada suatu saat. 2. Amplitudo getaran( A )

Amplitudo getaran adalah simpangan maksimum /jarak maksimum dari titik kesetimbangan. 3. Periode getaran ( T )

Adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran.Secara matematis periode getaran dirumuskan sebagai: T = 2πlg

Dengan l = panjang kolom cair (m) g = percepatan gravitasi(m/s2) π = 3.14

4. Frekuensi getaran Adalah

banyaknya

getaran

tiap

satuan

waktu.Secara

matematis

dirumuskan sebagai: F = 1T =12π gl Gravitasi Menurut hukum Newton gravitasi semesta dapat dirumuskan sebagai: F = G.m.MR2 Dengan : F = gaya tarik menarik antara planet dan bumi m = massa planet M =massa matahari R = jari-jari orbit planet mengitari matahari G = tetapan gravitasi umum Ternyata rumus di atas berlaku untuk setiap interaksi antar partikeldi alam semesta.Karena F = W = m.g (gaya berat benda dipermukaan bumi),sehingga diperoleh: G.m.MR2 = m.g → g = G..MR2

Gerak harmonik sederhana Gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak bolak-balik yang memenuhi hukum hooke dan percepataannya sebanding dengan simpangan dari titik acuan O (posisi setimbang) serta arahnya selalu menuju titik O. Energi pada osilator harmonik sederhana Untuk menaikan dan menurunkan permukaan zat cair pada pipa diperlukan kerja.dengan demikian energi potensial disimpan pada zat cair yang turun atau

naik.Sehingga energi zat cair pada pipa U adalah Ep = 12.g.A2.Berarti,karena energi mekanik total E dari sistem merupakan jumlah energi kinetik dan potensial maka didapat energi total, yaitu E = 12.g.A2 + 12.g.A2.Pada amplitudo zat cair penuh /titik kritis zat cair berhenti sebentar pada waktu berubah arah sahingga v = 0 maka E = 12.g.A .Pada saat di titik setimbang ,A = 0,semua energi merupakan energi kinetik maka E = 12.g.A2 .Dari kedua persamaan didapatkan : 12.g.A2 = 12.g.A2 → A2V2 = lg → AV=lg ………….(1)

Periode dan sipat sinusiodal GHS Periode zat cair yang berosilasi didapat dari analogi dengan benda yang berosilasi membentuk lingkaran.Bayangkan massa m yang berputar berlawanan jarum jamdan membentuk lingkaran dengan radius A serta laju konstan Vo di atas meja.Jika dilihat dari atas gerak tersebut merupakanlingkaran pada bidang xy tetapi jika dilihat dari samping terlihat gerak osilasi mundur maju.Hal itu berdasarkan persamaan cara perhitungan maka GHS sama dengan gerak yang berosilasi membentuk lingkaran.Sehingga periode pada osilasi zat cair pada pipa U dapat dicari dari rumus kecepatan pada lingkaran penuh. V =keliling lingkaran (jarak)periode Vo = 2πAT → T =2πAVo Dari persamaan satu didapatkan AV=lg maka: T =2πAVo = 2π lg T =periode(s); A=amplitudo(m); l=panjang kolom zat cair(m) g = percepatan gravitasi(m/s2 )

BAB III METODE PRAKTIKUM

3.1 Alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah; •

Pipa U

•

Kabel/benang untuk mengukur panjang kolom zat cair

•

Air

•

Alat ukur panjang(penggaris)

3.2Prosedur percobaan Prosedur percobaan pada percobaan ini adalah: •

Ukur panjang kolom zat cair dengan benang

•

Buatlah kedudukan zat cair tidak sam tinggi dan tutup lubang pipa dengan jari,kemudian lepaskanlah dan ukur waktu (t)pada tiap lima kali ayunan

•

Hitunglah g dari percobaan ini

•

Bandingkan dengan literatur ( g = 9.78 m/s2)