Tekanan Hidrostatis dan pembahasam (1)
TEKANAN HIDROSTATIK
Maulyda Awwaliyah.P, Herawati, Nining Sidriani dan Lia Aprilia .
Kelas B Biologi FMIPA UNM Tahun 2014
Abstrak
Telah dilakukan eksperimen tekanan hidrostatik yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh
kedalaman terhadap tekanan hidrostatik, untuk mengetahui pengaruh massa jenis terhadap tekanan
hidrostatik dan untuk mengetahui prinsip percobaan tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik
adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan
pada kedalaman tertentu. Dimana tekanan zat cair dipengaruhi oleh massa jenis, kedalaman zat
cair dan percepatan gravitasi. Percobaan tekanan hidrostatik akan dilakukan dua kegiatan, yaitu
kegiatan pertama, akan diuji atau dibuktikan pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik.
Dan kegiatan yang kedua adalah akan diuji atau dibuktikan pengaruh massa jenis zat cair terhadap
tekanan hidrostatik. Pada kegiatan pertama kedalaman diukur dari permukaan air ke permukaan air
didalam corong. Sedangkan pada kegiatan kedua, kita akan melihat pengaruh antara massa jenis
terhadap tekanan hidrostatik. Untuk menghitung massa jenis suatu zat didapat dari hasil
pembagian antara massa dengan volume suatu zat. Diperoleh massa jenis minyak 874,2 kg/ m 3
3
, massa jenis air sebesar
, massa jenis garam 20 gr sebesar
984 kg/ m
3
,
massa
jenis
garam
50
gr
sebesar
9 8 9, 25 kg/ m
10 11 ,7 kg/ m 3 , dan massa jenis
gliserin sebesar 1230 ,5 kg/ m 3 . Dari hasil analisis, dapat dikatakan bahwa kedalaman dan
massa jenis berpengaruh terhadap besarnya tekanan hidrostatik. Semakin besar nilai kedalaman
dan massa jenis, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Sehingga kedalaman dan massa
jenis berbanding lurus dengan tekanan hidrostatik.
Kata kunci : Massa jenis, tekanan, kedalaman, zat cair, selisih ketinggian.
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik ?
2. Bagaimana pengaruh massa jenis terhadap tekanan hidrostatik ?
3. Bagaimana prinsip percobaan tekanan hidrostatik ?
TUJUAN
1. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh kedalaman terhadap tekanan
hidrostatik.
2. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan
hidrostatik.
3. Mahasiswa dapat memahami prinsip percobaan tekanan hidrostatik.
METODOLOGI EKSPERIMEN
Teori Singkat
Tekanan ialah gaya yang bekerja pada tiap satuan luas. Dapat dituliskan dalam
pernyataan rumus. Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya
yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan pada kedalaman tertentu.
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 dalam 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 persatuan luas ini dinamakan tekanan fluida P :
P=
F
A
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 :
1 Pa = 1 N/ m
2
Dalam sistem Satuan Amerika sehari - hari, tekanan biasanya diberikan dalam
pound per inci persegi (lb/in2 (kadang-kadang disingkat “psi”)). Satuan tekanan
lain yang biasaya digunakan adalah dyne/cm2, dan
atmosfer (atm). Satuan
atmosfer (atmospheric pressure) adalah tekanan atmosfer bumi, tekanan di dasar
“lautan udara” laut, dimana kita hidup. Tekanan ini berubah berdasarakan
perubahan cuaca dan ketinggian. . Sekarang atmosfer didefinisikan sebagai
101,325 kilopascal, yang hampir sama dengan 14,70 lb/in2 :
1 atm = 101,32 kPa = 1,013 bar = 1013 milibar = 14,70 lb/in2
Konsep tekanan terutama berguna dalam membahas fluida. Dari fakta
eksperimental ternyata fluida memberikan tekanan ke semua arah. Hal ini telah
dikenal oleh perenang dan penyelam yang merasakan tekanan air di seluruh
bagian badan mereka. Disetiap titik pada fluida yang diam, besarnya tekanan air
dari seluruh arah tetap sama. Sifat penting lain lainnya dari fluida yang berada
dalam keadaan diam adalah bahwa gaya yang disebabkan oleh tekanan fluida
selalu bekerja tegak lurus terhadapa permuakaan yang bersentuhan dengannya.
Jika ada komponen gaya yang sejajar dengan permukaan yang bersentuhan
dengannya, maka menurut hukum Newton ketiga, permukaan akan memberikan
gaya kembali pada fluida yang juga akan memiliki komponen sejajar dengan
permukaan. Komponen seperti ini akan menyebabkan fluida mengalir, berlawanan
dengan asumsi kita bahwa fluida tersebut diam. Dengan deikian gaya yang
disebabkan tekanan selalu tegak lurus terhadap permukaan.
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 = ρAgh,
dimana Ah adalah volume kolom, ρ adalah massa jenis zat cair (dianggap
konstan), dan g adalah percepatan gravitasi. Tekanan, P, dengan demikian adalah
P=
F ρAhg
=
= ρgh
A A
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
P =ρgh
adalah
P = P 0 + ρgh
Dimana P0 adalah tekanan atmosfer (yang bekerja di atas fluida di tabung
sebelah kiri), dan ρ 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).
Biasanya bukan hasil kali �gh yang dihitung, melainkan hanya ketinggian h
yang ditentukan. Pada kenyataannya, tekanan kadang-kadang dinyatakan dalam
orde “milimeter air raksa” (mmHg), dan kadang-kadang nilainya sekecil “mm air”
(mm-H2O). Satuan mm-Hg ekuivalen dengan tekanan 133 N/m 2, karena 1,00 mm
= 1,00 x 10-3 m dan massa jenis air raksa adalah 13,6 x 103 kg/m3 :
�gh = (13,6 x 103 kg/m3)(9,8 m/s2)(1,00 x 10-3 m)
= 1,33 x 102 N/m2.
Satuan mm-Hg juga disebut torr untuk menghormati Evangelista Torricelli
(1608-1647), yang menciptakan barometer.
1 atmosfer (1 atm) = 76 Hg = 1,013 . 105 N/m2
1 cmHg
= 1.333,2 N/m2
1 torr = 1 mmHg
= 133,32 N/m2 = 1 torricelli
Hanya N/m2 = Pa, satuan SI, yang digunakan dalam perhitungan yang
melibatkan besaran-besaran yang digunakan dalam perhitungan yang melibatkan
besaran besaran lain yang dinyatakan dalam satuan SI.
Dalam percakapan sehari-hari, kata “tekanan” dan “gaya” hampir memiliki
arti yang sama . akan tetapi dalam mekanika fluida, kedua kata tersebut
melambangkan besaran yang berbeda dengan karakteristik yang berbeda pula.
Tekanan fluida bekerja tegak lurus terhadap setiap permukaan dalam fluida, tidak
perduli ke arah mana permukaan itu menghadap. Karena itu tekanan tidak
memiliki arah yang hakiki; tekanan merupakan besaran skalar. Sebaliknya, gaya
merupakan besaran vektor dengan arah tertentu. Ingat juga bahwa tekanan
merupakan gaya per satuan luas.
Alat dan Bahan
1. Alat
a. Pipa berbentuk U
b. Gelas kimia
c. Selang plastik
d. Corong
e. Mistar biasa
f. Neraca Ohauss 311 gram
g. Gelas ukur
2. Bahan
a. Air
b. Garam 20 g
c. Garam 50 g
d. Gliserin
e. Minyak goreng
Identifikasi Variabel
Kegiatan 1
1. Variabel manipulasi: kedalaman zat cair (cm)
2. Variabel kontrol
: air (gr/cm3)
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Kegiatan 2
1. Variabel manipulasi: massa jenis zat cair (gr/cm3)
2. Variabel kontrol
: kedalaman zat cair (cm)
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Definisi Operasional Variabel
Kegiatan 1
1. Variabel manipulasi : 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).
Kedalaman zat cair merupakan variabel manipulasi karena merupakan variabel
yang selalu diubah – ubah.
2. Variabel kontrol
: jenis zat cair (gr/cm3)
Zat cair yang digunakan adalah air. Air menjadi variabel kontrol karena zat cair
yang digunakan sama pada setiap pengukuran.
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Perbedaan ketinggian zat cair diukur dengan memperhatikan tinggi zat cair
pada pipa U sebelah kanan dan pipa U sebelah kiri dengan satuan (cm).
Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U merupakan variabel respon karena
dipengaruhi oleh kedalaman tekan corong pada zat cair.
Kegiatan 2
1. Variabel manipulasi : massa jenis zat cair (gr/cm3)
Massa jenis diperoleh dari perhitungan massa dibagi dengan volume dengan
satuan (gram/cm3). Massa jenis merupakan variabel manipulasi karena jenis zat
cair yang digunakan di setiap pengukuran berbeda - beda dan merupakan
variabel yang selalu diubah - ubah. Pertama air, kedua garam 20 g, ketiga
garam 50 g, keempat minyak, dan terakhir adalah gliserin.
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).
Kedalaman zat cair merupakan variabel kontrol karena kedalaman pada setiap
pengukuran selalu sama, yaitu 2,0 cm.
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Perbedaan ketinggian diukur dari permukaan zat cair dalam corong ke
permukaan zat cair pada gelas kimia dengan satuan (cm). Perbedaan ketinggian
zat cair pada pipa U merupakan variabel respon karena dipengeruhi oleh
kedalaman tekan corong pada zat cair.
ProsedurKerja
Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik
1. Menentukan massa jenis zat cair
a. Mengukur massa gelas ukur yang digunakan menggunakan Neraca
Ohauss 311 gram.
b. Mengambil sampel zat cair sebanyak 40 mL dan dimasukkan ke dalam
gelas ukur.
c. Menimbang zat cair yang telah ada dalam gelas ukur.
d. Menghitung massa zat cair dengan memperkurangkan massa zat cair
dalam gelas ukur dengan massa gelas ukur.
e. Menentukan massa jenis zat cair dengan cara menghitung massa dibagi
dengan volumenya.
f. Lakukan langkah a-e pada zat cair yang kedua dan ketiga
2. Menghubungkan pipa U yang berisi zat cair dengan sebuah corong gelas oleh
selang plastik.
3. Memasukkan air ke dalam gelas kimia hingga ¾ gelas kimia.
4. Memasukkan corong ke dalam air, tekan dengan kedalaman tertentu,
kemudian mengukur kedalaman menggunaan mistar (diukur dari permukaan
air ke permukaan air dalam corong)
5. Mengamati perubahan tinggi permukaan zat cair pada kedua pipa U dan
mengukur selisih ketinggian zat cair pada pipa U serta mencatat hasil
pengukuran dalam tabel pengamatan.
6. Mengulangi percobaan dengan kedalaman yang berbeda - beda, dan
mengamati selisih ketinggian sebanyak tiga kali.
Kegiatan 2
1. Berdasarkan
tabel
pengamatan/pengukuran,
membuat
grafik
yang
menunjukkan hubungan antara tinggi permukaan dengan tekanan hidrostatik.
2. Jika tan
α
yang diperoleh dari grafik sama dengan
ρ g, dengan
ρ
=
massa jenis air dan g = percepatan gravitasi, maka tentukanlah rumus tekanan
hidrostatik.
HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
Hasil Pengamatan
Spesifikasi data
Alat Ukur Massa
NST neraca = 0,01 gram
Alat Ukur Volume
NST gelas ukur = 2 mL
Alat Ukur kedalaman
NST mistar = 0,1 cm
: Neraca Ohauss 311 gr
∆ m = 0,01 gr
: Gelas Ukur
∆v
: mistar
∆ x = 0,05 cm
Massa gelas ukur
c.
d.
e.
: | 43,430 ± 0,005 | gram
: | 78,400 ± 0,005 | gram
: | 78,400 – 43,430 | gram
: | 34,97 ± 0,01 | gram
Volume minyak
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas ukur + air
: | 82,790 ± 0,005 | gram
Massa air
: | 82,790– 43,430 | gram
: | 39,36 ± 0,01 | gram
Volume air
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas ukur + garam 20 g : | 83,001 ± 0,005 | gram
Massa garam 20 gr
: | 83,001 - 43,430 | gram
: | 39,57 ± 0,01 | gram
Volume garam 20 g
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas + garam 50 gr
: | 83,900 ± 0,005 | gram
Massa garam 50 gr
: | 83,900 – 43,430 | gram
: | 40,47 ± 0,01 | gram
Volume garam 50 gr
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas ukur + gliserin
: | 92,650 ± 0,005 | gram
Massa gliserin
: | 92,650 – 43,430 | gram
: | 49,22 ± 0,01 | gram
a. Massa gelas + minyak
Massa minyak
b.
= 1ml
: | 40 ± 1 | ml
Volume garam 50 gr
TABEL HASIL PENGAMATAN
Tabel 1. Massa jenis zat cair
NO
1
2
3
4
5
Jenis Zat Cair
Minyak
Air
Garam 20 gr
Garam 50 gr
Gliserin
Massa (gram)
|34,97 ± 0,01|
|39,36 ± 0,01|
|39,57 ± 0,01|
|40,47 ± 0,01|
|49,22 ± 0,01|
Volume (ml)
|40 ± 1|
|40 ± 1|
|40 ± 1|
|40 ± 1|
|40 ± 1|
Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik
Jenis zat cair = Air
Tabel 2. Hubungan antara kedalaman zat cair dengan tekanan hidrostatik
NO
Kedalaman (cm)
1
|0,50 ± 0,05|
Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
1. |0,50 ± 0,05|
2. |0,60 ± 0,05|
3. |0,50 ± 0,05|
1. |1,40 ± 0,05|
2
|1,20 ± 0,05|
2. |1,50 ± 0,05|
3. |1,50 ± 0,05|
1. |2,10 ± 0,05|
3
|1,80 ± 0,05|
2. |2,20 ± 0,05|
3. |2,10 ± 0,05|
1. |2,40 ± 0,05|
4
|2,50 ± 0,05|
2. |2,40 ± 0,05|
3. |2,40 ± 0,05|
1. |3,30 ± 0,05|
5
|3,30 ± 0,05|
2. |3,30 ± 0,05|
3. |3,40 ± 0,05|
1. |4,60 ± 0,05|
6
|4,50 ± 0,05|
2. |4,50 ± 0,05|
3. |4,50 ± 0,05|
1. |5,30 ± 0,05|
7
|5,20 ± 0,05|
2. |5,30 ± 0,05|
3. |5,30 ± 0,05|
Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik
Kedalaman
= |2,00 ± 0,05| cm
Tabel 3. Hubungan antara massa jenis zat cair dengan tekanan hidrostatik
NO
Massa Jenis Zat Cair
1
984 kg/ m
3
Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
1. |1,90 ± 0,05|
2. |2,00 ± 0,05|
3. |2,00 ± 0,05|
1. |2,20 ± 0,05|
2
989 kg/ m
3
2. |2,20 ± 0,05|
3. |2,10 ± 0,05|
1. |2,30 ± 0,05|
3
1011 kg/ m
3
2. |2,30 ± 0,05|
3. |2,30 ± 0,05|
1. |1,70 ± 0,05|
4
874,2 kg/ m
3
2. |1,70 ± 0,05|
3. |1,60 ± 0,05|
1. |2,40 ± 0,05|
5
1230,5 kg/ m
3
2. |2,40 ± 0,05|
3. |2,40 ± 0,05|
ANALISIS DATA
ρ = m × V -1
∂ρ
∂ρ
dρ =
dm +
dV
∂m
∂V
∂(m × V -1 )
∂(m × V -1 )
dρ =
dm +
dV
∂m
∂V
∆ρ =|V -1 × ∆m|+|-V-2 × m × ∆V|
| | | |
|
| |
|
|
||
∆ρ V -1 × ∆m -V -2 × m × ∆V
=
+
ρ
m × V -1
m × V-1
∆ρ ∆m ∆V
=
+
ρ
m
V
∆m ∆V
∆ρ =
+
ρ
m
V
|
| || |
|
|
1. Minyak
m minyak
V minyak
-3
3 4 ,97 × 10
ρminyak
=
kg/ m 3=0,8 74 2 × 10 3 kg/ m 3 =8 74 , 2 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρminyak =
+
ρ
m minyak V minyak minyak
ρ minyak
=
|
|
|
|
0,0 1 × 10-3
1 × 10-6
+
ρ minyak
3 4 , 97 × 10-3 4 0 × 10-6
∆ρminyak = | 0,0 0 029 + 0,02 5 | ρminyak
∆ρminyak = ( 0,0 2 529 ) ρminyak
∆ρminyak = 0,02 529 × 874 ,2 kg/ m 3=2 2,1 kg/ m 3
∆ρminyak
=
Sehingga,
KR =
∆ρ minyak
2 2 ,1
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρ minyak
874 ,2
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
PF = | ρminyak ± ∆ρminyak|kg/ m
= |874,2 ± 22,1| kg/ m
2. Air
ρair
ρair
3
3
m air
Vair
3 9 , 3 6 × 10-3
=
kg/ m 3=0,984 × 103 kg/ m 3=984 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m ∆V
∆ρair =
+
ρ
m air V air air
=
|
|
|
|
0,01 × 10 -3
1 × 10-6
+
ρair
3 9 , 3 6 × 10 -3 4 0 × 10 -6
= | 0,0 0 0 25 + 0,0 2 5 | ρair
∆ρair =
∆ρair
= 97,5%
∆ρair
∆ρair
= ( 0,02 5 25 ) ρair
3
3
= 0,0 25 25 × 984 kg/ m =24, 8 kg/ m
Sehingga,
KR =
∆ρair
24,8
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρair
984
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
= 97,5%
PF = | ρair ± ∆ρair| kg/ m 3
= |984,0 ± 24 ,8| kg/ m 3
3. Garam 20 gr
m
ρgaram
= garam
V garam
-3
39,57 × 10
ρgaram
=
kg/ m 3=0,98 9 25 × 103 kg/ m 3 =989 , 25 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgaram =
+
ρ
m garam Vgaram garam
|
|
|
-3
-6
|
0,01 × 10
1 × 10
+
ρgaram
-3
-6
39, 57 × 10
4 0 × 10
∆ρgaram = | 0,0 0 0 25 + 0,0 25 | ρgaram
∆ρgaram = ( 0,0 2 525 ) ρgaram
3
3
∆ρgaram = 0,0 2 5 25 × 989,25 kg/ m =24, 97 kg/ m
∆ρgaram
=
Sehingga,
KR =
∆ρgaram
24, 97
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρgaram
98 9, 25
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m
3
= |9 8 9,25 ± 24 ,97| kg/ m
4. Garam 50 gr
m garam
ρ garam
=
V garam
3
= 97,5%
ρgaram
=
∆ρgaram
4 0 , 47 × 10-3
kg/ m 3=1,0 117 × 103 kg/ m 3=10 11 , 7 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
=
+
ρ
m garam Vgaram garam
|
|
|
|
0,01 × 10-3
1 × 10-6
+
ρgaram
4 0 , 47 × 10-3 4 0 × 10-6
∆ρgaram = | 0,0 0 0 2 5 + 0,0 25 | ρgaram
∆ρgaram = ( 0,0 2 52 5 ) ρgaram
3
3
∆ρgaram = 0,0 2 5 25 × 10 11 ,7 kg/ m =25,54 kg/ m
∆ρgaram
=
Sehingga,
KR =
∆ρgaram
25, 54
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρgaram
10 11 , 7
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
= 97,5%
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m 3
= |1011,70 ± 2 5,54| kg/ m 3
5. Gliserin
m gliserin
Vgliserin
-3
4 9 , 22 × 10
ρgliserin
=
kg/ m 3 =1,230 5 × 10 3 kg/ m 3 =1230 ,5 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgliserin =
+
ρ
m gliserin Vgliserin gliserink
ρgliserin
=
|
|
|
-3
-6
|
0,0 1 × 10
1 × 10
+
ρgliserink
-3
-6
4 9 , 22 × 10
4 0 × 10
∆ρgliserin = | 0,0 0 0 2 + 0,02 5 | ρgliserin
∆ρgliserin = ( 0,0 25 2 ) ρgliserin
3
3
∆ρgliserink = 0,0 2 52 × 1230 ,5 kg/ m =31 , 00 kg/ m
∆ρgliserin
=
Sehingga,
KR =
∆ρgliserin
31 ,00
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρgliserin
12 30 ,5
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
PF = | ρgliserink ± ∆ρgliserink| kg/ m 3
= 97,5%
= |1 230,50 ± 3 1,00| kg/ m 3
Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik
P = P0 + ρgh
P = ρh
∂P
∂P
dP=
dρ+
dh
∂ρ
∂h
∂( ρ × g × h)
∂( ρ × g × h)
dP=
dρ+
dh
∂ρ
∂h
∆P= |g × h × ∆ ρ|+|ρ × g × ∆h|
∆P g × h × ∆ ρ ρ × g × ∆h
=
+
P
P
P
∆P g × h × ∆ ρ ρ × g × ∆h
=
+
P
ρ gh
ρ gh
∆P ∆ ρ ∆h
=
+
P
ρ
h
∆ ρ ∆h
∆P=
+
P
ρ
h
| | | |
|
| |
|
|
||
|
||
| || |
| |
|
|
1. Kedalaman 1
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 0 ,50 ± 0,0 5 | cm
P1 = P 0 + ρg h1
P1 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 0 ,5 × 10-2 ) N/ m 2
P1 = 1 × 105 N/ m 2 + 49,2 N/ m 2
5
2
5
2
P1 = 1 × 10 N/ m + 0,00049 × 10 N/ m
P1=1 ,00049 × 105 N/ m 2
∆ρ ∆h
∆P1 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24,8 0,0 5 × 10-2
+
P
984
0 ,5 × 10 -2
∆P1 = | 0,0 25 2 + 0,1 | P
∆P1 = ( 0,1252 × 1 ,00049 × 105 ) N/ m 2=0,12526 × 105 N/ m 2
∆P1 =
Sehingga:
KR =
∆P1
0,12526 × 105
×100 % =
×100 % = 12,5 % = 3 AB
P1
1 ,00049 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 12 ,5 % = 87,5 %
PF = |P1 ± ∆P1|N/ m 2
5
2
= |1,000 ± 0,125|10 N/ m
2. Kedalaman 1I
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 1 , 20 + 0,0 5 | cm
P2 = P0 + ρg h2
P2 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 1, 2 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
