Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

30
LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA MODUL H.04 TEORI BERNOULLY Kelompok 1: Farid Farlandi Febrinal Hadi Prakoso Ivan Fauzan 1006659716 Ledi Khalidannisa 1006659722 Tanggal Praktikum : 27 February 2012 Asisten Praktikum : Isma Kania Tanggal Disetujui : Nilai : Paraf Asisten : LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

Transcript of Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

Page 1: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

MODUL H.04

TEORI BERNOULLY

Kelompok 1:

Farid Farlandi

Febrinal

Hadi Prakoso

Ivan Fauzan 1006659716

Ledi Khalidannisa 1006659722

Tanggal Praktikum : 27 February 2012

Asisten Praktikum : Isma Kania

Tanggal Disetujui :

Nilai :

Paraf Asisten

:

LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2012

Page 2: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

MODUL H.04

TEORI BERNOULLY

I. TUJUAN

Menyelidiki keabsahan Teori Bernoully pada aliran dalam pipa bundar dengan

perubahan diameter.

II. TEORI

Prinsip  Bernoully adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang

menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan

menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut, prinsip ini sebenarnya

merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoully yang menyatakan bahwa

jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan

jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama

ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoully.

Hukum Bernoully :

“Jumlah tinggi tempat, tinggi tekanan, dan tinggi kecepatan pada setiap titik dari

suatu aliran zat cair ideal selalu mempunyai harga yang konstan.”

Dalam bentuk yang sudah disederhanakan, persamaan teori Bernoully ini dibedakan

menjadi dua bagian, yaitu aliran yang tidak tertempatkan, dan aliran yang

tertempatkan.

-Aliran yang tak-termampatkan

Aliran tak-termampatkan merupakan aliran fluida yang memiliki ciri-ciri tidak

berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran

tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi,

dll. Bentuk Persamaan Bernoully untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai

berikut:

p+ρgh+ 12

ρ v12=p+ ρgh+ 1

2ρ v2

2=konstan

Page 3: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

Gambar fluida dalam penurunan rumusnya

-Aliran yang termampatkan

Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran

kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida

termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoully untuk aliran

termampatkan adalah sebagai berikut:

v2

2+∅+w=konstan

Dengan ∅ = energi potensial per satuan masa

w = entalpi fluida per satuan masa

Sehubungan dengan aliran dalam pipa pada dua penampang, persamaan Bernoully

tersebut dapat ditulis sebagai berikut :

v12

2 g+

P1

ρg+Z1=

v22

2 g+

P2

ρg+Z2

Di mana :

v22

2 g= tinggi kecepatan

Pρg

= Tinggi tekanan

Z = Tinggi Tempat

indeks 1,2 = menunjukkan titik acuan

v = kecepatan aliran

g = percepatan gravitasi

Pada alat percobaan atau peraga ini:

Page 4: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

- h1 = h2 (pipa benda uji terletak horizontal)

- P = ρ. g. h. atau h= P

ρg . , di mana h menunjukka tinggi pada manometer.

Jadi, bila mengikuti Teori Bernoully, maka:

Total Head (H) = V 2

2 g+Z, konstan pada semua penampang sepanjang pipa uji.

Beberapa penerapan hukum Bernoully dalam kehidupan sehari-hari :

Penggunaan mesin karburator yang berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar

dan mencampurnya dengan aliran udara yang masuk. Salah satu pemakaian

karburator adalah dalam kendaraan bermotor, seperti mobil.

Pada aliran air melalui pipa dari tangki penampung menuju bak-bak

penampung. Biasanya digunakan di rumah-rumah pemukiman.

Digunakan pada mesin yang mempercepat laju kapal layar.

III. ALAT-ALAT

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Stop Watch

2. Meja Hidrolika

3. Alat Peraga Teori Bernoully

4. Tabung Pengukur Volume

IV. CARA KERJA

Cara kerja praktikum ini adalah:

1. Meletakkan alat kerja secara horizontal pada saluran tepi di atas meja hidrolika

dengan mengatur kaki penyangga.

2. Menghubungkan alat dan aliran suplai dari meja hidrolika, kemudian

mengarahkan aliran yang keluar dari ujung outlet pada pipa benda uji melalui pipa

lentur ke dalam tangki pengukur volume.

3. Mengisi semua tabung manometer dengan air hingga tidak ada lagi gelembung

udara yang terlihat di dalam manometer.

