Modul praktikum Laboratorium Fisika (menentukan debit air)
1.
KATA PENGANTAR
Alhamdulilah,
segala puji bagi Allah SWT yang telah memberi taufik dan hidayah-Nya, sehingga
penulis dapat menyusun penuntun praktikum MENENTUKAN DEBIT AIR,praktikum
sederhana ini dibuat disebabkan karena sebagian di sekolah belum membuat praktikum.
Salawat dan
salam tidak lupa pula kita sampaikan kepada Nabi besar Muhammad SAW yang telah
membawa kita ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Penuntun ini
bertujuan untuk dapat membantu para guru-guru Fisika di sekolah dan guru akan
memberikan kepada siswa di sekolah tersebut
dalam proses pembelajaran.
Penuntun ini
diberikan kepada siswa disekolah, mahasiswa serta terutama dalam
mengaplikasikan ilmunya di masyarakat. Kiranya penuntun ini berguna pula bagi
siswa/mahasiswa eksakta lainnya.
Penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada:
1. Bapak Ridhwan, M.Si dan Bapak Jufrisal,
S.Pd.I selaku dosen/asisten pengasuh mata kuliah Laboratorium Fisika-II.
2. Teman-teman semua yang telah banyak
membantu dalam membuat penuntun praktikum ini sehingga dapat terselesaikan.
Akhirnya,
penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penuntun praktikum ini, untuk
itu penulis dengan segala kerendahan hati menerima kritikan dan saran yang
bersifat membangun, guna untuk menyempurnakan dimasa-masa yang akan datang.
Banda Aceh, 20 Januari 2014
Penulis
2.
DAFTAR ISI
1. KATA PENGANTAR............................................................................... 1
2. DAFTAR ISI.............................................................................................. 2
3. TATA TERTIB LABORATORIUM......................................................... 3
4. PERFORMANCE PRAKTIKAN............................................................. 4
5. MENENTUKAN DEBIT AIR.................................................................. 5
A. Standar Kompetensi
B. Kompetensi Dasar................................................................................. .5
C. Tujuan................................................................................................... . 5
D. Dasar Teori............................................................................................ . 5
E. Alat dan Bahan..................................................................................... 7
F. Persiapan Percobaan............................................................................. 8
G. Langkah-langkah Praktikum................................................................. 8
H. Data Pengamatan..................................................................................
9
I. Analisis Data......................................................................................... 10
J. Kesimpulan dan Saran.......................................................................... 13
K. Tugas Tambahan (PR)........................................................................... 14
6. DAFTAR PUSTAKA................................................................................ 19
7. LAMPIRAN............................................................................................... 20
2.
TATA TERBIB LABORATORIUM
Para praktikan wajib memperhatikan
hal-hal sebagai berikut:
A. Didalam
laboratorium yang dilarang yaitu:
1. Datang tepat waktunya, bila Anda datang
terlambat 10 menit tanpa ada alasan yang tepat, Anda tidak diizinkan mengikuti
praktikum.
2. Selama di Laboratorium, perhatikanlah
hal-hal sebagai berikut:
a.
Dilarang
menghidupkan HP.
b.
Tidak
diperkenankan memakai sandal.
c.
Dilarang
makan dan minum di dalam Laboratorium.
d.
Dilarang
memasukkan tas ke dalam ruang Lab, kecuali kalkulator, alat tulis dan petunjuk
penuntun praktikum, letakkan barang lainnya di luar Lab (rak yang telah
disediakan).
e.
Kehilangan
barang anda menjadi tanggung jawab anda sendiri.
3. Kerusakan dan kehilangan alat Lab
menjadi tanggung jawab Anda sendiri dan harus mengantikannya.
B. Kepada
Praktikan diharapkan:
a. Berpakaian sopan dan rapi.
b. Memakai jas Lab.
C. Peringatan
Lab:
1. Sebelum dikerjakan harus hati-hati dalam
memegang benda jangan sampai jatuh, maka dengarkanlah arahan dari
Laboran/asisten Lab.
2. Bila anda tidak menyelesaikan praktikum
dengan sebaik-baiknya atau tugas dan laporan hasil Anda tidak lengkap, maka
nilai anda di kurangi.
3. Bagi yang praktikum di luar jadwal yang
telah di tetapkan, akan dikenakan biaya Rp 10.000,- tiap percobaan.
Banda
Aceh, 20 januari 2014
Jufprisal
3.
PERFORMANCE
PRAKTIKAN
Peraturan untuk laki-laki dan
perempuan yang praktikum yaitu:
1.
Untuk
laki-laki:
a. Tidak memakai sandal.
b. Tidak memakai baju oblong.
c. Tidak memakai kalung.
2.
Untuk
perempuan:
a. Tidak memakai sandal.
b. Tidak memakai baju ketat dan celana
jeans.
c. Tidak membawa emas.
MENENTUKAN
DEBIT AIR
A.
Standar Kompetensi
2. Menggunakan luas penampang kali
kecepatan untuk pemecahan masalah
B. Kompetensi Dasar
2.1 Mengenal Satuan Debit
C. Tujuan
1. Menemukan rumus debit.
2. Menghitung besar debit air dengan luas
penampang selang yang berbeda.
D. Dasar
Teori
Menurut Nur Rokhim (2009 : 27 ) menyatakan : Apabila sebuah fluida
mengalir pada sebuah pipa yang memiliki luas penampang berbeda yaitu
masing-masing
dan
, maka
banyaknya fluida yang mengalir pada kedua pipa adalah sama. Kecepatan aliran
fluida disebut debit (Q).