P2 = 1 × 10 N/ m + 118,08 N/ m
5
2
5
2
P2 = 1 × 10 N/ m + 0,00118 × 10 N/ m
P2=1 ,00118 × 105 N/ m 2
∆ρ ∆h
∆P2 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24,8 0,0 5 × 10-2
+
P
984
1 ,2 × 10-2
∆P2 = | 0,0 25 2 + 0,04167|P
∆P2 = ( 0,6687 × 1 ,00118 × 105 ) N/ m 2=0, 0669 × 105 N/ m 2
∆P2 =
Sehingga:
KR =
∆P
0,0669 × 10 5
×100 % =
×100 % = 6,6 % = 2 AB
P
1 ,00118 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 6 ,6 %
= 93,4 %
PF = |P2 ± ∆P2|N/ m 2
= |1,001 ± 0,669|105 N/ m 2
3. Kedalaman III
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 1 , 8 0 + 0,0 5 | cm
P3 = P0 + ρg h 3
P3 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 1, 8 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
P3 = 1 × 10 N/ m + 177,12 N/ m
P3 = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00177 × 10 5 N/ m 2
P3=1 ,00177 × 105 N/ m 2
∆ρ
∆h
∆P3 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24,8 0,0 5 × 10 -2
+
P
984
1,8 × 10 -2
∆P3 = | 0,0 25 2 + 0,02778|P
∆P3 = ( 0,05 298 × 1 ,00177 × 105 ) N/ m 2=0,0 5 30 × 105 N/ m 2
∆P3 =
Sehingga:
5
∆P
0, 05 30 × 10
KR =
×100 % =
×100 % = 5 , 20 % = 3 AB
5
P
1 ,00177 × 10
DK = 100% - KR = 100% - 5 ,2 % = 94,8 %
2
PF = |P3 ± ∆P 3|N/ m
= |1,0 01 ± 0, 0 53|10 5 N/ m 2
4. Kedalaman IV
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 2 , 5 0 + 0,0 5 | cm
P4 = P0 + ρg h 4
P4 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 2 , 5 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
P4 = 1 × 10 N/ m + 2 46 N/ m
5
2
5
2
P4 = 1 × 10 N/ m + 0,002 46 × 10 N/ m
5
2
P4 =1 ,002 46 × 10 N/ m
∆ρ
∆h
∆P4 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10 -2
+
P
984
2 ,5 × 10-2
∆P4 = | 0,0 25 + 0,02|P
∆P 4 =
5
2
5
2
∆P4 = ( 0, 0 4 5 × 1,002 46 × 10 ) N/ m =0,0 4 5 11 × 10 N/ m
Sehingga:
KR =
∆P
0, 0 4 5 × 105
×100 % =
×100 % = 4 , 48 % = 3 AB
P
1 ,002 46 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,48 % = 95,52 %
PF
= |P4 ± ∆P4|N/ m 2
= |1,0 02 ± 0, 04 5|105 N/ m 2
5. Kedalaman V
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 3 , 3 0 + 0,05 | cm
P5 = P0 + ρg h 5
5
-2
P5 = 1 × 10 + ( 984 × 10 × 3 ,3 × 10 ) N/ m
5
2
2
P5 = 1 × 10 N/ m + 324 , 72 N/ m
5
2
5
2
P5 = 1 × 10 N/ m + 0,0032 5 × 10 N/ m
5
2
P5=1 ,0032 5 × 10 N/ m
∆ρ
∆h
∆P5 =
+
P
ρ
h
|
2
|
|
|
24
0,0 5 × 10 -2
+
P
960 3 , 3 × 10 -2
∆P5 = | 0,0 25 + 0,015| P
∆P 5 =
∆P5 = ( 0,04 × 1,0032 5 × 105 ) N/ m 2 =0,04 0 × 105 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆P
0,040× 10 5
×100 % =
×100 % = 3, 98 % = 3 AB
P
1 ,00325 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 3 , 9 % = 96,1 %
PF
= |P5 ± ∆P 5|N/ m 2
= |1,003 ± 0,0 40|105 N/ m 2
6. Kedalaman VI
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 4 ,50 + 0,05 | cm
P6 = P0 + ρg h 5
P6 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 4 ,5 × 10 -2 ) N/ m 2
P6 = 1 × 105 N/ m 2 + 4 42 ,8 N/ m 2
5
2
5
2
P6 = 1 × 10 N/ m + 0,00443 × 10 N/ m
P6 =1,00 4 43 × 105 N/ m 2
∆ρ
∆h
∆P6 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10-2
∆P6 =
+
P
984 4 ,5 × 10-2
∆P6 = | 0,0 25 + 0,011|P
∆P6 = ( 0, 036 × 1 ,00443 × 10 5) N/ m 2=0,03 6 × 10 5 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆P
0, 03 6 × 105
×100 % =
×100 % = 3 ,58 % = 3 AB
P
1 ,00 4 43 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 3 ,58 % = 96,42 %
PF = |P6 ± ∆P6|N/ m 2
= |1,004 ± 0,03 6|105 N/ m 2
7. Kedalaman VII
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 5 , 2 0 + 0,0 5 | cm
P7 = P0 + ρg h 5
P7 = 1 × 105 + ( 948 × 10 × 5,2 × 10 -2 ) N/ m 2
P7 = 1 × 105 N/ m 2 + 492 , 96 N/ m 2
5
2
5
2
P7 = 1 × 10 N/ m + 0,00 4 93 × 10 N/ m
P7 =1,00 4 93 × 105 N/ m 2
∆ρ
∆h
∆P7 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10-2
∆P7 =
+
P
948 5 , 2 × 10 -2
∆P7 = | 0,0 25 + 0,0 0 9|P
∆P7 = ( 0, 03 4 × 1 ,00 4 93 × 105 ) N/ m 2=0,03 4 × 105 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆P
0, 03 4 × 105
×100 % =
×100 % = 3 ,38 % = 3 AB
P
1 ,00 4 93 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 3 ,38 % = 96,2 %
PF = |P7 ± ∆P 7|N/ m 2
= |1,004 ± 0,03 4|105 93N/ m 2
Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik
Dalam kegiatan ini, kedalaman yang digunakan adalah : | 2,00 ± 0,05 | cm
1. Air
a. Massa Jenis Air
m air
V air
3 9 ,3 6 × 10-3
=
kg/ m 3=0,984 × 103 kg/ m 3=984 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m ∆V
∆ρair =
+
ρ
m air Vair air
ρair =
ρair
|
|
|
0,0 1 × 10 -3
1 × 10 -6
+
ρair
3 9 , 3 6 × 10 -3 4 0 × 10 -6
=| 0,00 02 5 + 0,025 | ρair
= ( 0,0 2525 ) ρair
3
3
= 0,0 252 5 × 984 kg/ m =24, 8 4 6 kg/ m
∆ρair =
∆ρair
∆ρair
∆ρair
|
Sehingga:
KR =
∆ρair
24,846
×100 % =
×100 % = 2,5 2% = 3 AB
ρair
9 84
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,52 %
= 97,48%
3
PF = | ρair ± ∆ρair| kg/ m = |984 ± 24 ,84| kg/ m
b. Tekanan hidrostatik pada air
Pair = P0 + ρa g h air
3
Pair = 1 × 105 N/ m 2 + ( 984 × 10 × 2, 0 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
Pair = 1 × 10 N/ m + 1 96,8 N/ m
Pair = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00 197 × 105 N/ m 2
5
2
Pair =1,00 1 97 × 10 N/ m
∆ρ
∆hair
∆Pair = air +
Pair
ρair
h air
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10-2
+
Pair
984
2 , 0 × 10 -2
∆Pair =|0,0 25 + 0,025|Pair
∆Pair = ( 0,05 × 1,00 1 97 × 105 ) N/ m 2=0,05 × 105 N/ m 2
∆Pair =
Sehingga:
KR =
5
∆Pair
0,05 × 10
×100 %=
×100 % = 4 , 99 % = 3 AB
Pair
1,0 01 97 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,99 % = 95,01 %
PF
= |Pair ± ∆Pair| N/ m 2 = |1,0 0 ± 0, 0 5|105 N/ m 2
2. Garam 20 gr
a. Massa jenis garam 20 gr
m
ρgaram = garam
Vgaram
39, 57 × 10-3
ρgaram =
kg/ m 3 =0,98 9 × 103 kg/ m 3=9 8 9 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgaram =
+
ρ
m garam Vgaram garam r
|
|
|
0,0 1 × 10-3
1 × 10 -6
+
ρgaram
3 9 , 57 × 10-3 4 0 × 10-6
= | 0,00 025 + 0,0 25 | ρgaram
= ( 0,0 2525 ) ρgaram
3
3
= 0,0 2525 × 9 8 9 kg/ m =24,97 kg/ m
∆ρgaram =
∆ρgaram
∆ρgaram
∆ρgaram
|
Sehingga:
KR =
∆ρgaram
24, 9 7
×100 % =
×100 % = 2,5 2% = 3 AB
ρgaram
989
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,52 %
b.
= 97,48%
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m 3 = |9 8 9 ± 2 4,97| kg/ m 3
Tekanan hidrostatik pada garam 20 gr
Pgaram = P0 + ρgaram g h garam
Pgaram = 1 × 105 N/ m 2 + ( 9 8 9 × 10 × 2 , 0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pgaram = 1 × 10 N/ m + 197 ,8 N/ m
5
2
5
2
Pgaram = 1 × 10 N/ m + 0,00198 × 10 N/ m
5
2
Pgaram =1,0019 8 × 10 N/ m
∆ρ
∆h garam
∆Pgaram = garam +
Pgaram
ρgaram
h garam
|
|
|
-2
|
24
0,05 × 10
+
P garam
-2
9 80
2, 0 × 10
∆Pgaram =|0,0 25 + 0,025| Pgaram
∆Pgaram = ( 0,050 × 1,00198 × 105 ) N/ m 2=0,050 × 105 N/ m 2
∆Pgaram =
Sehingga:
KR =
∆Pgaram
0,050 × 105
×100 %=
×100 % = 4 ,99 % = 3 AB
5
Pgaram
1,0 0 198 × 10
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,99 % = 95,01 %
PF = |Pgaram ± ∆Pgaram|N/ m 2 = |1,0 0 ± 0,0 50|105 N/ m 2
3. Garam 50 gr
a. Massa jenis garam 50 gr
m
ρgaram = garam
Vgaram
-3
4 0 , 47 × 10
ρgaram =
kg/ m 3=1, 0011 × 103 kg/ m 3=10 11 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgaram =
+
ρ
m garam Vgaram garam
|
∆ρgaram =
∆ρgaram =
∆ρgaram =
∆ρgaram =
|
|
|
0,0 1 × 10-3
1 × 10-6
+
ρgaram
-3
-6
4 0 , 47 × 10
4 0 × 10
| 0,00 025 + 0,0 25 | ρgaram
( 0,0 2525 ) ρgaram
3
3
0,0 2525 × 10 11 kg/ m =25,52 kg/ m
Sehingga:
KR =
∆ρgaram
25, 52
×100 % =
×100 % = 2,5 2% = 3 AB
ρgaram
10 11
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,52 %
= 97,48%
3
b.
