LAPORAN PRAKTIKUM Hukum Archimedes Dan Hukum Utama Hidrostatis [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR “Hukum Archimedes dan Hukum Utama Hidrostatis” Disusun Oleh : 1. M. Fadly



NPM : 065117199



2. Andi Nurjaman



NPM : 065117204



3. Hanif Prasetyo



NPM : 065117207



Tanggal Percobaan



: 25 November 2017



Rekan Kerja: 1. Arie Fajar R.P



NPM : 065117203



2. Cita Suci Saputri



NPM : 065217183



3. Rizky Septiyadi



NPM : 065117208



Asisten Praktikum



: 1. Desi Astriningsih 2. Desi Tri Sularsih 3. Noorlela Marcheta 4. Nural Fahira



LABORATORIUM FISIKA PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN 2017



BAB I PENDAHULUAN 1.1. TujuanPercobaan



Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah mempelajari dan membuktikan berlakunya Hukum Archimides dan Hukum Utama hidrostatis serta penggunaannya dalam mengukur kerapatan zat padat dan zat cair. 1.2. DasarTeori 1.2.1. HukumArchimides Bunyi Hukum Archimides: "Suatu benda



yang dicelupkan kedalam zat cair akan mengalami gaya tekan



keatas (Fa) seberat zat cair yang dipindahkan".



Tekan keata sini (Fa) secara matematis dituliskan ebagai berikut: Fa= ρc . Vc . g



Keterangan: Fa = Gaya tekan keatas (N) Vc= volume zat cair yang dipindahkan (m3) g = Percepatan gravitasi (m.s2) ρc =kerapatan / massa jenis zat cair (Kg.m-3) Adanya gaya tekan keatas ini menyebabkan adanya berat semu benda di dalam air. Berat benda didalam air adalah hasil pengurangan dari berat benda di udara oleh gaya tekan keatasnya.



wa = wu - Fa



Keterangan: wa = Berat benda didalam air wu = beratbenda di udara Fa = Gaya tekan keatas



Adanya gaya tekan keatas juga menyebabkan benda mengalami 3 kondisi yang berbeda, yaitu: terapung, melayang, dantenggelam







Terapung(ρb ρf)



1.2.2. Hukum Utama Hidrostatis Hidrostatika adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida yang tidak mengalir / tidak bergerak / statis. Kajiannya mencakup semua kondisi fluida dalam keadaan kesetimbangan yang stabil. Tekanan adalah gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu permukaan bidang dan dibagi luas permukaan bidang tersebut.



BunyiHukumUtamaHidrostatis: “Tekanan Hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar didalam zatcair yang sejenis dalam keadaan setimbang adalah sama”. Tekanan Hidrostatis (Ph) dapat dinyatakan sebagai berikut: Ph = ρ . g . h Keterangan: Ph = tekanan hidrostatis (N.m-2) ρ = massa jenis fluida (kg.m-3) g = percepatan gravitasi (m.s-2) h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m)



Tekanan total di titik A dan titik B sama besar. Menuru tpersamaan tekanan hidrostatis, besarnya tekanan di titik A dan titik B bergantung pada massa jenis fluida dan ketinggian fluida di dalam tabung. Secara matematis, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut: PhA = PhB ρA . g . hA = ρB . g . hB ρA . hA = ρB . hB



BAB II ALAT DAN BAHAN



1. Peralatan yang Digunakan a. Gelas Piala / gekas ukur 500 ml b. Bejana berhubungan (pipa U) c. Pipet Tetes d. Kertas atau benang 2. Bahan yang Digunakan a. Air b. Minyak goreng c. Minyak tanah



BAB III METODE PERCOBAAN PercobaanHukumUtamaHidrostatik 1) Menyiapkan pipa U, air, minyak goreng dan minyak tanah; 2) Mengisi pipa U dengan air secukupnya 3) Menambahkan 20 tetes minyak goreng pada salah satu pipa dengan pipet; 4) Menghitung kerapatan minyak goreng dengan menggunakan persamaan: ρ minyak= 5) Menambahkan kembali minyak goreng dan ukur kembali h1 dan



h2 serta hitung



kerapatannya. Lakukan penambahan dan perhitungan ini hingga empat kali; 6) Lakukan percobaan 1 sampai 5 dengan menggunakan minyak tanah



BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN 4.1. Data Pengamatan



Berdasarkan pengamatan den percobaan yang telah dilakukan pada hari Sabtu, 02 Desember 2017. Kelompok kami mendapatkan hasil data pengamatan sebagai berikut : KeadaanRuangan



P(cm)Hg



T



C (%)



SebelumPercobaan



75,6



26



71



SesudahPercobaan



75,5



26



69



Tabel 1 No JenisMinyak



tetes



hair hminyak(cm) (cm)



(gr.cm3



)



1



10



0,7 0,9



0,78



2



20



1,7 2



0,85



3



MinyakGoreng 30



2,3 2,5



0,92



4



40



3,1 3,4



0,912



1,95 2,2



0,8655



Tingkat Ketelitian Minyak Goreng



= 95,8%



Tabel 2 No JenisMinyak tetes



hair hminyak(cm) (cm)



(gr.cm3



)



20



1,1 1,3



0,846



30



1,7 2



0,85



40



2,1 2,7



0,778



4



50



2,2 2,8



0,786



5



60



2,5 3,4



0,735



1 2 Minyak



3



Tanah



0,799



Tingkat Ketelitian Minyak Tanah



4.2. Data Perhitungan = batasbawahminyak – batasatas air



hair



hminyak = batasbawahminyak – batasatasminyak =



Ket: h₁ = hair h2 = hminyak Ketelitian = (1 Ket: ρ1 = ρliteratur ρ2 = ρpercobaan =



)x 100%



= 96,4%



A. Minyak Goreng Diketahui : - ρ minyak goreng = 0,904 gr/cm3 



Percobaan 1



10 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak ) Hair



= 10 – 9,3 = 0,7 cm



Hminyak



= 10 – 9,1 = 0,9 cm



𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



0,7



= 0,9



= 0,78 gr/cm3 



Percobaan 2



20 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak) Hair = 10,5 – 8,8 = 1,7 cm Hminyak = 10,5 – 8,5 = 2 cm 𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



=



1,7 2



= 0,85 gr/cm3







Percobaan 3



30 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak) Hair = 10,7 – 8,4 = 2,3 cm Hminyak = 10,7 – 8,2 = 2,5 cm 𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



2,3



= 2,5 = 0,92 gr/cm3 



Percobaan 4



40 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak) Hair = 11,2 – 8,1 = 3,1 cm Hminyak = 11,2 – 7,8 = 3,4 cm 𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



3,1



= 3,4 = 0,912 gr/cm3 ̅) Rata-rata (𝒙 0,7+1,7+2,3+3,1







Hair =







Hminyak =







𝜌=



= 1,95 cm



4 0,9+2+2,5+3,4



= 2,2 cm



4 0,78+0,85+0,92+0,912 4



= 0,8655 gr/cm3



Tingkat Ketelitian ( 1-|



̅ 𝝆 𝒍𝒊𝒕𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓− 𝝆 𝝆 𝒍𝒊𝒕𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓



| ) x 100%



0,904−0,8655



= ( 1-|



| ) x 100%



0,904 0,0385



= ( 1-| 0,904 | ) x 100% = ( 1-0,042 ) x 100% = 95,8% B. Minyak Tanah Diketahui : 



ρ minyak tanah = 0,805 gr/cm3



Percobaan 1



10 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak ) Hair = 10 – 9,2 = 0,8 cm Hminyak = 10 – 9 = 1 cm 𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



=



0,8 1



= 0,8 gr/cm3 



Percobaan 2



20 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak ) Hair = 10,3 – 8,8 = 1,5 cm Hminyak = 10,3 – 8,6 = 1,7 cm



𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



=



1,5 1,7



= 0,882 gr/cm3 



Percobaan 3



30 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak ) Hair = 10,5 – 8,6 = 1,9 cm Hminyak = 10,5 – 8,2 = 2,3 cm 𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



1,9



= 2,3



= 0,826 gr/cm3 



Percobaan 4



40 tetesan minyak goreng Hair = BBM( Batas Bawah Minyak ) - BBA ( Batas Atas Minyak ) Hminyak = BBM ( Batas Bawah Minyak ) – BAM (Batas Atas MInyak ) Hair = 10,7 – 8,3 = 2,4 Hminyak = 10,7 – 7,8 = 2,9 𝜌2 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ



ℎ𝑎𝑖𝑟



𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



=



2,4 2,9



= 0,828 gr/cm3



̅) Rata-rata (𝒙 0,8+1,5+1,9+2,4







Hair =







Hminyak =







𝜌=



= 1,65 cm



4 1+1,7+2,3+2,9



= 1,975 cm



4 0,8+0,882+0,826+0,828 0,834



= 0,834 gr/cm3



Tingkat Ketelitian ( 1-|



̅ 𝝆 𝒍𝒊𝒕𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓− 𝝆



| ) x 100%



𝝆 𝒍𝒊𝒕𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓 0,805−0,834



= ( 1-|



0,805



| ) x 100%



0,029



= ( 1-|0,805| ) x 100% = ( 1-0,036) x 100% = 96,4% C. Perhitungan 



Minyak Goreng



∆𝒉𝒂𝒊𝒓



(1,95−0,7)2 + (1,95+1,7)2 + (1,95−2,3)2 + (1,95−3,4)2



=√



4(4−1)



(1,25)2 + (0,25)2 + (−0,35)2 + (−1,45)2



=√



4(3) 1,5625+0,0625+0,1225+2,1025



=√



12 3,85



=√ 12



= √0,32083 = 0,566 cm (2,2−0,9)2 + (2,2−2)2 + (2,2−2,5)2 + (2,2−3,4)2



∆ℎ𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = √



4(4−1) (1,3)2 +(0,2)2 +(−0,3)2 + (−1,2)2



= √



4(3)



1,69+0,04+0,09+1,44



=√



12



3,26



=√ 12



= √0,2716 = 0,521 cm (0,8655−0,78)2 +(0,8655−0,85)2 +(0,8655−0,92)2 +(0,8655−0,912)2



∆𝝆



=√



4(4−1) (0,0855)2 +(0,0155)2 +(−0,0545)2 +(−0,0465)2



=√



4(3) 0,00731025+0,00024025+0,00297025+0,00216225



=√



12



0,012683



=√



12



= √0,001056916 = 0,032 gr/cm3  ∆ℎ𝑎𝑖𝑟



Minyak Tanah (1,65−0,8)2 + (1,65−1,5)2 + (1,65−1,9)2 + (1,65−2,4)2



=√



4(4−1)



(0,85)2 +(0,15)2 +(−0,25)2 + (−0,75)2



=√



4(3) 0,7225+0,0225+0,0625+0,5625



=√



12 1,37



= √ 12



= √0,11416 = 0,338 cm



∆ℎ𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘



(1,975−1)2 + (1,975−1,7)2 + (1,975−2,3)2 + (1,975−2,9)2



=√



4(4−1) (0,975)2 + (0,275)2 + (−0,325)2 + (−0,925)2



=√



4(3) 0,950625+0,075625+0,105625+0,855625



=√



12 1,9875



=√



12



= √0,165625 = 0,407 cm ∆ℎ𝜌



(0,834−0,8)2 + (0,834−0,882)2 + (0,834−0,826)2 + (0,834−0,828)2



=√



4(4−1) (0,034)2 + (−0,048)2 + (0,008)2 + (0,006)2



=√



4(3) 0,001156+0,002304+0,000064+0,000036



=√



12 0,00356



=√



12



= √0,000296 = 0,017 gr/cm3



BAB V PEMBAHASAN



Pada pembahasan kali ini kami Membahas percobaan Hukum Utama hidrostatis. Karena Hukum Archimides telah dibahas pada percobaan minggu-minggu sebelumnya. Sebelum kami melakukan percobaan hukum utama hidrostatik, kami terlebih dahulu mengamati keadaan ruangan seperti mengukur kelembaban, temperatur, dan tekanan udaranya. Begitu pula setelah percobaan selesai, kami kembali mengamati keadaan ruangan seperti sebelum percobaan.Sehingga diperoleh data sebagai berikut: KeadaanRuangan



