Laporan Praktikum Fisika, Fluida

DISUSUN OLEH :  

PIA ROHDINA

XI IPA 1

SMAN 1 CIKIJING 2012-2013

 

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan anugerah serta rahmat yang melimpah, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktukum fisika dengan cukup baik.

Saat laporan ini disusun, dengan penuh harapan, penulis ingin membantu para pembaca atau menambah wawasan khususnya dalam bidang fisika, selain itu juga untuk melengkapi tugas-tugas yang harus diselesaikan agar dapat mendapatkan kriteria nilai yang memuaskan.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih benyak kekurangan yang terdapat dalam laporan ini, maka dengan segala kerendahan hati, penulis sangat mengharapkan adanya masukan, saran, dan kritik dari semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini .

Cingambul, 14 April 2013

PRAKTIKUM I

I.         TUJUAN

Untuk memahami hukum Archimedes melalui kajian eksperimental

II.      DASAR TEORI

            Hukum Archimedes

            Hukum Archimedes : Setiap benda yang berada di dalam suatu fluida, maka benda itu akan mengalami gaya ke atas (yang disebut gaya apung) seberat zat cair yang dipindahkan. Dalam persamaan :

F_A = W_b

            Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang sesungguhnya.

Dalam Persamaan :

W­­­­­­_b = m_b.g

Ketika dalam air, dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:

W_df = W_b – F_A

Keterangan :

W_df : berat dalam fluida, dikatakan juga berat semu (N)

W_b : berat benda sesungguhnnya, atau berat di udara (N)

F_A : gaya angkat ke atas (N)

Gaya angkat ke atas ini yang disebut juga gaya apung.

A.    Defenisi I gaya apung

     Gaya yang dikerjakan fluida pada benda yang timbul karena selisih gaya hidrostatik yang di kerjakan fluida antara permukaan bawah dengan permukaan atas.

BIla tekanan fluida pada sisi atas dan sisi bawah benda yang mengapung masing – masing p­₁ dan p₂, maka gaya yang dikerjakan pada telur pada sisi atas dan bawah adalah:

F­₁ = ρ₁. A

F₂ = ρ ₂. A

Gaya ke atas yang bekerja pada abalok merupakan resultan gaya F₁ dan F₂.

F_A = F₂ – F₂

F_A = (ρ ₂ – ρ ₁)A

F_A = (h₂ – h₁)_pfgA

F_A = ρ _fgV

Keterangan :

ρ _f             = masa jenis fluida (kg/m³)

V              = volume air telur yang tercelup (m³)

B.     Defenisi II gaya apung

Selisih berat benda di udara dengan berat benda di fluida yang memiliki gaya apung tersebut.

III.    ALAT DAN BAHAN

1.    Neraca Pegas

2.    Gelas Ukur

3.    Beban / Balok Kayu

4.    Air

IV.   LANGKAH KERJA

1.      Ikat batu dengan benang

2.      Timbang batu dengan neraca pegas

3.      Masukkan batu ke dalam toples yang berisi air hingga penuh, dengan wadah yang telah diukur beratnya sebagai alas toples.

4.      Perhatikan perubahan dalam neraca pegas

5.      Ukur berat air yang tumpah, yaitu selisih antara berat wadah yang menjadi alas toples dan berisi air tumpahan dengan berat wadah sebelumnya

V.      HASIL PENGAMATAN

Wu batu	WA batu	Fa = Wu batu - WA batu	W0 wadah	W1 wadah	W air yg tumpah =                  W0 wadah - W1 wadah
2,3 N	1,6 N	0,7 N	1 N	0,3 N	0,7 N

VI.   PEMBAHASAN

            Percobaan ini (hukum Archimedes bertujuan untuk menyelidiki hubungan antara gaya ke atas dengan berat zat cair yang di pindahkan. Dalam landasan teori Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu zat cair akan mendapat gaya ke atas yang sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan.

            Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan terhadap batu. Dan berdasarkan hasil perhitungan data yang diperoleh ternyata hubungan antara gaya ke atas dengan berat zat cair yang di pindahkan yang di peroleh adalah sama besar (F_A sama dengan W air yg tumpah), yaitu; (W air yg tumpah = 0.7 N dan F_A = 0,7 N). Ini sesuai dengan hukum Archimedes (F_A = W_b).

VII.KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

Banyaknya zat cair yang dipindahkan adalah sebanding dengan besarnya gaya ke atas dari zat cair (W_b = F_A)

2. Saran

·         Diharapkan sebelum melakukan percobaan, praktika mengetahui tujuan percobaan yang akan dilakukan.

·         Hendaknya praktika berhati-hati dalam melakukan praktikum, sehingga di peroleh hasil yang maksimal.

DOKUMENTASI

 

 

PRAKTIKUM II

I.         TUJUAN

Membuktikan peristiwa tenggelam, terapung, dan melayang.

II.      DASAR TEORI

Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya. Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan :

F_A = ρ V g

Keterangan :

F_A        = gaya ke atas (N)

V         = volume benda yang tercelup (m3)

Ρ          = massa jenis zat cair (kg/m3)

g          = percepatan gravitasi (N/kg)

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hukum newton juga. Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda melayang .

-          Bila F_A>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang

-          Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa telur maka agar telur berada dalam keadaan seimbang, volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume telur.Artinya tidak seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan volume telur dan rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda.

-          Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam. Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (F_A) dari zat cair itu.

Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut.

·         Tenggelam

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (W)

lebih besar dari gaya ke atas (F­_A).

W > F_A

ρ _b V_b g  > ρ _f V_f g

ρ _b > ρ _f

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ)

•         Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (F_A) atu benda tersebut tersebut dalam keadaansetimbang

W = F_A

ρ _b V_b g  = ρ _f V_f g

ρ _b = ρ _f

Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :

_EA = _Eb

•         Terapung

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (W) lebih kecil dari gaya ke atas (F_A).

W > F_A

ρ _b V_b g  > ρ _f V_f g

ρ _b > ρ _f

III.   ALAT DAN BAHAN

1. Alat :
1. Gelas Ukur
2. Neraca Pegas
3. Sendok
4. Benang

2. Bahan :
1. Telur
2. Air
3. Garam

IV.   LANGKAH KERJA

1. Ikat telur dengan benang
2. Celupkan telur ke dalam gelas ukur berisi air dan perhatikan peristiwa yang terjadi.
3. Tarik kembali telur
4. Campurkan garam ke dalam gelas ukur berisi air sedikit demi sedikit.
5. Perhatikan Perisitiwa yang terjadi.

V.      HASIL PENGAMATAN

Banyaknya Garam (sendok)	Gejala yang terjadi
-	Tenggelam
2	Tenggelam
4	Tenggelam
6	Melayang
8	Terapung

VI.   PEMBAHASAN

Pada saat telur dicelupkan dalam air tak bergaram sampai 2 sendok garam tetap tenggelam karena ρ _telur masih lebih besar dari ρ _air.

Pada saat telur dicelupkan pada larutan garam dengan kadar 6 sendok, telur sudah melayang karena ρ _telur sama dengan ρ _air.

Pada saat telur dicelupkan pada larutan garam dengan kadar 8 sendok, telur sudah terapung karena p_telur lebih besar dari ρ _air.

Hubungan massa jenis zat cair dengan gaya keatas adalah berbanding terbalik. Semakin besar massa jenis, maka gaya ke atas semakin kecil. Begitu juga sebaliknya.

VII.     KESIMPULAN

1.      Kesimpulan

·         Benda tenggelam karena ρ _telur > ρ _air.

·         Benda melayang karena ρ _telur = ρ _air.

·         Benda terapung karena  ρ _telur < ρ _air.