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m = |1011 ± 2 5,52| kg/ m
Tekanan hidrostatik pada garam 50 gr
Pgaram = P0 + ρgaram g h garam
3
Pgaram = 1 × 105 N/ m 2 + ( 10 11 × 10 × 2 , 0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pgaram = 1 × 10 N/ m + 2 0 2 ,2 N/ m
Pgaram = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00202 × 105 N/ m 2
5
2
Pgaram =1,00202 × 10 N/ m
∆ρ
∆h garam
∆Pgaram = garam +
Pgaram
ρgaram
h garam
|
|
|
|
25,52
0,0 5 × 10-2
∆Pgaram =
+
Pgaram
10 11
2, 0 × 10-2
∆Pgaram =|0, 025 + 0,025| Pgaram
∆Pgaram = ( 0, 05 0 × 1,00202× 105 ) N/ m 2=0, 05 1 × 10 5 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆Pgaram
0, 05 1 × 105
×100 %=
×100 % = 5,00 % = 3 AB
Pgaram
1,00202 × 10 5
DK = 100% - KR = 100% - 5 ,00 % = 95,00 %
= |Pgaram ± ∆Pgaram|N/ m 2 = |1,00 ± 0,0 51|105 N/ m 2
PF
4. Minyak
a. Massa jenis minyak
m
ρminyak = minyak
V minyak
-3
3 4 , 97 × 10
ρminyak =
kg/ m 3=0,8 742 × 103 kg/ m 3=874 ,2 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρminyak =
+
ρ
m minyak Vminyak minyak
|
|
-3
-6
|
0,0 1 × 10
1 × 10
+
ρminyak
-3
-6
3 4 , 97× 10
4 0 × 10
= | 0,00 0 29 + 0,0 25 | ρminyak
= ( 0,0 25 29 ) ρ minyak
3
3
= 0,0 25 29 × 874,2 kg/ m =2 2,1 0 kg/ m
∆ρminyak =
∆ρminyak
∆ρminyak
∆ρminyak
|
Sehingga:
KR =
∆ρ minyak
2 2 ,1 0
×100 % =
×100 % = 2, 67% = 3 AB
ρ minyak
874,2
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,67 %
b.
= 97,33%
PF = | ρminyak ± ∆ρminyak|kg/ m 3 = |8 74,2 ± 2 2,10| kg/ m 3
Tekanan hidrostatik pada minyak
Pminyak = P0 + ρ minyak g h minyak
Pminyak = 1 × 105 N/ m 2 + ( 874 ,2 × 10 × 2 ,0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pminyak = 1 × 10 N/ m + 174,84 N/ m
Pminyak = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00175 × 105 N/ m 2
5
2
Pminyak =1,001 75 × 10 N/ m
∆ρ minyak
∆hminyak
∆Pminyak =
+
Pminyak
ρminyak
h minyak
|
|
|
|
2 2,1 0
0,0 5 × 10-2
+
P
8 74 , 2 2 , 0 × 10 -2 minyak
∆Pminyak =|0, 025 + 0,02 5|P minyak
∆Pminyak = ( 0, 05 × 1,00175× 105 ) N/ m 2=0, 05 0 × 105 N/ m 2
∆Pminyak =
Sehingga:
KR =
∆Pminyak
0, 05 0 × 105
×100 %=
×100 % = 4, 99 % = 3 AB
P minyak
1,0 0 175 × 10 5
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,99 % = 95,01 %
= |Pminyak ± ∆Pminyak|N/ m 2 = |1,0 0 ± 0, 05|105 N/ m 2
PF
5. Gliserin
a. Massa jenis gliserin
m
ρgliserin = gliserin
Vgliserin
-3
4 9,22 × 10
ρgliserin =
kg/ m 3=1,2305 × 103 kg/ m 3=1230,5 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgliserin =
+
ρ
m gliserin Vgliserin gliserin
|
|
|
-3
-6
∆ρgliserin
∆ρgliserin
∆ρgliserin
|
0,0 1 × 10
1 × 10
+
ρgliserin
-3
-6
4 9 ,22 × 10
4 0 × 10
= | 0,0002 + 0,025 | ρgliserin
= ( 0,0252 ) ρgliserin
3
3
= 0,0 252 × 1230 ,5 kg/ m =31, 00 kg/ m
∆ρgliserin =
Sehingga:
KR =
∆ρgliserin
31 ,00
×100 % =
×100 % = 2,5 1% = 3 AB
ρgliserin
1 230 ,5
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,51 % = 97,49%
3
b.
PF = | ρgliserin ± ∆ρgliserin| kg/ m = |1 230,5 ± 3 1,00| kg/ m
Tekanan hidrostatik pada gliserin
Pgliserin = P0 + ρgliserin g hgliserin
3
Pgliserin = 1 × 10 5 N/ m 2 + ( 12 30 ,5 × 10 × 2 ,0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pgliserin = 1 × 10 N/ m + 246,1 N/ m
Pgliserin = 1 × 10 5 N/ m 2 + 0,00246 × 105 N/ m 2
5
2
Pgliserin =1,00246 × 10 N/ m
∆ρ
∆hgliserin
∆Pgliserin = gliserin +
Pgliserin
ρgliserin
h gliserin
|
|
|
|
31, 00
0,0 5 × 10-2
+
Pgliserin
1230 ,5
2,0 × 10-2
∆Pgliserin = |0, 025 + 0,025| Pgliserin
∆Pgliserin = ( 0, 05 × 1,002 4 6× 105 ) N/ m 2=0, 05 0 × 105 N/ m 2
∆Pgliserin =
Sehingga:
KR =
∆Pgliserin
0, 05 0 × 105
×100 %=
×100 % = 4 , 98 % = 3 AB
Pgliserin
1,0 0 246 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,98 % = 95,02 %
= |Pgliserin ± ∆Pgliserin| N/ m 2 = |1,0 0 ± 0, 0 5|105 N/ m 2
PF
TABEL PERBANDINGAN
Kegiatan 1. Perbandingan kedalaman dan tekanan hidrostatik
No
1
2
3
4
5
6
7
Kedalaman (m)
| 0,50 ± 0,05| x 10-2
| 1,20 ± 0,05| x 10-2
| 1,80 ± 0,05| x 10-2
| 2,50 ± 0,05| x 10-2
| 2,30 ± 0,05| x 10-2
| 4,50 ± 0,05| x 10-2
| 5,20 ± 0,05| x 10-2
Tekanan Hidrostatik (N/m2)
| 1,000 ± 0,125 | x 105
| 1,001 ± 0,669 | x 105
| 1,001 ± 0,053 | x 105
| 1,002 ± 0,045 | x 105
| 1,003 ± 0,040 | x 105
| 1,004 ± 0,036 | x 105
| 1,004 ± 0,034 | x 105
Kegiatan 2. Perbandingan antara massa jenis dengan tekanan hidrostatik
No
1
2
3
4
5
Massa Jenis Zat Cair
(kg/m3)
984
989
1011
874,2
1230,5
Tekanan Hidrostatik (N/m2)
5
1,00197 × 10
1,00 198 × 105
5
1,0 0 20 2 × 10
5
1,0017 5 × 10
5
1,002 4 6 × 10
PEMBAHASAN
Pada praktikum tekanan hidrostatik ini dilakukan dua kegiatan. Kegiatan
pertama kita membandingkan hubungan antara kedalaman dengan tekanan
hidrostatik. Kegiatan kedua membandingkan antara massa jenis dengan tekanan
hidrostatik. Pada kegiatan pertama didapat hasil pengukuran tekanan pada
kedalaman | 0,50
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,000 ± 0,125 | x 105, tekanan pada
kedalaman| 1,20
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,001 ± 0,669 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 1,80
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,001 ± 0,053 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 2,50
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,002 ± 0,045 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 3,30
±
0,05| x 10-2 sebesar | 1,003 ± 0,040 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 4,50
±
0,05| x 10-2 sebesar | 1,004 ± 0,036 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 5,20
±
0,05| x 10-2 sebesar | 1,004 ± 0,034 | x 105. Dari hasil
tersebut dapat dikatakan bahwa semakin besar kedalaman maka semakin besar
pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Jadi kedalaman berbanding lurus dengan
tekanan.
Pada kegiatan kedua didapat hasil pada jenis zat cair air yang massa jenisnya
sebesar
9 84 kg/ m
5
1,001 97 × 10 N/ m
sebesar
5
989,25
× 10 N/ m
2
2
3
didapat
tekanan
hidrostatik
, pada jenis zat cair garam 20 gr yang massa jenisnya
kg/ m
3
didapat
tekanan
hidrostatik
sebesar
1,00198
, pada jenis zat cair garam 50 gr yang massa jenisnya sebesar
10 11,7 kg/ m
3
didapat tekanan hidrostatik sebesar
pada jenis zat cair minyak yang massa jenisnya sebesar
tekanan hidrostatik sebesar
5
1,00 17 5 × 10 N/ m
yang massa jenisnya sebesar 1230,5
1,00246
sebesar
5
× 10 N/ m
2
kg/ m
3
2
5
1,0 0202 × 10 N/ m
8 74,2 kg/ m
3
2
,
didapat
, pada jenis zat cair gliserin
didapat tekanan hidrostatik sebesar
. Dari hasil diatas dapat dikatakan bahwa semakin besar
massa jenis maka semakin besar pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Jadi
massa jenis berbanding lurus dengan tekanan.
Sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa tekanan hidrostatik dipengaruhi
oleh kedalaman, massa jenis, dan percepatan gravitasi ternyata terbukti. Sesuai
dengan hasil praktikum yang diperoleh bahwa semakin besar kedalaman maka
tekanan hidrostatiknya juga semakin besar. Dan massa jenis berbanding lurus
dengan tekanan hidrostatik maka semakin besar massa jenis maka semakin besar
pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Dan percepatan gravitasi dibutuhkan
untuk mengubah tanda ( ~ )
menjadi tanda (=) dan diperoleh persamaan :
P = ρ.g.h
SIMPULAN DAN DISKUSI
Berdasarkan hasil percobaan, disimpulkan bahwa kedalaman berpengaruh
terhadap besar tekanan hidrostatik. Semakin besar kedalaman maka semakin besar
pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Dan massa jenis juga berpengaruh
terhadap besarnya tekanan hidrostatik. Semakin besar massa jenis maka semakin
besar pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Dari hasil analisis dimensi, dapat
disimpulkan bahwa untuk mengubah tanda ( ~ ) menjadi tanda (=) maka
dibutuhkan konstanta yakni konstanta percepatan gravitasi (g).
DAFTAR RUJUKAN
Herman dan Asisten LFD.2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar :
Universitas Negeri Makassar.
Giancolli.2001( terjemahan Yuhliza Hanum ). Fisika Edisi Kelima Jilid 1.
Jakarta : Erlangga.
Maulyda Awwaliyah.P, Herawati, Nining Sidriani dan Lia Aprilia .
Kelas B Biologi FMIPA UNM Tahun 2014
Abstrak
Telah dilakukan eksperimen tekanan hidrostatik yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh
kedalaman terhadap tekanan hidrostatik, untuk mengetahui pengaruh massa jenis terhadap tekanan
hidrostatik dan untuk mengetahui prinsip percobaan tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik
adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan
pada kedalaman tertentu. Dimana tekanan zat cair dipengaruhi oleh massa jenis, kedalaman zat
cair dan percepatan gravitasi. Percobaan tekanan hidrostatik akan dilakukan dua kegiatan, yaitu
kegiatan pertama, akan diuji atau dibuktikan pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik.
