Makalah Venturimeter Fisika [PDF]

Citation preview

Penerapan Hukum Bernoulli pada Venturimeter



Disusun oleh : Januar Tatal



H10211910



Muhammad Halfi Nura



H10211910



Nupi



H10211910



Sabrina Aliyyah Putri Maharani



H1021191023



Qariatus Shalihah



H10211910



Yudha Elsa Satria



H10211910



PRORAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMTIKA DAN ILMU PEGETAHUAN ALAM UNIVERSITS TANJUNGPURA 2019



i



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Tuhan YME yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul Penerapan Hukum Bernoulli pada Venturimeter ini tepat pada waktunya. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah fisika 1b. Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang penerapan hukum bernoulli pada venturimeter bagi para pembaca dan juga bagi penulis. Penulismengucapkan terima kasih kepada Ibu Asyifa Asri,S.si,M.Selaku dosen fisika 1b yang telah memberikan tugas ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi pengetahuannya sehingga penulisdapat menyelesaikan makalah ini dengan sebaik mungkin. Penulis menyadari, makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan makalah ini kedepannya. Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada pembacanya dan dapat dijadikan acuan sebagai bahan pembelajaran mengenai materi penerapan hukum bernoulli pada venturimeter.



Pontianak, 16 September 2019



Tim penulis



ii



DAFTAR PUSTAKA



HALAMAN JUDUL ……………………………………………......................................…. I



KATA PENGANTAR ………………………………....................................……………… ii



DAFTAR ISI ………………………………………….................................………………. iii



BAB I PENDAHULUAN ……………………………………............................................... 1 A. Latar Belakang …………………………………………..................................................... 1 B. Rumusan Masalah ……………………………………........................................................ 1 C. Tujuan Penulisan ………………………………………..................................................... 2 D. Manfaat Penulisan ………………………………………................................................... 2



BAB II KAJIAN TEORI ……...………………………………............................................ 3 2,1 Hukum Bernoulli …………………………………….................................................... 3 2.2 Venturimeter ……………….………………………...................................................... 3



BAB III PENUTUP ………………………………………………....................................... 7 A. Simpulan……………………………………………….............................................. 7



DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………......................................... 8



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Asas Bernoulli dikemukakan pertama kali oleh Daniel Bernoulli (1700 – 1782). Dalam kertas kerjanya yang berjudul "Hydrodynamica", Bernoulli menunjukkan bahwa begitu kecepatan aliran fluida meningkat maka tekanannya justru menurun. Asas Bernoulli adalah tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah . Jadi semakin besar kecepatan fluida dalam suatu pipa maka tekanannya makin kecil dan sebaliknya makin kecil kecepatan fluida dalam suatu pipa maka semakin besar tekanannya. Kecepatan dan debit yang dimiliki oleh fluida yang mengalir dapat dicari dengan menggunakan venturimeter. Dari perubahan ketinggian fluida tersebut pada venturimeter dapat dicari berapa debit dan kecepatan fluida dengan menggunakan persamaan Bernoulli, persamaan kontinuitas dan perhitungan yang didapat dari venturimeter. Venturimeter merupakan alat yang bernama pipa venturi. Pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada. Sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venture, luas penampang pipa bagian tepi memiliki penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Zat cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebi sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan kecepatan.



1.2. Rumusan Masalah 



Bagaimana prinsip kerja venturimeter?







Bagaimana pembuktian dengan venturimeter?



1



1.3. Tujuan Penulisan 



Untuk mengetahui kegunaan venturimeter.







Untuk mengetahui prinsip kerja venturimeter.



1.4. Manfaat Penulisan 



Memberikan informasi tentang cara kerja venturimeter.







Memberikan informasi tentang pembuktian dengan venturimeter



2



BAB II KAJIAN TEORI 2.1.Hukum Bernoulli Prinsip atau hukum Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli. Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).



2.2.Venturimeter Venturimeter atau pipa venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Fluida dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebi sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan kecepatan. Alat ini dapat dipakai untuk mengukur laju aliran fluida. Venturimeter digunakan sebagai pengukur volume fluida misalkan udara yang mengalir tiap detik. Ada dua jenis venturimeter yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain. Pada makalah ini penulis membahas venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain.



3



Venturimeter dapat dibagi 4 bagian utama yaitu : a. Bagian Inlet: Bagian yang berbentuk lurus dengan diameter yang sama seperti diameter pipa atau cerobong aliran. Lubang tekanan awal ditempatkan pada bagian ini. b. Inlet Cone: Bagian yang berbentuk seperti kerucut, yang berfungsi untuk menaikkan tekanan fluida. c. Throat (leher): Bagian tempat pengambilan beda tekanan akhir bagian ini berbentuk bulat datar. Hal ini dimaksudkan agar tidak mengurangi atau menambah kecepatan dari aliran yang keluar dari inlet cone.