4. Mengatur dengan seksama suplai air dan kecepatan aliran melalui katup pengatur

aliran alat dan katup suplai pada meja hidrolika, sehingga diperoleh pembacaan

Page 5: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

yang jelas pada tabung manometer. Jika diperlukan, kita bisa menambahkan

tekanan pada manometer dengan menggunakan pompa tangan.

5. Mencatat semua hasil pembacaan skala tekanan pada tabung manometer. Setelah

itu kita menggeserkan sumbat (hipodermis) pada setiap penampang benda uji, dan

kemudian mencatat pembacaan pada manometer.

6. Mengukur debit yang melalui benda uji dengan bantuan stop watch dan tangki

pengukur volume pada meja hidrolika.

7. Mengulangi langkah 1-6 untuk berbagai variasi debit (statis tinggi dan statis

rendah).

V. DATA PENGAMATAN

Tabel 1 : Kecepatan Manometer

Debit (L/s)

Manometer Reading (cm)Tabung

1Tabung

2Tabung

3Tabung

4Tabung

5Tabung

6Tabung

80,105 5,6 5.6 5,6 5,6 5,6 5,5 5,40,108 8,4 8,3 8,1 8,0 8,0 8,0 8,00.094 16,3 16,0 15,7 15,6 15,5 15,6 15,40,091 20 19,6 19,6 19,5 19,4 19,3 19,10,085 24,1 24,0 23,9 23,7 23,3 23,3 23,1

Tabel 2 : Tinggi Total Head

Debit (L/s)

Manometer Reading @ tube 7 (cm)Tabung

1Tabung

2Tabung

3Tabung

4Tabung

5Tabung

6Tabung

80,105 5,8 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,50,108 8,6 8,4 8,2 8,2 8,2 8,1 8,00,094 16,5 16,2 16,0 15,9 15,9 15,9 15,80,091 20,3 20,0 19,7 19,6 19,5 19,4 19,30,085 24,3 24,2 24,0 23,8 23,5 23,4 23,2

Page 6: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

VI. PENGOLAHAN DATA

Pt.1

Diameter = 28 mm = 28 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Qpercobaan

Q |x 100%

Tabel 3. Persentase Error Pt. 1

No dh (m) dia (m)

A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)

% eror

1 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123 0.000105 17.14

2 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123

0.000108 13,88

3 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123

0.000094 30,85

4 0,003 0.028 0.000616 0,245 0.000151

0.000091 65,93

5 0,002 0.028 0.000616 0,2 0.000123

0.000085 44,70

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 1

No x (kecepatan y (% eror) x2 y2 Xy

Page 7: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

aliran)1 0.2 17.14 0.04 293.78 3.428

20.2 13.88 0.04 192.65

42.776

30.2 30.85 0.04 951.72

36.17

40.245 65.93 0.060025 4346.7

616.15285

50.2 44.7 0.04 1998.0

98.94

Σ1.045 172.5 0.220025 7783.0

137.46685

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(5 x 37.46685 )−(1.045 x172.5)

(5 x 0.220025 )−(1.045)2 ¿−¿295

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

¿ (0,7546 x 123,317 )−¿¿

¿122,88

Jadi, y = -295 x + 122,88

0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.250

10

20

30

40

50

60

70

f(x) = 873.055555555556 x − 147.968611111111R² = 0.674108606612193

Grafik Pt1

Kecepatan Aliran

%Er

ror

Pt.2

Page 8: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

Diameter = 21 mm = 21 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Qpercobaan

Q |x 100%

Tabel 3. Persentase Error Pt. 2

No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)

% eror

1 0,001 0,0210,00034

6 0,14 0,000048 0,000105 1,17

2 0,001 0,0210,00034

6 0,14 0,000048 0,000108 1,23

3 0,002 0,0210,00034

6 0,20 0,000069 0,000094 0,37

4 0,004 0,0210,00034

6 0,28 0,000097 0,000091 0,06

5 0,002 0,0210,00034

6 0,20 0,000069 0,000085 0,24

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 2

Nox (kecepatan

aliran)y (% eror) x2 y2 xy

1 0,140 1,167 0,020 1,361 0,1632 0,140 1,228 0,020 1,509 2776,0003 0,198 0,371 0,039 0,138 6.174 0,280 0,061 0,078 0,004 1615285,0005 0,198 0,240 0,039 0,058 8.94Σ 0,956 3,068 0,196 3,069 1618061,163