Dan kegiatan yang kedua adalah akan diuji atau dibuktikan pengaruh massa jenis zat cair terhadap
tekanan hidrostatik. Pada kegiatan pertama kedalaman diukur dari permukaan air ke permukaan air
didalam corong. Sedangkan pada kegiatan kedua, kita akan melihat pengaruh antara massa jenis
terhadap tekanan hidrostatik. Untuk menghitung massa jenis suatu zat didapat dari hasil
pembagian antara massa dengan volume suatu zat. Diperoleh massa jenis minyak 874,2 kg/ m 3
3
, massa jenis air sebesar
, massa jenis garam 20 gr sebesar
984 kg/ m
3
,
massa
jenis
garam
50
gr
sebesar
9 8 9, 25 kg/ m
10 11 ,7 kg/ m 3 , dan massa jenis
gliserin sebesar 1230 ,5 kg/ m 3 . Dari hasil analisis, dapat dikatakan bahwa kedalaman dan
massa jenis berpengaruh terhadap besarnya tekanan hidrostatik. Semakin besar nilai kedalaman
dan massa jenis, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Sehingga kedalaman dan massa
jenis berbanding lurus dengan tekanan hidrostatik.
Kata kunci : Massa jenis, tekanan, kedalaman, zat cair, selisih ketinggian.
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik ?
2. Bagaimana pengaruh massa jenis terhadap tekanan hidrostatik ?
3. Bagaimana prinsip percobaan tekanan hidrostatik ?
TUJUAN
1. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh kedalaman terhadap tekanan
hidrostatik.
2. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan
hidrostatik.
3. Mahasiswa dapat memahami prinsip percobaan tekanan hidrostatik.
METODOLOGI EKSPERIMEN
Teori Singkat
Tekanan ialah gaya yang bekerja pada tiap satuan luas. Dapat dituliskan dalam
pernyataan rumus. Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang diakibatkan oleh gaya
yang ada pada zat cair terhadap suatu luas bidang tekan pada kedalaman tertentu.
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 dalam 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 persatuan luas ini dinamakan tekanan fluida P :
P=
F
A
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 :
1 Pa = 1 N/ m
2
Dalam sistem Satuan Amerika sehari - hari, tekanan biasanya diberikan dalam
pound per inci persegi (lb/in2 (kadang-kadang disingkat “psi”)). Satuan tekanan
lain yang biasaya digunakan adalah dyne/cm2, dan
atmosfer (atm). Satuan
atmosfer (atmospheric pressure) adalah tekanan atmosfer bumi, tekanan di dasar
“lautan udara” laut, dimana kita hidup. Tekanan ini berubah berdasarakan
perubahan cuaca dan ketinggian. . Sekarang atmosfer didefinisikan sebagai
101,325 kilopascal, yang hampir sama dengan 14,70 lb/in2 :
1 atm = 101,32 kPa = 1,013 bar = 1013 milibar = 14,70 lb/in2
Konsep tekanan terutama berguna dalam membahas fluida. Dari fakta
eksperimental ternyata fluida memberikan tekanan ke semua arah. Hal ini telah
dikenal oleh perenang dan penyelam yang merasakan tekanan air di seluruh
bagian badan mereka. Disetiap titik pada fluida yang diam, besarnya tekanan air
dari seluruh arah tetap sama. Sifat penting lain lainnya dari fluida yang berada
dalam keadaan diam adalah bahwa gaya yang disebabkan oleh tekanan fluida
selalu bekerja tegak lurus terhadapa permuakaan yang bersentuhan dengannya.
Jika ada komponen gaya yang sejajar dengan permukaan yang bersentuhan
dengannya, maka menurut hukum Newton ketiga, permukaan akan memberikan
gaya kembali pada fluida yang juga akan memiliki komponen sejajar dengan
permukaan. Komponen seperti ini akan menyebabkan fluida mengalir, berlawanan
dengan asumsi kita bahwa fluida tersebut diam. Dengan deikian gaya yang
disebabkan tekanan selalu tegak lurus terhadap permukaan.
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 = ρAgh,
dimana Ah adalah volume kolom, ρ adalah massa jenis zat cair (dianggap
konstan), dan g adalah percepatan gravitasi. Tekanan, P, dengan demikian adalah
P=
F ρAhg
=
= ρgh
A A
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
P =ρgh
adalah
P = P 0 + ρgh
Dimana P0 adalah tekanan atmosfer (yang bekerja di atas fluida di tabung
sebelah kiri), dan ρ 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).
Biasanya bukan hasil kali �gh yang dihitung, melainkan hanya ketinggian h
yang ditentukan. Pada kenyataannya, tekanan kadang-kadang dinyatakan dalam
orde “milimeter air raksa” (mmHg), dan kadang-kadang nilainya sekecil “mm air”
(mm-H2O). Satuan mm-Hg ekuivalen dengan tekanan 133 N/m 2, karena 1,00 mm
= 1,00 x 10-3 m dan massa jenis air raksa adalah 13,6 x 103 kg/m3 :
�gh = (13,6 x 103 kg/m3)(9,8 m/s2)(1,00 x 10-3 m)
= 1,33 x 102 N/m2.
Satuan mm-Hg juga disebut torr untuk menghormati Evangelista Torricelli
(1608-1647), yang menciptakan barometer.
1 atmosfer (1 atm) = 76 Hg = 1,013 . 105 N/m2
1 cmHg
= 1.333,2 N/m2
1 torr = 1 mmHg
= 133,32 N/m2 = 1 torricelli
Hanya N/m2 = Pa, satuan SI, yang digunakan dalam perhitungan yang
melibatkan besaran-besaran yang digunakan dalam perhitungan yang melibatkan
besaran besaran lain yang dinyatakan dalam satuan SI.
Dalam percakapan sehari-hari, kata “tekanan” dan “gaya” hampir memiliki
arti yang sama . akan tetapi dalam mekanika fluida, kedua kata tersebut
melambangkan besaran yang berbeda dengan karakteristik yang berbeda pula.
Tekanan fluida bekerja tegak lurus terhadap setiap permukaan dalam fluida, tidak
perduli ke arah mana permukaan itu menghadap. Karena itu tekanan tidak
memiliki arah yang hakiki; tekanan merupakan besaran skalar. Sebaliknya, gaya
merupakan besaran vektor dengan arah tertentu. Ingat juga bahwa tekanan
merupakan gaya per satuan luas.
Alat dan Bahan
1. Alat
a. Pipa berbentuk U
b. Gelas kimia
c. Selang plastik
d. Corong
e. Mistar biasa
f. Neraca Ohauss 311 gram
g. Gelas ukur
2. Bahan
a. Air
b. Garam 20 g
c. Garam 50 g
d. Gliserin
e. Minyak goreng
Identifikasi Variabel
Kegiatan 1
1. Variabel manipulasi: kedalaman zat cair (cm)
2. Variabel kontrol
: air (gr/cm3)
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Kegiatan 2
1. Variabel manipulasi: massa jenis zat cair (gr/cm3)
2. Variabel kontrol
: kedalaman zat cair (cm)
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Definisi Operasional Variabel
Kegiatan 1
1. Variabel manipulasi : 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).
Kedalaman zat cair merupakan variabel manipulasi karena merupakan variabel
yang selalu diubah – ubah.
2. Variabel kontrol
: jenis zat cair (gr/cm3)
Zat cair yang digunakan adalah air. Air menjadi variabel kontrol karena zat cair
yang digunakan sama pada setiap pengukuran.
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Perbedaan ketinggian zat cair diukur dengan memperhatikan tinggi zat cair
pada pipa U sebelah kanan dan pipa U sebelah kiri dengan satuan (cm).
Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U merupakan variabel respon karena
dipengaruhi oleh kedalaman tekan corong pada zat cair.
Kegiatan 2
1. Variabel manipulasi : massa jenis zat cair (gr/cm3)
Massa jenis diperoleh dari perhitungan massa dibagi dengan volume dengan
satuan (gram/cm3). Massa jenis merupakan variabel manipulasi karena jenis zat
cair yang digunakan di setiap pengukuran berbeda - beda dan merupakan
variabel yang selalu diubah - ubah. Pertama air, kedua garam 20 g, ketiga
garam 50 g, keempat minyak, dan terakhir adalah gliserin.
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).
Kedalaman zat cair merupakan variabel kontrol karena kedalaman pada setiap
pengukuran selalu sama, yaitu 2,0 cm.
3. Variabel respon
: perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
Perbedaan ketinggian diukur dari permukaan zat cair dalam corong ke
permukaan zat cair pada gelas kimia dengan satuan (cm). Perbedaan ketinggian
zat cair pada pipa U merupakan variabel respon karena dipengeruhi oleh
kedalaman tekan corong pada zat cair.
ProsedurKerja
Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik
1. Menentukan massa jenis zat cair
a. Mengukur massa gelas ukur yang digunakan menggunakan Neraca
Ohauss 311 gram.
b. Mengambil sampel zat cair sebanyak 40 mL dan dimasukkan ke dalam
gelas ukur.
c. Menimbang zat cair yang telah ada dalam gelas ukur.
d. Menghitung massa zat cair dengan memperkurangkan massa zat cair
dalam gelas ukur dengan massa gelas ukur.
e. Menentukan massa jenis zat cair dengan cara menghitung massa dibagi
dengan volumenya.
f. Lakukan langkah a-e pada zat cair yang kedua dan ketiga
2. Menghubungkan pipa U yang berisi zat cair dengan sebuah corong gelas oleh
selang plastik.
3. Memasukkan air ke dalam gelas kimia hingga ¾ gelas kimia.
4. Memasukkan corong ke dalam air, tekan dengan kedalaman tertentu,
kemudian mengukur kedalaman menggunaan mistar (diukur dari permukaan
air ke permukaan air dalam corong)
5. Mengamati perubahan tinggi permukaan zat cair pada kedua pipa U dan
mengukur selisih ketinggian zat cair pada pipa U serta mencatat hasil
pengukuran dalam tabel pengamatan.
6. Mengulangi percobaan dengan kedalaman yang berbeda - beda, dan
mengamati selisih ketinggian sebanyak tiga kali.
Kegiatan 2
1. Berdasarkan
tabel
pengamatan/pengukuran,
membuat
grafik
yang
menunjukkan hubungan antara tinggi permukaan dengan tekanan hidrostatik.
2. Jika tan
α
yang diperoleh dari grafik sama dengan
ρ g, dengan
ρ
=
massa jenis air dan g = percepatan gravitasi, maka tentukanlah rumus tekanan
hidrostatik.
HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
Hasil Pengamatan
Spesifikasi data
Alat Ukur Massa
NST neraca = 0,01 gram
Alat Ukur Volume
NST gelas ukur = 2 mL
Alat Ukur kedalaman
NST mistar = 0,1 cm
: Neraca Ohauss 311 gr
∆ m = 0,01 gr
: Gelas Ukur
∆v
: mistar
∆ x = 0,05 cm
Massa gelas ukur
c.
d.
e.