Gambar 1. Pipa venturi dengan manometer



Pada venturimeter, fluida masuk melalui bagian inlet dan diteruskan ke bagian outlet cone. Pada bagian inlet ini ditempatkan titik pengambilan tekanan awal. Pada bagian inlet cone fluida akan mengalami penurunan tekanan yang disebabkan oleh bagian inlet cone yang berbentuk kerucut atau semakin mengecil kebagian throat. Kemudian fluida masuk kebagian throat inilah tempat-tempat pengambilan tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bulat datar. Lalu fluida akan melewati bagian akhir dari venturi meter yaitu outlet cone. Outlet cone ini berbentuk kerucut dimana bagian kecil berada pada throat, dan pada Outlet cone ini tekanan kembali normal. Jika aliran melalui venturi meter itu benar-benar tanpa gesekan, maka tekanan fluida yang meninggalkan venturimeter tentulah sama persis dengan fluida yang memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang bersifat permanen dalam tekanan.



4



Penurunan tekanan pada inlet cone akan dipulihkan dengan sempurna pada outlet cone. Gesekan tidak dapat ditiadakan dan juga kehilangan tekanan yang permanen dalam sebuah meteran yang dirancangan dengan tepat. Untuk menentukan kelajuan aliran v1 dinyatakan dalam besaran-besaran luas penampang A1 dan A2 serta perbedaan ketinggian zat cair pada tabung U yang berisi raksa (h). Ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil (A2), maka laju fluida bertambah. Pada kasus ini, dapat menggunakan asas kontiunitas. Menurut prinsip Bernoulli, jika kelajuan fluida bertambah, maka tekanan fluida tersebut menjadi kecil. Jadi tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil tetapi laju aliran fluida lebih besar. Ini dikenal dengan Efek Venturi dan menujukkan secara kuantitatif bahwa jika laju aliran fluida tinggi, maka tekanan fluida menjadi kecil. Demikian pula sebaliknya, jika laju aliran fluida rendah maka tekanan fluida menjadi besar. Oleh karena itu, dapat diturunkan rumus menghitung kecepatan aliran menggunakan pipa venturi dengan manometer adalah sebagai berikut. *) Tinjauan dari Tekanan Hidrostatik



PA = PB Jadi, pada PA adalah tekanan dititik 1 ditambah tekanan hidrostatiknya. PB adalah tekanan dititik 2 ditambah tekanan hidrostatik pada fluida dititik h3 ditambah tekanan hidrostatik raksa.



5



P1 + ρ.g.h1 = P2 + ρr.g.h2 + ρ.g.h3 ρ.g.h1 - ρr.g.h2 - ρ.g.h3 = P2 - P1 ρ.g ( h3 - h1 ) - ρr.g.h2 = P2 - P1 ρ.g.h - ρr.g.h2 = P2 - P1



Adapun pembuktian rumus pipa venturi sebagai berikut:



6



BAB III PENUTUP 3.1 Simpulan Venturimeter adalah sebuah alat yang digunakan sebagai pengukur volume fluida. Venturimeter juga disebut dengan pipa venturi. Pipa venturi merupakan pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar, dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Zat cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebi sempit, dengan demikian, maka akan terjadi perubahan kecepatan. Prinsip kerja dari venturimeter adalah menggunakan persamaan kontinuitas dan Persamaan Bernouli.



7



DAFTAR PUSTAKA



Agriethira, L. Patianom. 2011. Hukum Bernoulli Terdapat pada https://agiet27.wordpress.com/category/hukum-bernoulli/ Diakses pada 17 September 2019



Pahrudin, Adib. 2014. Penerapan Hukum Bernoulli Dalam Kehidupan Sehari – Hari Terdapat Pada http://adib-pahrudin.blogspot.co.id/2014/12/penerapan-hukumbernoulli-dalam_11.html Diakses Pada 16 September 2019



Maulana.2010.Penggunaan dari Venturimeter Terdapat pada https://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101024011746AAPJAOd. Diakses Pada 16 September 2019



Rachmansyah, Yoki. 2015. Mekanika Fluida Terdapat



pada



http://yokirachmansyah.blogspot.co.id/2015/12/aplikasi-bernoulli-



venturimeter-tanpa.html Diakses Pada 16 September 2019



Jimpez, Yayan. 2015. Makalah Tentang Venturi Terdapat pada http://yayansjimpes.blogspot.co.id/2015/07/makalah-tentangventuri.html Diakses Pada 16 September 2019



8



Permata, Irtia. 2018. Venturimeter Terdapat pada https://fluidadinamis.weebly.com/venturimeter.html



Diakses pada 17 September 2019



9