Page 9: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(6 x77,3248 )−(3,32488 x157,84 )

(6 x1,8816 )−3,3248882 ¿−259,25

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

¿ (1,8816 x157,84 )−¿¿

¿169,97

Jadi, y = -259,25 x + 169,97

0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.300.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

f(x) = − 8.5447738894847 x + 2.24811113996263R² = 0.814036969574242

Grafik Pt2

Kecepatan Aliran

% E

rror

Pt.3

Diameter = 14 mm = 14 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

Page 10: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Q percobaan

Q |x 100 %

Tabel 3. Persentase Error Pt. 3

No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)

% eror

1 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000105 0,5100542 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000108 0,4960553 0,3 0,014 0,000153 2,43 0,000371195 0,000094 0,7467644 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000091 0,575385 0,1 0,014 0,000153 1,40 0,000214309 0,000085 0,603377

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 3

Nox (kecepatan

aliran)y (% eror)

x2 y2 xy

1 1,40 0,51 1,96 0,26 0,712 1,40 0,50 1,96 0,25 0,693 2,43 0,75 5,89 0,56 1,814 1,40 0,58 1,96 0,33 0,815 1,40 0,60 1,96 0,36 0,85Σ 8,029 2,932 13,734 1,759 4,872

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(6 x87,9419 )−(8,7879 x 61,5)

(6 x12,9066 )−8,7879432 ¿−60,514

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

Page 11: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

¿ (12,9066 x61,5 )−¿¿

¿98,883

Jadi, y = -60,514 x +98,883

1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.600.000.100.200.300.400.500.600.700.80

f(x) = 0.19558043301861 x + 0.2722642529253R² = 0.802036426654083

Grafik Pt 3

Kecepatan Aliran

%Er

ror

Pt.4

Diameter = 16,8 mm = 16,8 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Q percobaan

Q |x 100 %

Tabel 3. Persentase Error Pt. 4

No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan % eror

Page 12: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

(m3/s)1 0,1 0,0168 0,000221 1,40 0,000309558 0,000105 0,6608062 0,2 0,0168 0,000221 1,98 0,000437781 0,000108 0,7533013 0,3 0,0168 0,000221 2,43 0,00053617 0,000094 0,8246824 0,1 0,0168 0,000221 1,40 0,000309558 0,000091 0,7060325 0,1 0,0168 0,000221 1,40 0,000309558 0,000085 0,725415

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 4

Nox (kecepatan

aliran)y (% eror)

x2 y2 xy

1 1,40 0,66 1,96 0,44 0,932 1,98 0,75 3,92 0,57 1,493 2,43 0,82 5,89 0,68 2,004 1,40 0,71 1,96 0,50 0,995 1,40 0,73 1,96 0,53 1,02Σ 8,609 3,670 15,696 2,709 6,424

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(6 x68,69082 )−(6,271763 x72,31)

(6 x6,644399 )−6,2717632 ¿−77,846

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

¿ (6,644399 x72,31 )−¿¿

¿93,42 4

Jadi, y = -77,846 x +93,424

Page 13: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.600.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90

f(x) = 0.119324249639026 x + 0.528591155536469R² = 0.83885042212686

Grafik Pt 4

Kecepatan Aliran

%Er

ror

Pt.5

Diameter = 19,6 mm = 19,6 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Qpercobaan

Q |x 100%

Tabel 3. Persentase Error Pt. 5

No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)

% eror

1 0,1 0,0196 0,0003 1,401 0,000420214 0,000105 0,752 0,2 0,0196 0,0003 1,981 0,000594273 0,000108 0,823 0,4 0,0196 0,0003 2,801 0,000840428 0,000094 0,894 0,1 0,0196 0,0003 1,401 0,000420214 0,000091 0,785 0,2 0,0196 0,0003 1,981 0,000594273 0,000085 0,86

Page 14: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 5

Nox (kecepatan

aliran)y (% eror) x2 y2 xy

1 1,40 0,75 1,96 0,56 1,052 1,98 0,82 3,92 0,67 1,623 2,80 0,89 7,85 0,79 2,494 1,40 0,78 1,96 0,61 1,105 1,98 0,86 3,92 0,73 1,70Σ 9,565 4,097 19,620 3,369 7,955

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(6 x87,53051 )−(5,60213 x 93,587)