: | 43,430 ± 0,005 | gram
: | 78,400 ± 0,005 | gram
: | 78,400 – 43,430 | gram
: | 34,97 ± 0,01 | gram
Volume minyak
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas ukur + air
: | 82,790 ± 0,005 | gram
Massa air
: | 82,790– 43,430 | gram
: | 39,36 ± 0,01 | gram
Volume air
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas ukur + garam 20 g : | 83,001 ± 0,005 | gram
Massa garam 20 gr
: | 83,001 - 43,430 | gram
: | 39,57 ± 0,01 | gram
Volume garam 20 g
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas + garam 50 gr
: | 83,900 ± 0,005 | gram
Massa garam 50 gr
: | 83,900 – 43,430 | gram
: | 40,47 ± 0,01 | gram
Volume garam 50 gr
: | 40 ± 1 | ml
Massa gelas ukur + gliserin
: | 92,650 ± 0,005 | gram
Massa gliserin
: | 92,650 – 43,430 | gram
: | 49,22 ± 0,01 | gram
a. Massa gelas + minyak
Massa minyak
b.
= 1ml
: | 40 ± 1 | ml
Volume garam 50 gr
TABEL HASIL PENGAMATAN
Tabel 1. Massa jenis zat cair
NO
1
2
3
4
5
Jenis Zat Cair
Minyak
Air
Garam 20 gr
Garam 50 gr
Gliserin
Massa (gram)
|34,97 ± 0,01|
|39,36 ± 0,01|
|39,57 ± 0,01|
|40,47 ± 0,01|
|49,22 ± 0,01|
Volume (ml)
|40 ± 1|
|40 ± 1|
|40 ± 1|
|40 ± 1|
|40 ± 1|
Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik
Jenis zat cair = Air
Tabel 2. Hubungan antara kedalaman zat cair dengan tekanan hidrostatik
NO
Kedalaman (cm)
1
|0,50 ± 0,05|
Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
1. |0,50 ± 0,05|
2. |0,60 ± 0,05|
3. |0,50 ± 0,05|
1. |1,40 ± 0,05|
2
|1,20 ± 0,05|
2. |1,50 ± 0,05|
3. |1,50 ± 0,05|
1. |2,10 ± 0,05|
3
|1,80 ± 0,05|
2. |2,20 ± 0,05|
3. |2,10 ± 0,05|
1. |2,40 ± 0,05|
4
|2,50 ± 0,05|
2. |2,40 ± 0,05|
3. |2,40 ± 0,05|
1. |3,30 ± 0,05|
5
|3,30 ± 0,05|
2. |3,30 ± 0,05|
3. |3,40 ± 0,05|
1. |4,60 ± 0,05|
6
|4,50 ± 0,05|
2. |4,50 ± 0,05|
3. |4,50 ± 0,05|
1. |5,30 ± 0,05|
7
|5,20 ± 0,05|
2. |5,30 ± 0,05|
3. |5,30 ± 0,05|
Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik
Kedalaman
= |2,00 ± 0,05| cm
Tabel 3. Hubungan antara massa jenis zat cair dengan tekanan hidrostatik
NO
Massa Jenis Zat Cair
1
984 kg/ m
3
Perbedaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)
1. |1,90 ± 0,05|
2. |2,00 ± 0,05|
3. |2,00 ± 0,05|
1. |2,20 ± 0,05|
2
989 kg/ m
3
2. |2,20 ± 0,05|
3. |2,10 ± 0,05|
1. |2,30 ± 0,05|
3
1011 kg/ m
3
2. |2,30 ± 0,05|
3. |2,30 ± 0,05|
1. |1,70 ± 0,05|
4
874,2 kg/ m
3
2. |1,70 ± 0,05|
3. |1,60 ± 0,05|
1. |2,40 ± 0,05|
5
1230,5 kg/ m
3
2. |2,40 ± 0,05|
3. |2,40 ± 0,05|
ANALISIS DATA
ρ = m × V -1
∂ρ
∂ρ
dρ =
dm +
dV
∂m
∂V
∂(m × V -1 )
∂(m × V -1 )
dρ =
dm +
dV
∂m
∂V
∆ρ =|V -1 × ∆m|+|-V-2 × m × ∆V|
| | | |
|
| |
|
|
||
∆ρ V -1 × ∆m -V -2 × m × ∆V
=
+
ρ
m × V -1
m × V-1
∆ρ ∆m ∆V
=
+
ρ
m
V
∆m ∆V
∆ρ =
+
ρ
m
V
|
| || |
|
|
1. Minyak
m minyak
V minyak
-3
3 4 ,97 × 10
ρminyak
=
kg/ m 3=0,8 74 2 × 10 3 kg/ m 3 =8 74 , 2 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρminyak =
+
ρ
m minyak V minyak minyak
ρ minyak
=
|
|
|
|
0,0 1 × 10-3
1 × 10-6
+
ρ minyak
3 4 , 97 × 10-3 4 0 × 10-6
∆ρminyak = | 0,0 0 029 + 0,02 5 | ρminyak
∆ρminyak = ( 0,0 2 529 ) ρminyak
∆ρminyak = 0,02 529 × 874 ,2 kg/ m 3=2 2,1 kg/ m 3
∆ρminyak
=
Sehingga,
KR =
∆ρ minyak
2 2 ,1
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρ minyak
874 ,2
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
PF = | ρminyak ± ∆ρminyak|kg/ m
= |874,2 ± 22,1| kg/ m
2. Air
ρair
ρair
3
3
m air
Vair
3 9 , 3 6 × 10-3
=
kg/ m 3=0,984 × 103 kg/ m 3=984 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m ∆V
∆ρair =
+
ρ
m air V air air
=
|
|
|
|
0,01 × 10 -3
1 × 10-6
+
ρair
3 9 , 3 6 × 10 -3 4 0 × 10 -6
= | 0,0 0 0 25 + 0,0 2 5 | ρair
∆ρair =
∆ρair
= 97,5%
∆ρair
∆ρair
= ( 0,02 5 25 ) ρair
3
3
= 0,0 25 25 × 984 kg/ m =24, 8 kg/ m
Sehingga,
KR =
∆ρair
24,8
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρair
984
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
= 97,5%
PF = | ρair ± ∆ρair| kg/ m 3
= |984,0 ± 24 ,8| kg/ m 3
3. Garam 20 gr
m
ρgaram
= garam
V garam
-3
39,57 × 10
ρgaram
=
kg/ m 3=0,98 9 25 × 103 kg/ m 3 =989 , 25 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgaram =
+
ρ
m garam Vgaram garam
|
|
|
-3
-6
|
0,01 × 10
1 × 10
+
ρgaram
-3
-6
39, 57 × 10
4 0 × 10
∆ρgaram = | 0,0 0 0 25 + 0,0 25 | ρgaram
∆ρgaram = ( 0,0 2 525 ) ρgaram
3
3
∆ρgaram = 0,0 2 5 25 × 989,25 kg/ m =24, 97 kg/ m
∆ρgaram
=
Sehingga,
KR =
∆ρgaram
24, 97
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρgaram
98 9, 25
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m
3
= |9 8 9,25 ± 24 ,97| kg/ m
4. Garam 50 gr
m garam
ρ garam
=
V garam
3
= 97,5%
ρgaram
=
∆ρgaram
4 0 , 47 × 10-3
kg/ m 3=1,0 117 × 103 kg/ m 3=10 11 , 7 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
=
+
ρ
m garam Vgaram garam
|
|
|
|
0,01 × 10-3
1 × 10-6
+
ρgaram
4 0 , 47 × 10-3 4 0 × 10-6
∆ρgaram = | 0,0 0 0 2 5 + 0,0 25 | ρgaram
∆ρgaram = ( 0,0 2 52 5 ) ρgaram
3
3
∆ρgaram = 0,0 2 5 25 × 10 11 ,7 kg/ m =25,54 kg/ m
∆ρgaram
=
Sehingga,
KR =
∆ρgaram
25, 54
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρgaram
10 11 , 7
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
= 97,5%
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m 3
= |1011,70 ± 2 5,54| kg/ m 3
5. Gliserin
m gliserin
Vgliserin
-3
4 9 , 22 × 10
ρgliserin
=
kg/ m 3 =1,230 5 × 10 3 kg/ m 3 =1230 ,5 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgliserin =
+
ρ
m gliserin Vgliserin gliserink
ρgliserin
=
|
|
|
-3
-6
|
0,0 1 × 10
1 × 10
+
ρgliserink
-3
-6
4 9 , 22 × 10
4 0 × 10
∆ρgliserin = | 0,0 0 0 2 + 0,02 5 | ρgliserin
∆ρgliserin = ( 0,0 25 2 ) ρgliserin
3
3
∆ρgliserink = 0,0 2 52 × 1230 ,5 kg/ m =31 , 00 kg/ m
∆ρgliserin
=
Sehingga,
KR =
∆ρgliserin
31 ,00
×100 % =
×100 % = 2,5 % = 3 AB
ρgliserin
12 30 ,5
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,5 %
PF = | ρgliserink ± ∆ρgliserink| kg/ m 3
= 97,5%
= |1 230,50 ± 3 1,00| kg/ m 3
Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatik
P = P0 + ρgh
P = ρh
∂P
∂P
dP=
dρ+
dh
∂ρ
∂h
∂( ρ × g × h)
∂( ρ × g × h)
dP=
dρ+
dh
∂ρ
∂h
∆P= |g × h × ∆ ρ|+|ρ × g × ∆h|
∆P g × h × ∆ ρ ρ × g × ∆h
=
+
P
P
P
∆P g × h × ∆ ρ ρ × g × ∆h
=
+
P
ρ gh
ρ gh
∆P ∆ ρ ∆h
=
+
P
ρ
h
∆ ρ ∆h
∆P=
+
P
ρ
h
| | | |
|
| |
|
|
||
|
||
| || |
| |
|
|
1. Kedalaman 1
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 0 ,50 ± 0,0 5 | cm
P1 = P 0 + ρg h1
P1 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 0 ,5 × 10-2 ) N/ m 2
P1 = 1 × 105 N/ m 2 + 49,2 N/ m 2
5
2
5
2
P1 = 1 × 10 N/ m + 0,00049 × 10 N/ m
P1=1 ,00049 × 105 N/ m 2
∆ρ ∆h
∆P1 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24,8 0,0 5 × 10-2
+
P
984
0 ,5 × 10 -2
∆P1 = | 0,0 25 2 + 0,1 | P
∆P1 = ( 0,1252 × 1 ,00049 × 105 ) N/ m 2=0,12526 × 105 N/ m 2
∆P1 =
Sehingga:
KR =
∆P1
0,12526 × 105
×100 % =
×100 % = 12,5 % = 3 AB
P1
1 ,00049 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 12 ,5 % = 87,5 %
PF = |P1 ± ∆P1|N/ m 2
5
2
= |1,000 ± 0,125|10 N/ m
2. Kedalaman 1I
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 1 , 20 + 0,0 5 | cm
P2 = P0 + ρg h2
P2 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 1, 2 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
P2 = 1 × 10 N/ m + 118,08 N/ m
5
2
5
2
P2 = 1 × 10 N/ m + 0,00118 × 10 N/ m
P2=1 ,00118 × 105 N/ m 2
∆ρ ∆h
