A. Tujuan
1. Menentukan
kekuatan pancaran air yang keluar dari lubang
2. Membuktikan
hukum pokok hidrostatis
B. Landasan
Teori
Tekanan didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Apabila gaya F
bekerja secara tegak lurus dan merata pada permukaan bidang seluas A, maka
tekana pada permukaan itu dirimuskan:
dengan:
P
= tekanan (N/m2)
F = gaya (N)
A
= luas penampang (m2)
Penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada paku
dan pisau. Ujung paku dibuat runcing dan pisau dibuat tajam untuk mendapatkan
tekanan yang lebih besar, sehingga lebih mudah menancap pada benda lain.
Tekanan yang berlaku pada zat cair adalah tekana hidrostatis, yang
dipengaruhi oleh kedalamannya. Hal ini dapat dirasakan oleh perenang atau
penyelam yang merasakan adanya diseluruh badan, karena fluida memberikan
tekanan ke segala arah.
Besarnya
tekanan hidrostatis di sembarang titik dalam fluida dapat ditentukan sebagai
berikut.
dengan:
P = tekanan hidrostatis (N/m2)
= massa
jenis zat cair (kg/m3)
=
percepatan gravitasi (m/s2)
= kedalaman (m)
Apabila tekanandari luar (tekanan barometer) diperhitungkan,
maka dihasilkan:
dengan:
= tekanan udara luar
(N/m2)
Berdasarkan hal tersebut, dapat
dinyatakan bahwa tekana dalam zat cair
disebabkan oleh gaya gravitasi, yang besarnya tergantung pada kedalamannya. Hal
ini menunjukkan bahwa titik-titik yang berada pada kedalaman yang sama
mengalami tekana hidrostatis yang sama pula. Peristiwa ini dikenal dengan Hukok
Pokok Hidrostatis yang dinyatakan “
Tekanan hidrostatis di semua titik yang terletak pada satu bidang ,endatar
didalam satu jenis zat cair besarnya sama.”
Berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatis, maka tekanan di titik A, B,
dan C besarnya sama.
PA = PB = PC =
Hidrostatis dimanfaatkan antara lain
dalam mendesain bendungan, yaitu semakin ke bawah semakin tebal; serta dalam
pemasangan infus, ketinggian diatur sedemikian rupa sehingga tekanan zat cair
pada infus lebih besar daripada tekanan darsh dalam tubuh.
C.
Permasalahan
Apabila sebuah botol air mineral memiliki 4 buah lubang yang masing-masing lubang diberi
tanda A, B, C, dan D pada posisi ketinggian yang berbeda dan diameter lubang
yang sama. Kemudian botol tersebut di isi dengan air. Apa yang akan terjadi?
Bagaimanakah kekuatan pancaran air dari masing-masing lubang?
D.
Hipotesis
Air akan memancar dari ke 4 buah lubang
tersebut. Namun kekuatan dan jarak pancaran air dari ke 4 lubang tersebut akan
berbeda-beda. Pancaran air yang paling kuat dan jarak pancaran yang paling
ajauh berasal dari lubang yang paling bawah (lubang D). Hal ini dikarenakan semakin
bawah atau rendah ketinggian lubang, semakin besar tekanan hidrostatisnya yang
mengakibatkan semakin kuat pancaran dan semakin jauh jarak pancaran airnya.
E. Alat
dan Bahan
1. Botol
air mineral
2. Paku
atau jarum
3. Plester
4. Ember
5. Air
F. Langkah-langkah
Percobaan
1. Sediakan
terlebih dahulu alat dan bahan yang diperlukan
2. Buat
4 buah lubang pada botol air mineral menggunakan paku, dengan ketinggian yang
berbeda dan diameter lubang yang sama.
3. Tutup
ke 4 buah lubang tersebut dengan plester
4. Isi
botol air mineral dengan air
5. Buka
plester satu persatu
6. Amati
kekuatan dan jarak pancaran air yang keluar dari masing-masing lubang !
G. Data
Hasil Pengamatan
H. Analisis
data
I.
Pertanyaan
Permasalan
yang muncul dari percobaan di atas adalah sebagai berikut!
1. Apa
yang akan terjadi jika botol yang berisi air tersebut ditutup rapat / tidak
diberi udara? Mengapa demikian ?
2. Mengapa
pancaran air pada sebuah bejana berlubang semakin ke bawah semakin kuat
pancarannya ?
3. Besaran
apa yang mempengaruhi tekanan hidrostatis pada suatu fluida?
4. Mengapa
sebuah bendungan didesain dengan bentuk semaikn ke dasar bendungan semakin
tebal?
J.
Jawaban Pertanyaan
1. Udara akan masuk melalui lubang A dan air akan
memancar dari lubang B, C, dan D dengan kekuatan dan jarak pancaran air yang berbeda.
Dimana lubang D memancar dengan kekuatan yang paling kuat dan jarak pancarannya
juga yang paling jauh. Hal ini dikarenakan semakin ke bawah semakin besar
tekanan hidrostatisnya.
2. Karena
semakin bawah atau semakin dalam kedalamannya, maka semakin besar tekanan
hidrostatisnya.
3. Besaran
yang mempengaruhi tekanan hidrostatis adalah:
a. Massa
jenis zat cair (
b. Percepatan
gravitasi (g)
c. Ketinggian
atau kedalaman (h)
4. Karena
semakin dasar / semakin bawah, semakin besar tekanan hidrostatisnya dan apabila
tembok bendungan yang berada di dasar tidak tebal, maka bendungan dengan itu
lambat laun akan cepat rusak atau runtuh karena besarnya tekanan hidrostatis
yang berada di dasar.
K. Kesimpulan
Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa kekuatan dan jarak
pancaran yang paling besar berasal dari lubang yang paling bawah. Hal ini
terjadi karena semakin bawah atau semakin ke dasar , semakin besar tekanan
hidrostatisnya. Selain itu tekanan hidrostatis pada suatu fluida dipengaruhi
oleh massa jenit zat cair (, percepatan gravitasi
(g), dan ketinggian atau kedalaman (h). Salah satu contoh dari
pemanfaatannya adalah dalam mendesain bendungan, yang semakin dalam atau ke
dasar, tembok bendungan akan semakin lebar.
L. Daftar
Pustaka
Haryadi,Bambang.
2009. Fisika: Untuk SMA/MA Kelas XI.
Jakarta:Pusat Perbukuan Depatermen Pendidikan Nasional.
Nur
Komarudin, Sofyan Hidayat, Lily Amalia. 2005. FISIKA 2 Kelas XI SMA dan MA. Bandung: PT Remaja Rosdakarya.
No comments:
Post a Comment