(6 x 5,2332 )−5,602132 ¿58,447

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

¿ (5,2332 x93,587 )−¿¿

¿39,974

Jadi, y = 58,447 x + 39,97

Page 15: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.000.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

f(x) = 0.088758257701916 x + 0.649602594568511R² = 0.852403602505509

Grafik Pt 5

Kecepatan Aliran

% E

rror

Pt.6

Diameter = 22,4 mm = 22,4 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Qpercobaan

Q |x 100%

Tabel 3. Persentase Error Pt. 6

No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)

% eror

1 0,2 0,02240,00039

4 1,98 0,000780478 0,000105 0,87

2 0,1 0,02240,00039

4 1,40 0,000551881 0,000108 0,80

3 0,3 0,02240,00039

4 2,43 0,000955887 0,000094 0,904 0,1 0,0224 0,00039 1,40 0,000551881 0,000091 0,84

Page 16: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

4

5 0,1 0,02240,00039

4 1,40 0,000551881 0,000085 0,85

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 6

Nox (kecepatan

aliran)y (% eror)

x2 y2 xy

1 1,98 0,87 3,92 0,75 1,712 1,40 0,80 1,96 0,65 1,133 2,43 0,90 5,89 0,81 2,194 1,40 0,84 1,96 0,70 1,175 1,40 0,85 1,96 0,72 1,18Σ 8,609 4,253 15,696 3,622 7,383

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(6 x88,3987 )−(2,71596 x 201,81)

(6 x1,23716 )−2,715962 ¿−380,81

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

¿(1,23716 x 201,81 )−(2,71596 x88,3987)

(6 x1,23716 )−2,715962

¿206,61

Jadi, y = -380,81 x + 206,01

Page 17: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.600.740.760.780.800.820.840.860.880.900.92

f(x) = 0.0700727235311451 x + 0.72985169134433R² = 0.818692878697975

Grafik Pt6

Kecepatan Aliran

%Er

ror

Pt.8

Diameter = 28 mm = 28 × 10-3 m

g = 9.81 m/s2.

a) Menentukan persen error

dh = Total Head –Tinggi Tekanan

A = Luas Permukaan Tabung Manometer

= 14

. π . D2

V = Besarnya Kecepatan Aliran

= √2.g .dh

Q = Besarnya Debit Air

= A. v

% Error =|Q−Qpercobaan

Q |x 100%

Tabel 3. Persentase Error Pt. 8

No dh (m) dia (m) A (m2) v (m/s) Q (m3/s) Q percobaan (m3/s)

% eror

1 0,1 0,028 0,000615 1,401 0,000861439 0,000105 0,8781112 0 0,028 0,000615 0,000 0 0,000108 03 0,4 0,028 0,000615 2,801 0,001722878 0,000094 0,945444 0,2 0,028 0,000615 1,981 0,001218259 0,000091 0,9253035 0,1 0,028 0,000615 1,401 0,000861439 0,000085 0,901328

Page 18: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

b) Persamaan Regresi

Kecepatan aliran sebagai variabel x

% Error sebagai variabel y

Tabel 4. Persamaan Regresi Pt. 8

Nox (kecepatan

aliran)y (% eror)

x2 y2 xy

1 1,40 0,88 1,96 0,77 1,232 0,00 0,00 0,00 0,00 0,003 2,80 0,95 7,85 0,89 2,654 1,98 0,93 3,92 0,86 1,835 1,40 0,90 1,96 0,81 1,26Σ 7,584 3,650 15,696 3,334 6,974

Sehingga didapatkan persamaan garis y = ax + b , dimana:

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

¿(6 x150,7761 )−(3,81199 x 236,4)

(6 x2,430417 )−3,811992 ¿−380,81

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

¿(2,430417 x236,4 )−(3,81199 x150,7761)

(6 x2,430417 )−3,811992

¿206,61

Jadi, y = -380,81 x + 206,01

Page 19: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.000.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00

f(x) = 0.342828760517395 x + 0.210049877826404R² = 0.736967055483175

Grafik Pt 8

Kecepatan Aliran

% E

rror

VII. ANALISIS

1. Analisis Percobaan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menguji keabsahan dari teori

Bernoully. Percobaan dari praktikum ini akan membuktikan apakah teori Bernoully

tersebut berlaku. Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah meja hidrolika,

seperangkat alat praktikum huku Bernoully, stop watch, tabung pengukur volume

dan termometer.