∆P2 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24,8 0,0 5 × 10-2
+
P
984
1 ,2 × 10-2
∆P2 = | 0,0 25 2 + 0,04167|P
∆P2 = ( 0,6687 × 1 ,00118 × 105 ) N/ m 2=0, 0669 × 105 N/ m 2
∆P2 =
Sehingga:
KR =
∆P
0,0669 × 10 5
×100 % =
×100 % = 6,6 % = 2 AB
P
1 ,00118 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 6 ,6 %
= 93,4 %
PF = |P2 ± ∆P2|N/ m 2
= |1,001 ± 0,669|105 N/ m 2
3. Kedalaman III
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 1 , 8 0 + 0,0 5 | cm
P3 = P0 + ρg h 3
P3 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 1, 8 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
P3 = 1 × 10 N/ m + 177,12 N/ m
P3 = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00177 × 10 5 N/ m 2
P3=1 ,00177 × 105 N/ m 2
∆ρ
∆h
∆P3 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24,8 0,0 5 × 10 -2
+
P
984
1,8 × 10 -2
∆P3 = | 0,0 25 2 + 0,02778|P
∆P3 = ( 0,05 298 × 1 ,00177 × 105 ) N/ m 2=0,0 5 30 × 105 N/ m 2
∆P3 =
Sehingga:
5
∆P
0, 05 30 × 10
KR =
×100 % =
×100 % = 5 , 20 % = 3 AB
5
P
1 ,00177 × 10
DK = 100% - KR = 100% - 5 ,2 % = 94,8 %
2
PF = |P3 ± ∆P 3|N/ m
= |1,0 01 ± 0, 0 53|10 5 N/ m 2
4. Kedalaman IV
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 2 , 5 0 + 0,0 5 | cm
P4 = P0 + ρg h 4
P4 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 2 , 5 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
P4 = 1 × 10 N/ m + 2 46 N/ m
5
2
5
2
P4 = 1 × 10 N/ m + 0,002 46 × 10 N/ m
5
2
P4 =1 ,002 46 × 10 N/ m
∆ρ
∆h
∆P4 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10 -2
+
P
984
2 ,5 × 10-2
∆P4 = | 0,0 25 + 0,02|P
∆P 4 =
5
2
5
2
∆P4 = ( 0, 0 4 5 × 1,002 46 × 10 ) N/ m =0,0 4 5 11 × 10 N/ m
Sehingga:
KR =
∆P
0, 0 4 5 × 105
×100 % =
×100 % = 4 , 48 % = 3 AB
P
1 ,002 46 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,48 % = 95,52 %
PF
= |P4 ± ∆P4|N/ m 2
= |1,0 02 ± 0, 04 5|105 N/ m 2
5. Kedalaman V
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 3 , 3 0 + 0,05 | cm
P5 = P0 + ρg h 5
5
-2
P5 = 1 × 10 + ( 984 × 10 × 3 ,3 × 10 ) N/ m
5
2
2
P5 = 1 × 10 N/ m + 324 , 72 N/ m
5
2
5
2
P5 = 1 × 10 N/ m + 0,0032 5 × 10 N/ m
5
2
P5=1 ,0032 5 × 10 N/ m
∆ρ
∆h
∆P5 =
+
P
ρ
h
|
2
|
|
|
24
0,0 5 × 10 -2
+
P
960 3 , 3 × 10 -2
∆P5 = | 0,0 25 + 0,015| P
∆P 5 =
∆P5 = ( 0,04 × 1,0032 5 × 105 ) N/ m 2 =0,04 0 × 105 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆P
0,040× 10 5
×100 % =
×100 % = 3, 98 % = 3 AB
P
1 ,00325 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 3 , 9 % = 96,1 %
PF
= |P5 ± ∆P 5|N/ m 2
= |1,003 ± 0,0 40|105 N/ m 2
6. Kedalaman VI
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 4 ,50 + 0,05 | cm
P6 = P0 + ρg h 5
P6 = 1 × 105 + ( 984 × 10 × 4 ,5 × 10 -2 ) N/ m 2
P6 = 1 × 105 N/ m 2 + 4 42 ,8 N/ m 2
5
2
5
2
P6 = 1 × 10 N/ m + 0,00443 × 10 N/ m
P6 =1,00 4 43 × 105 N/ m 2
∆ρ
∆h
∆P6 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10-2
∆P6 =
+
P
984 4 ,5 × 10-2
∆P6 = | 0,0 25 + 0,011|P
∆P6 = ( 0, 036 × 1 ,00443 × 10 5) N/ m 2=0,03 6 × 10 5 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆P
0, 03 6 × 105
×100 % =
×100 % = 3 ,58 % = 3 AB
P
1 ,00 4 43 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 3 ,58 % = 96,42 %
PF = |P6 ± ∆P6|N/ m 2
= |1,004 ± 0,03 6|105 N/ m 2
7. Kedalaman VII
Ketinggian permukaan zat cair pada pipa U = | 5 , 2 0 + 0,0 5 | cm
P7 = P0 + ρg h 5
P7 = 1 × 105 + ( 948 × 10 × 5,2 × 10 -2 ) N/ m 2
P7 = 1 × 105 N/ m 2 + 492 , 96 N/ m 2
5
2
5
2
P7 = 1 × 10 N/ m + 0,00 4 93 × 10 N/ m
P7 =1,00 4 93 × 105 N/ m 2
∆ρ
∆h
∆P7 =
+
P
ρ
h
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10-2
∆P7 =
+
P
948 5 , 2 × 10 -2
∆P7 = | 0,0 25 + 0,0 0 9|P
∆P7 = ( 0, 03 4 × 1 ,00 4 93 × 105 ) N/ m 2=0,03 4 × 105 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆P
0, 03 4 × 105
×100 % =
×100 % = 3 ,38 % = 3 AB
P
1 ,00 4 93 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 3 ,38 % = 96,2 %
PF = |P7 ± ∆P 7|N/ m 2
= |1,004 ± 0,03 4|105 93N/ m 2
Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik
Dalam kegiatan ini, kedalaman yang digunakan adalah : | 2,00 ± 0,05 | cm
1. Air
a. Massa Jenis Air
m air
V air
3 9 ,3 6 × 10-3
=
kg/ m 3=0,984 × 103 kg/ m 3=984 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m ∆V
∆ρair =
+
ρ
m air Vair air
ρair =
ρair
|
|
|
0,0 1 × 10 -3
1 × 10 -6
+
ρair
3 9 , 3 6 × 10 -3 4 0 × 10 -6
=| 0,00 02 5 + 0,025 | ρair
= ( 0,0 2525 ) ρair
3
3
= 0,0 252 5 × 984 kg/ m =24, 8 4 6 kg/ m
∆ρair =
∆ρair
∆ρair
∆ρair
|
Sehingga:
KR =
∆ρair
24,846
×100 % =
×100 % = 2,5 2% = 3 AB
ρair
9 84
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,52 %
= 97,48%
3
PF = | ρair ± ∆ρair| kg/ m = |984 ± 24 ,84| kg/ m
b. Tekanan hidrostatik pada air
Pair = P0 + ρa g h air
3
Pair = 1 × 105 N/ m 2 + ( 984 × 10 × 2, 0 × 10-2 ) N/ m 2
5
2
2
Pair = 1 × 10 N/ m + 1 96,8 N/ m
Pair = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00 197 × 105 N/ m 2
5
2
Pair =1,00 1 97 × 10 N/ m
∆ρ
∆hair
∆Pair = air +
Pair
ρair
h air
|
|
|
|
24
0,0 5 × 10-2
+
Pair
984
2 , 0 × 10 -2
∆Pair =|0,0 25 + 0,025|Pair
∆Pair = ( 0,05 × 1,00 1 97 × 105 ) N/ m 2=0,05 × 105 N/ m 2
∆Pair =
Sehingga:
KR =
5
∆Pair
0,05 × 10
×100 %=
×100 % = 4 , 99 % = 3 AB
Pair
1,0 01 97 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,99 % = 95,01 %
PF
= |Pair ± ∆Pair| N/ m 2 = |1,0 0 ± 0, 0 5|105 N/ m 2
2. Garam 20 gr
a. Massa jenis garam 20 gr
m
ρgaram = garam
Vgaram
39, 57 × 10-3
ρgaram =
kg/ m 3 =0,98 9 × 103 kg/ m 3=9 8 9 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgaram =
+
ρ
m garam Vgaram garam r
|
|
|
0,0 1 × 10-3
1 × 10 -6
+
ρgaram
3 9 , 57 × 10-3 4 0 × 10-6
= | 0,00 025 + 0,0 25 | ρgaram
= ( 0,0 2525 ) ρgaram
3
3
= 0,0 2525 × 9 8 9 kg/ m =24,97 kg/ m
∆ρgaram =
∆ρgaram
∆ρgaram
∆ρgaram
|
Sehingga:
KR =
∆ρgaram
24, 9 7
×100 % =
×100 % = 2,5 2% = 3 AB
ρgaram
989
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,52 %
b.
= 97,48%
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m 3 = |9 8 9 ± 2 4,97| kg/ m 3
Tekanan hidrostatik pada garam 20 gr
Pgaram = P0 + ρgaram g h garam
Pgaram = 1 × 105 N/ m 2 + ( 9 8 9 × 10 × 2 , 0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pgaram = 1 × 10 N/ m + 197 ,8 N/ m
5
2
5
2
Pgaram = 1 × 10 N/ m + 0,00198 × 10 N/ m
5
2
Pgaram =1,0019 8 × 10 N/ m
∆ρ
∆h garam
∆Pgaram = garam +
Pgaram
ρgaram
h garam
|
|
|
-2
|
24
0,05 × 10
+
P garam
-2
9 80
2, 0 × 10
∆Pgaram =|0,0 25 + 0,025| Pgaram
∆Pgaram = ( 0,050 × 1,00198 × 105 ) N/ m 2=0,050 × 105 N/ m 2
∆Pgaram =
Sehingga:
KR =
∆Pgaram
0,050 × 105
×100 %=
×100 % = 4 ,99 % = 3 AB
5
Pgaram
1,0 0 198 × 10
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,99 % = 95,01 %
PF = |Pgaram ± ∆Pgaram|N/ m 2 = |1,0 0 ± 0,0 50|105 N/ m 2
3. Garam 50 gr
a. Massa jenis garam 50 gr
m
ρgaram = garam
Vgaram
-3
4 0 , 47 × 10
ρgaram =
kg/ m 3=1, 0011 × 103 kg/ m 3=10 11 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgaram =
+
ρ
m garam Vgaram garam
|
∆ρgaram =
∆ρgaram =
∆ρgaram =
∆ρgaram =
|
|
|
0,0 1 × 10-3
1 × 10-6
+
ρgaram
-3
-6
4 0 , 47 × 10
4 0 × 10
| 0,00 025 + 0,0 25 | ρgaram
( 0,0 2525 ) ρgaram
3
3
0,0 2525 × 10 11 kg/ m =25,52 kg/ m
Sehingga:
KR =
∆ρgaram
25, 52
×100 % =
×100 % = 2,5 2% = 3 AB
ρgaram
10 11
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,52 %
= 97,48%
3
b.