P(cm)Hg



T



C (%)



SebelumPercobaan



75,6



26



71



SesudahPercobaan



75,5



26



69



Percobaan utama hidrostatik ini dilakukan dengan cara mengisi pipa U dengan air secukupnya, lalu menambahkan tetes minyak goreng sebanyak 20 tetes menggunakan pipet. Ukur batas atas air, batas atas minyak, dan batas bawah minyak sehingga kerapatan minyak tersebut dapat dicari. Ulangi hal ini sampai lima kali, dengan menambahkan 10 tetes minyak goreng setiap kalinya. Lakukan hal yang sama menggunakan minyak tanah. Tetapi sebelum mengganti dengan menggunakan minyak tanah, pipa U harus di cuci dan diganti airnya terlebih dahulu. Dan pipet yang digunakan pun harus berbeda dengan pipet yang digunakan pada minyak goreng. Karena, minyak goreng dan minyak tanah tidak sejenis dan kerapatannya pun berbeda. Sehingga dapat mempengaruhi pengukuran kerapatan nantinya. Berikut data yang diperoleh dari percobaan hukum utama hidrostatik:



Tabel 1 No JenisMinyak



tetes



hair hminyak(cm) (gr.cm-



(cm)



3



)



1



10



0,7 0,9



0,78



2



20



1,7 2



0,85



3



MinyakGoreng 30



2,3 2,5



0,92



4



40



3,1 3,4



0,912



1,95 2,2



0,8655



Tabel 2 No JenisMinyak



tetes



hair



hminyak(cm) (gr.cm-



(cm)



3



)



20



1,1 1,3



0,846



30



1,7 2



0,85



40



2,1 2,7



0,778



4



50



2,2 2,8



0,786



5



60



2,5 3,4



0,735



1 2 3



Minyak Tanah



0,799



Dari percobaan ini, didapatkan data hasil pengamatan berupa tinggi kolom air, tinggi kolom minyak, dan kerapatan atau massa jenisnya. Dan untuk mendapatkan data hasil pengukuran dengan tingkat ketelitian yang tinggi, kami juga perlu hati-hati dalam setiap kali meneteskan minyak goreng atau minyak tanah kedalam pipa U. Karena kecerobohan dalam hal ini, dapat mempengaruhi tingkat ketelitian juga. Adapun ketelitian yang kami peroleh dari percobaan menggunakan minyak goreng adalah 95,8 % sedangkan ketelitian dari percobaan menggunakan minyak tanah adalah 96,4 %.



BAB VI KESIMPULAN Dari pengamatan percobaan yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Massa jenis atau kerapatan merupakan suatu ciri khas benda. 2. Berapapun volumenya,



zat



yang



jenisnya sama memiliki massa jenis



yang sama, begitu pula sebaliknya. 3. Setiap zat mempunyai massa jenis zat yang berbeda-beda. 4. Apabila dalam meneliti setiap perubahan tetesnya kurang teliti, akan menyebabkan kerapatan percobaan berbeda jauh dari kerapatan literartur, dan tingkat ketelitiannya pun akan rendah.



DAFTAR PUSTAKA Ibrahim, Solihin. 2000.Fisika. Erlangga: Jakarta Foster, Bob. 2003 “FisikaTerpadu 1, 2, 3” Jakarta: Erlangga Giancoli, D.C. 1998. “Physics: Principles and Applications”, 5th edition, Prentice-Hall Sears, Zemansky, 1985 “FisikauntukUniversitas”, terj. Binancipta A Laboratory Manual of Physics. Tyler Edward Arnold. 1997