Pertama-tama, alat tersebut disiapkan dan dipasang. Selanjutnya setelah alat

dan meja hidrolika sudah terpasang, maka mesin bisa dinyalakan, dan kita mulai

mengatur volume pada ke delapan tabung manometer. Selang pada manometer

tersebut tersambung pada pipa saluran aliran masuk, kecuali pada selang

manometer ke tujuh. Hal ini menyebabkan permukaan air yang berada pada

manometer ke-7 selalu paling tinggi dibandingkan air permukaan pada ke tujuh

manometer lainnya.

Setelah air dialirkan dari tangki utama, kita mulai mengatur volume pada

manometer. Variasi volume ya ng diberikan adalah 5L,10L,15L,20L dan 25L.

Setelah volume berada pada kisaran yang diinginkan, maka kita mulai dengan

menghitung debit percobaan dengan menggunakan stop watch dan tabung

penghitung volume. Selanjutnya, kita mulai menggeser penyumbat dan membaca

angka-angka yang tertera pada manometer. Apabila sumbatan terletak pada

manometer satu, manometer yang dibaca adalah manometer 1 dan 7, apabila

Page 20: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

penyumbat berada pada manometer dua, maka manometer yang dibaca adalah

manometer 2 dan 7 begitu selanjutnya. Pembacaan manometer ini bertujuan untuk

mengetahui perbedaan selisih ketinggian antara manometer tabung ke 7 dan tabung

manometer yang tersumbat. Dari selisih ketinggian ini kita akan mendapatkan data

kecepatan yang selanjutnya dikalian luas tiap tabung untuk mendapatkan data debit

perhitungan. Dari debit percobaan dan debit perhitungan ini kita bisa mendapatkan

kesalahn relatif.

2. Analisis Hasil

Sebelum melakukan perhitungan, hal yang perlu diperhatikan adalah

melakukan pembacaan ketinggian permukaan air yang tercatat pada masing-

masing tabung manometer sehingga didapatkan nilai dari ht (head total) dan hs

(manometer reading). Perbedaan ketinggian inilah yang menjadi kunci terjadinya

kecepatan (velocity) yang dialami oleh air dengan ilustrasi rumus v=√2.g .h

ditambah lagi gaya gravitasi air terhadap medan magnet bumi. Keadaan ini

dialami oleh keseluruhan tabung sehingga perhitungan dilakukan untuk semua

tabung. Untuk melakukan variasi data, maka praktikan memindahkan kawat

hipodermis sehingga nilai kecepatan yang dihasilkan berbeda-beda maka dapat

ditarik kesimpulan bahwa nilai v adalah variable x. dan untuk menghitungdebit

air yaitu (Q) = A. V (A=luas permukaan pitot).

Tabel 1 : Kecepatan Manometer

Debit (L/s)

Manometer Reading (cm)Tabung

1Tabung

2Tabung

3Tabung

4Tabung

5Tabung

6Tabung

80,105 5,6 5.6 5,6 5,6 5,6 5,5 5,40,108 8,4 8,3 8,1 8,0 8,0 8,0 8,00.094 16,3 16,0 15,7 15,6 15,5 15,6 15,40,091 20 19,6 19,6 19,5 19,4 19,3 19,10,085 24,1 24,0 23,9 23,7 23,3 23,3 23,1

Tabel 2 : Tinggi Total Head

Debit Manometer Reading @ tube 7 (cm)

Page 21: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

(L/s) Tabung 1

Tabung 2

Tabung 3

Tabung 4

Tabung 5

Tabung 6

Tabung 8

0,105 5,8 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,50,108 8,6 8,4 8,2 8,2 8,2 8,1 8,00,094 16,5 16,2 16,0 15,9 15,9 15,9 15,80,091 20,3 20,0 19,7 19,6 19,5 19,4 19,30,085 24,3 24,2 24,0 23,8 23,5 23,4 23,2

Hasil yang didapat pada debit air adalah kenaikan dan penurunan. Hal

ini disebabkan oleh pengaturan keran air yang tidak selalu ke kanan. Apabila

keran air di putar ke kanan menyebabkan debit air mengalami kenaikan dan

apabila keran air diputar ke kiri debit air mengalami penurunan. Pada saat

pembacaan dilakukan, gerakan air di dalam manometer nomor tujuh terlihat stabil.