PF = | ρgaram ± ∆ρgaram|kg/ m = |1011 ± 2 5,52| kg/ m
Tekanan hidrostatik pada garam 50 gr
Pgaram = P0 + ρgaram g h garam
3
Pgaram = 1 × 105 N/ m 2 + ( 10 11 × 10 × 2 , 0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pgaram = 1 × 10 N/ m + 2 0 2 ,2 N/ m
Pgaram = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00202 × 105 N/ m 2
5
2
Pgaram =1,00202 × 10 N/ m
∆ρ
∆h garam
∆Pgaram = garam +
Pgaram
ρgaram
h garam
|
|
|
|
25,52
0,0 5 × 10-2
∆Pgaram =
+
Pgaram
10 11
2, 0 × 10-2
∆Pgaram =|0, 025 + 0,025| Pgaram
∆Pgaram = ( 0, 05 0 × 1,00202× 105 ) N/ m 2=0, 05 1 × 10 5 N/ m 2
Sehingga:
KR =
∆Pgaram
0, 05 1 × 105
×100 %=
×100 % = 5,00 % = 3 AB
Pgaram
1,00202 × 10 5
DK = 100% - KR = 100% - 5 ,00 % = 95,00 %
= |Pgaram ± ∆Pgaram|N/ m 2 = |1,00 ± 0,0 51|105 N/ m 2
PF
4. Minyak
a. Massa jenis minyak
m
ρminyak = minyak
V minyak
-3
3 4 , 97 × 10
ρminyak =
kg/ m 3=0,8 742 × 103 kg/ m 3=874 ,2 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρminyak =
+
ρ
m minyak Vminyak minyak
|
|
-3
-6
|
0,0 1 × 10
1 × 10
+
ρminyak
-3
-6
3 4 , 97× 10
4 0 × 10
= | 0,00 0 29 + 0,0 25 | ρminyak
= ( 0,0 25 29 ) ρ minyak
3
3
= 0,0 25 29 × 874,2 kg/ m =2 2,1 0 kg/ m
∆ρminyak =
∆ρminyak
∆ρminyak
∆ρminyak
|
Sehingga:
KR =
∆ρ minyak
2 2 ,1 0
×100 % =
×100 % = 2, 67% = 3 AB
ρ minyak
874,2
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,67 %
b.
= 97,33%
PF = | ρminyak ± ∆ρminyak|kg/ m 3 = |8 74,2 ± 2 2,10| kg/ m 3
Tekanan hidrostatik pada minyak
Pminyak = P0 + ρ minyak g h minyak
Pminyak = 1 × 105 N/ m 2 + ( 874 ,2 × 10 × 2 ,0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pminyak = 1 × 10 N/ m + 174,84 N/ m
Pminyak = 1 × 105 N/ m 2 + 0,00175 × 105 N/ m 2
5
2
Pminyak =1,001 75 × 10 N/ m
∆ρ minyak
∆hminyak
∆Pminyak =
+
Pminyak
ρminyak
h minyak
|
|
|
|
2 2,1 0
0,0 5 × 10-2
+
P
8 74 , 2 2 , 0 × 10 -2 minyak
∆Pminyak =|0, 025 + 0,02 5|P minyak
∆Pminyak = ( 0, 05 × 1,00175× 105 ) N/ m 2=0, 05 0 × 105 N/ m 2
∆Pminyak =
Sehingga:
KR =
∆Pminyak
0, 05 0 × 105
×100 %=
×100 % = 4, 99 % = 3 AB
P minyak
1,0 0 175 × 10 5
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,99 % = 95,01 %
= |Pminyak ± ∆Pminyak|N/ m 2 = |1,0 0 ± 0, 05|105 N/ m 2
PF
5. Gliserin
a. Massa jenis gliserin
m
ρgliserin = gliserin
Vgliserin
-3
4 9,22 × 10
ρgliserin =
kg/ m 3=1,2305 × 103 kg/ m 3=1230,5 kg/ m 3
-6
4 0 × 10
∆m
∆V
∆ρgliserin =
+
ρ
m gliserin Vgliserin gliserin
|
|
|
-3
-6
∆ρgliserin
∆ρgliserin
∆ρgliserin
|
0,0 1 × 10
1 × 10
+
ρgliserin
-3
-6
4 9 ,22 × 10
4 0 × 10
= | 0,0002 + 0,025 | ρgliserin
= ( 0,0252 ) ρgliserin
3
3
= 0,0 252 × 1230 ,5 kg/ m =31, 00 kg/ m
∆ρgliserin =
Sehingga:
KR =
∆ρgliserin
31 ,00
×100 % =
×100 % = 2,5 1% = 3 AB
ρgliserin
1 230 ,5
DK = 100% - KR = 100% - 2 ,51 % = 97,49%
3
b.
PF = | ρgliserin ± ∆ρgliserin| kg/ m = |1 230,5 ± 3 1,00| kg/ m
Tekanan hidrostatik pada gliserin
Pgliserin = P0 + ρgliserin g hgliserin
3
Pgliserin = 1 × 10 5 N/ m 2 + ( 12 30 ,5 × 10 × 2 ,0 × 10 -2 ) N/ m 2
5
2
2
Pgliserin = 1 × 10 N/ m + 246,1 N/ m
Pgliserin = 1 × 10 5 N/ m 2 + 0,00246 × 105 N/ m 2
5
2
Pgliserin =1,00246 × 10 N/ m
∆ρ
∆hgliserin
∆Pgliserin = gliserin +
Pgliserin
ρgliserin
h gliserin
|
|
|
|
31, 00
0,0 5 × 10-2
+
Pgliserin
1230 ,5
2,0 × 10-2
∆Pgliserin = |0, 025 + 0,025| Pgliserin
∆Pgliserin = ( 0, 05 × 1,002 4 6× 105 ) N/ m 2=0, 05 0 × 105 N/ m 2
∆Pgliserin =
Sehingga:
KR =
∆Pgliserin
0, 05 0 × 105
×100 %=
×100 % = 4 , 98 % = 3 AB
Pgliserin
1,0 0 246 × 105
DK = 100% - KR = 100% - 4 ,98 % = 95,02 %
= |Pgliserin ± ∆Pgliserin| N/ m 2 = |1,0 0 ± 0, 0 5|105 N/ m 2
PF
TABEL PERBANDINGAN
Kegiatan 1. Perbandingan kedalaman dan tekanan hidrostatik
No
1
2
3
4
5
6
7
Kedalaman (m)
| 0,50 ± 0,05| x 10-2
| 1,20 ± 0,05| x 10-2
| 1,80 ± 0,05| x 10-2
| 2,50 ± 0,05| x 10-2
| 2,30 ± 0,05| x 10-2
| 4,50 ± 0,05| x 10-2
| 5,20 ± 0,05| x 10-2
Tekanan Hidrostatik (N/m2)
| 1,000 ± 0,125 | x 105
| 1,001 ± 0,669 | x 105
| 1,001 ± 0,053 | x 105
| 1,002 ± 0,045 | x 105
| 1,003 ± 0,040 | x 105
| 1,004 ± 0,036 | x 105
| 1,004 ± 0,034 | x 105
Kegiatan 2. Perbandingan antara massa jenis dengan tekanan hidrostatik
No
1
2
3
4
5
Massa Jenis Zat Cair
(kg/m3)
984
989
1011
874,2
1230,5
Tekanan Hidrostatik (N/m2)
5
1,00197 × 10
1,00 198 × 105
5
1,0 0 20 2 × 10
5
1,0017 5 × 10
5
1,002 4 6 × 10
PEMBAHASAN
Pada praktikum tekanan hidrostatik ini dilakukan dua kegiatan. Kegiatan
pertama kita membandingkan hubungan antara kedalaman dengan tekanan
hidrostatik. Kegiatan kedua membandingkan antara massa jenis dengan tekanan
hidrostatik. Pada kegiatan pertama didapat hasil pengukuran tekanan pada
kedalaman | 0,50
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,000 ± 0,125 | x 105, tekanan pada
kedalaman| 1,20
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,001 ± 0,669 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 1,80
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,001 ± 0,053 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 2,50
±
0,05 | x 10-2 sebesar | 1,002 ± 0,045 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 3,30
±
0,05| x 10-2 sebesar | 1,003 ± 0,040 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 4,50
±
0,05| x 10-2 sebesar | 1,004 ± 0,036 | x 105, tekanan pada
kedalaman | 5,20
±
0,05| x 10-2 sebesar | 1,004 ± 0,034 | x 105. Dari hasil
tersebut dapat dikatakan bahwa semakin besar kedalaman maka semakin besar
pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Jadi kedalaman berbanding lurus dengan
tekanan.
Pada kegiatan kedua didapat hasil pada jenis zat cair air yang massa jenisnya
sebesar
9 84 kg/ m
5
1,001 97 × 10 N/ m
sebesar
5
989,25
× 10 N/ m
2
2
3
didapat
tekanan
hidrostatik
, pada jenis zat cair garam 20 gr yang massa jenisnya
kg/ m
3
didapat
tekanan
hidrostatik
sebesar
1,00198
, pada jenis zat cair garam 50 gr yang massa jenisnya sebesar
10 11,7 kg/ m
3
didapat tekanan hidrostatik sebesar
pada jenis zat cair minyak yang massa jenisnya sebesar
tekanan hidrostatik sebesar
5
1,00 17 5 × 10 N/ m
yang massa jenisnya sebesar 1230,5
1,00246
sebesar
5
× 10 N/ m
2
kg/ m
3
2
5
1,0 0202 × 10 N/ m
8 74,2 kg/ m
3
2
,
didapat
, pada jenis zat cair gliserin
didapat tekanan hidrostatik sebesar
. Dari hasil diatas dapat dikatakan bahwa semakin besar
massa jenis maka semakin besar pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Jadi
massa jenis berbanding lurus dengan tekanan.
Sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa tekanan hidrostatik dipengaruhi
oleh kedalaman, massa jenis, dan percepatan gravitasi ternyata terbukti. Sesuai
dengan hasil praktikum yang diperoleh bahwa semakin besar kedalaman maka
tekanan hidrostatiknya juga semakin besar. Dan massa jenis berbanding lurus
dengan tekanan hidrostatik maka semakin besar massa jenis maka semakin besar
pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Dan percepatan gravitasi dibutuhkan
untuk mengubah tanda ( ~ )
menjadi tanda (=) dan diperoleh persamaan :
P = ρ.g.h
SIMPULAN DAN DISKUSI
Berdasarkan hasil percobaan, disimpulkan bahwa kedalaman berpengaruh
terhadap besar tekanan hidrostatik. Semakin besar kedalaman maka semakin besar
pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Dan massa jenis juga berpengaruh
terhadap besarnya tekanan hidrostatik. Semakin besar massa jenis maka semakin
besar pula tekanan hidrostatik yang dihasilkan. Dari hasil analisis dimensi, dapat
disimpulkan bahwa untuk mengubah tanda ( ~ ) menjadi tanda (=) maka
dibutuhkan konstanta yakni konstanta percepatan gravitasi (g).
DAFTAR RUJUKAN
Herman dan Asisten LFD.2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar :
Universitas Negeri Makassar.
Giancolli.2001( terjemahan Yuhliza Hanum ). Fisika Edisi Kelima Jilid 1.
Jakarta : Erlangga.