·         Hubungan massa jenis zat cair dengan gaya keatas adalah berbanding terbalik. Semakin besar massa jenis, maka gaya ke atas semakin kecil. Begitu juga sebaliknya.

3. Saran

·         Diharapkan sebelum melakukan percobaan, praktika mengetahui tujuan percobaan yang akan dilakukan.

·         Hendaknya praktika berhati-hati dalam melakukan praktikum, sehingga di peroleh hasil yang maksimal.

DOKUMENTASI

 

PRAKTIKUM III

I.         TUJUAN

Menentukan massa jenis zat cair dengan menggunakan pipa “U”

II.      DASAR TEORI

Massa jenis merupakan bagian sifat penting dari zat. Massa Janis (ρ) adalah perbandingan antara massa zat dengan volum zat tersebut.

ρ =

Keterangan :    m        = massa (Kg)

                        V        = volume (m³)

                          ρ        = massa jenis (Kg/m³)         

Hukum utama hidrostatistika

            “Zat cair yang sejenis dan terletak pada satu bidang datar akan memiliki tekanan yang sama”.

P₁   = P₂

ρ_a . g . h_a   = ρ_s . g . h_s

III.   ALAT DAN BAHAN

1.     Pipa U

2.     Air

3.     Zat cair (minyak)

4.     Mistar

5.     Gelas ukur

6.     Neraca

IV.    LANGKAH KERJA

·         Menyiapkan alat & bahan

·         Memasukkan air kedalam pipa U

·         Mengukur tinggi permukaan air dan memasang karet sebagai pembatas

·         Memasukkan minyak kedalam pipa U

·         Mengukur ketinggian minyak dan pertambahan tinggi air

V.       HASIL PENGAMATAN

h air mula2 (cm)	h minyak (cm)	H air (cm)	Hasil (9/cm3)
2	10	9	0,9

VI.  ANALISA DATA

1. Diketahui : hm = 10 cm

 ha = 9 cm

Di tanya ρ _m?

Di jawab :

P₁ = P₂

h_m ρ _mg = h_a. ρ _a.g

10 . ρ _m = 9 . 1

ρ _m = 0,9 ⁹/cm³

Jadi massa jenis minyak adalah 0,9 ⁹/cm³ atau  900 ^kg/m³

VIII.       KESIMPULAN       

1.      Kesimpulan

·         Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

·         Massa jenis minyak tanah adalah 0,9 ⁹/cm³

·         Massa jenis air (ρ _air) lebih besar daripada masa jenis minyak (ρ _minyak)

·         Massa jenis minyak dari percobaan diatas adalah konstan meskipun pada pipa U ditambhankan air secara bertahap.

2.      Saran

·         Diharapkan sebelum melakukan percobaan, praktika mengetahui tujuan percobaan yang akan dilakukan.

·         Hendaknya praktika berhati-hati dalam melakukan praktikum, sehingga di peroleh hasil yang maksimal.

DOKUMENTASI

 

PRAKTIKUM IV

VI.   TUJUAN

Untuk mengetahui bagaimana sebuah kapal yang berat dapat mengapung.

VII.DASAR TEORI

Penerapan Hukum Archimedes

Penerapan Hukum Archimedes- Anda tentunya sering melihat kapal yang berlayar di laut, benda-benda yang terapung di permukaan air, atau batuan-batuan yang tenggelam di dasar sungai. Konsep terapung, melayang, atau tenggelamnya suatu benda di dalam fluida, kali pertama diteliti oleh Archimedes. Menurut Archimedes, benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas. Besar gaya ke atas tersebut besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Secara matematis, Hukum Archimedes dituliskan sebagai berikut.

dengan:
FA = gaya ke atas (N),
ρ_f = massa jenis fluida (kg/m³),
V_f = volume fluida yang dipindahkan (m³), dan
g = percepatan gravitasi (m/s²).