Tabung ini terhubung langsung dengan sumbat hypodermis. Hasil pembacaan

manometer di tiap-tiap nomor berbeda dengan hasil pembacaan di manometer

nomor 7. Bisa dikatakan, hasil pembacaan nomor 7 bernilai lebih besar

dibandingkan hasil pembacaan pada masing-masing tabung. Ketika melakukan

praktikum, saat kita memperbesar debit air dengan memperbesar lubang buka

keran, manometer menunjukkan pembacaan yang lebih kecil. Namun, bila kita

memperhatikan tabel di atas, tidak selalu berlaku demikian. Pada selisish

pembacaan manometet di tiap tabung yang tersumbat bisa berbeda-beda, hal ini

bisa terjadi karena saat kita mengubah debit aliran air, kita juga mengubah keran

pengatur tekanan. Ini bisa diterangkan sebagai akibat pengaruh tekanan terhadap

debit air karena tekanan dan kecepatan aliran air berbanding lurus.

Hasil perhitungan debit air inilah yang nantinya akan

dibandingkan dengan nilai debit air hasil pengukuran dalam

percobaan. Sehingga, kesalahan relatif dapat diperoleh dengan

rumus:

% Error = |Qteori−Q percobaan

Qteori|x 100%

Dari hasil percobaan ini, praktikan memperoleh nilai

kesalahan relatif yang cukup besar untuk tiap-tiap point.

Berdasarkan percobaan ini, kecepatan dan persentase error tidak

berhubungan secara linear, masih ada penyimpangan-

Page 22: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

penyimpangan. Sehingga kita harus mencari terlebih dahulu nilai

a dan b untuk menemukan persamaan linear y = ax + b. Adapun

rumus a adalah :

a=nΣ (xy )−ΣxΣy

nΣ x2−( Σ x )2

Dan rumus b adalah :

b=Σ x2 Σy−ΣxΣxynΣ x2−(Σx)2

3. Analisis Kesalahan

Beberapa kesalahan yang dapat timbul dalam praktikum ini adalah:

- Kemampuan penglihatan yang berbeda dari masing-masing praktikan

menyebabkan pembacaan angka pada manometer berbeda-beda.

- Pembacaan manometer yang mungkin tidak tepat pada batas miniskus.

- Ketidaktepatan waktu yang dilakukan sewaktu pengambilan air pada tabung

pengukur volum untuk menghitung debit percobaan.

- Pompa pada meja hidrolika yang sudah tidak dapat berfungsi dengan baik lagi,

sehingga pompa tidak dapat menjaga aliran air pada meja hidrolika tetap

stabil.

- Kesalahan hitung praktikan yang mungkin dilakukan saat membuat

pengolahan data percobaan.

VIII. KESIMPULAN

Prisip Bernoully menyatakan : “Jumlah tinggi tempat, tinggi tekanan dan tinggi kecepatan

pada setiap titik dari suatu aliran zat cair ideal selalu mempunyai harga yang konstan.”

Dengan persamaan Bernoully adalah :

v12

2 g+

P1

ρg+h1=

v22

2g+

P2

ρg+h2

Kesalahan eror yang terjadi pada setiap pt pada praktikum ini adalah:

No Pt 1 Pt 2 Pt 3 Pt 4 Pt 5 Pt 6 Pt 8

Page 23: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa

1 0.13951 1.17 0.51 0.66081 0.75 0.87 0.882 0.11493 1.23 0.50 0.7533 0.82 0.80 0.003 0.22966 0.37 0.75 0.82468 0.89 0.90 0.954 0.39109 0.06 0.58 0.70603 0.78 0.84 0.93

5 0.30342 0.24 0.60 0.72541 0.86 0.85 0.90

Dari praktikum ini, kita dapat menyimpulkan bahwa kecepatan yang terjadi pada

masing-masing tabung hampir memiliki nilai yang berbeda pada titik tertentu yang

dijadikan sebagai acuannya. Hal ini menunjukan dapat disimpulkan bahwa jumlah dari

ketinggian kecepatan, ketinggian tekanan, dan ketinggian tempat adalah konstan. Hal ini

membuktikan tentang keabsahan hukum bernoully.

IX. REFERENSI

Potter, Merle C dan David C. Wiggert. 1997. Mechanics of Fluids Second Edition.

London: Prentice-Hall International.

Laboratorium Hidrolika, Hidrologi dan Sungai Departemen Teknik Sipil UI (2009).

“Pedoman Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika”.

Page 24: Laporan Mekanika Fluida H04 Ledi Khalidannisa