Dapat dilihat bahwa besarnya gaya ke atas yang dialami benda di dalam fluida bergantung pada massa jenis fluida, volume fluida yang dipindahkan, dan percepatan gravitasi Bumi. Anda telah mengetahui bahwa suatu benda yang berada di dalam fluida dapat terapung, melayang, atau tenggelam, berikut uraiannya.

a. Terapung

Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan terapung jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis fluida (ρ_b < ρ_f). Massa jenis benda yang terapung dalam fluida memenuhi persamaan berikut.

atau

dengan: V_bf = volume benda yang tercelup dalam fluida (m³),

V_b = volume benda (m³),

h_bf = tinggi benda yang tercelup dalam fluida (m),

h_b = tinggi benda (m),

ρ_b = massa jenis benda (kg/m³), dan

ρ_f = massa jenis fluida (kg/m³).

b. Melayang

       Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis fluida (ρ_b= ρ_f). Dapatkah Anda memberikan contoh benda-benda yang melayang di dalam zat cair?

c. Tenggelam

Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis fluida (ρ_b > ρ_f). Jika benda yang dapat tenggelam dalam fluida ditimbang di dalam fluida tersebut, berat benda akan menjadi

atau

dengan:

w_bf = berat benda dalam fluida (N), dan

w = berat benda di udara (N).

VIII.  ALAT DAN BAHAN

1.      beberapa penjepit kertas

2.      lembaran aluminium

3.      penggaris

4.      seember air

IX.   LANGKAH KERJA

1.      Gunting dua potongan aluminium berukuran 10 cm x 10 cm ddri lembaran aluminium,

2.      Bungkuskan salah satu potongan aluminium pada 10 penjepit kertas, dan remaslah sampai berbentuk seperti bola kecil yang mampat.

3.      Lipat empat sisi potongan aluminium yang lain untuk membentuk sebuah kotak bujur sangkar kecil.

4.      Tempatkan 10 penjepit kertas di atas kotak kecil tersebut.

5.      Letakkan kotak kecil aluminium tersebut di atas permukaan air di ember.

6.      Letakkan bola kecil aluminium di atas permukaan air.

X.       HASIL PENGAMATAN

Kotak kecil terapung, sedangkan bola kecil tenggelam.

 

VII.     PEMBAHASAN

Bola dan kotak mempunyai berat yang sama,tetapi bola mengambil tempat yang lebih kecil dibandingkandengan kotak. Sesuai dengan hikum Archimedes jumlah air yang didesak oleh benda, sama dengan gaya tekan ke atas oleh air terhadap benda tersebut.Bola mendesak air lebih sedikit dibandingkan dengan kotak, maka tidak cukup gaya -tekan ke atas yang memungkinkannya terapung. Kapal besar sangat berat, tetapi mempunyai ruang-ruang loss yang berisi udara, yang memperbesar gaya apung.

Begitu pula dengan kapal laut Agar kapal laut tidak tenggelam badan kapal harus dibuat berongga. hal ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingg gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut.

IX.             KESIMPULAN

1.      Kesimpulan

Besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingg gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat benda, sehingga benda tetap dapat mengapung di permukaan.

2.      Saran

·      Diharapkan sebelum melakukan percobaan, praktika mengetahui tujuan percobaan yang akan dilakukan.

·      Hendaknya praktika berhati-hati dalam melakukan praktikum, sehingga di peroleh hasil yang maksimal.

DOKUMENTASI

 

DAFTAR PUSTAKA

Kaginan, Marthen.2006. FISIKA untuk SMA kelas XI, cimahi : Erlangga

Astra, I Made dan setiawan , Hilman. 2007. FISIKA untuk SMA dan MA

Kelas XI, Jakarta: Piranti Darma kalokatama

Subagya, Hari, dan Agus, Taranggono. 2007. Sains fisika 1, Jakarta : Bumi Aksara

      Parwanto, Budi 2007 FISIKA DASAR 2 TEORI dan Implementasinya , Jakarta : Tiga Serangkai