Q = A . v
Keterangan
:
Q = debit aliran (
/s)
A = luas penampang (
)
v = kecepatan aliran (m/s)
Selain debit dapat diperoleh dari luas penampang
dikalikan dengan kecepatan aliran,
debit juga dapat diperoleh dengan membagi volume fluida yang mengalir dengan
waktu yang dibutuhkan dalam mengalir. Maka secara matematis debit aliran juga
dapat dituliskan sebagai berikut :
Q =
Keterangan :
Q = debit aliran (
/s)
V = volume fluida yang mengalir (
t =
waktu (s)
Jika suatu zat air (fluida) yang
rapat massanya tetap, mengalir melewati pipa yang memiliki luas penampang yang
berbeda-beda, maka kecepatan aliran (volume ) yang melewati setiap penampang
itu per satuan waktu besarnya sama, secara matematis dapat dituliskan sebagai
berikut :
Atau A.v = konstan.
Sedangkan volume fluida yang mengalir persatuan waktu ∆t adalah :
V = A.v. ∆t
Menurut Douglas C. Giancoli (2001
:338 ) menyatakan : persamaan kontinuitas yaitu
Jika fluida tersebut tidak bisa
ditekan (
tidak berubah terhadap tekanan) yang merupakan
pendekatan yang baik untuk zat cair dalam sebagian besar kondisi dan
kadang-kadang juga untuk gas, maka
dan
dan persamaan
kontinuitas menjadi
E.
Alat dan Bahan
|
No
|
Bahan dasar alat
|
Nama alat
|
Gambar alat
|
Fungsi
|
Penyimpanan
|
|
1.
|
|
Stopwatch
|
|
Untuk menghitung waktu
|
Lemari rak
|
|
2.
|
|
Meteran kain
|
|
Untuk mengukur panjang selang
|
Lemari rak
|
|
3.
|
selang
|
|
|
Untuk mengalirkan air
|
Lemari rak
|
|
4.
|
Air
|
|
|
Untuk dialirkan ke dalam selang.
|
Timba
|
|
5.
|
|
Jangka sorong
|
|
Untuk mengukur diameter selang.
|
Lemari rak
|
|
6.
|
Timba
|
|
|
Tempat menampung air
|
|
|
7
|
Pulpen
|
|
|
Untuk mencatat data
|
Lemari rak
|
|
8
|
kertas
|
|
|
Tempat mencatat data
|
Lemari rak
|
F.
Persiapan Percobaan
G.
Langkah-langkah Praktikum
1.
Siapkan alat
dan bahan
2.
Ukurlah panjang
selang mencapai 1 m.
3.
Ukurlah
diameter selang 1 dan 2 dengan
menggunakan jangka sorong.
4.
Alirkan air pada selang 1, kemudian hitung waktu yang
diperlukan ketika ait keluar dari selang.
5.
Catat waktu ke
dalam tabel.
6.
Lakukan
percobaan nomor empat untuk selang yang ke 2 dan catat juga waktu yang
diperlukan.
7.
Ulangi
percobaan sebanyak 3 kali.
H. Data Pengamatan
1.
selang 1 (0,015 m )
|
No
|
S
|
t
|
v
|
Q
|
|
1
|
1
m
|
1,03
s
|
0,97
m/s
|
17x
|
|
2
|
1
m
|
1,18
s
|
0,85
m/s
|
15x
|
|
3
|
1
m
|
1,12
s
|
0,89
m/s
|
16x
|
2.
selang 2 (0,012 m)
|
No
|
S
|
t
|
v
|
Q
|
|
1
|
1
m
|
1,66
s
|
0,60
m/s
|
6,6x
|
|
2
|
1
m
|
1,63
s
|
0,61
m/s
|
6,7
x
|
|
3
|
1
m
|
1,65
s
|
0,60
m/s
|
6,6
x
|
I.
Analisis Data
1.
Selang 0,015
m )
Dik
:
d = 1,51 cm
= 0,015 m
r =
d
=
(0,015 m)
= 0,0075 m
A =
= 18
x
= (18
x
)(0,97 m/s)
= 17
x
= (18
x
) (0,85 m/s)
= 15
x
= (18
x
) (0,89 m/s)
= 16
x
2.
Selang 0,015
m )
Dik
:
d
= 1,21 cm
= 0,012 m
r =
d
=
(0,012 m)
= 0,006 m
A
=
= 11
x
= (11
x
)(0,60 m/s)
= 6,6
x
= (11
x
) (0,61 m/s)
= 6,7
x
= (18
x
) (0,60 m/s)
= 6,6
x
J. Kesimpulan
dan Saran
1.
Kesimpulan
·
Untuk
menentukan debit air kita bisa menggunakan rumus Q = A x v atau luas penampang
dikalikan dengan kecepatan air.
·
Debit
air yang didapatkan pada selang yang berdiameter 0,015 m yaitu sebagai berikut
:
17 x
,
15 x
, dan
16 x
. Sedangkan debit
air yang didapatkan pada selang yang berdiameter 0,012 m yaitu sebagai berikut
:
6,6 x
,
6,7 x
, dan
6,6 x
.
2.
Saran
Percobaan yang saya lakukan kendalanya
hanya pada ketelitian dalam menghitung debit air, karena laju alirnya lumayan cepat.
Semoga kedepannya bisa lebih teliti lagi dalam menentukannya.
K. Tugas
Tambahan (PR)
a. Soal choise
1.
Perhatikan gambar ! !
Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida pada pipa kecil adalah....
A.1 m.s−1
B.4 m.s−1
C.8 m.s−1
D.16 m.s−1
E. 20 m.s−1
Jika diameter penampang besar dua kali diameter penampang kecil, kecepatan aliran fluida pada pipa kecil adalah....
A.1 m.s−1
B.4 m.s−1
C.8 m.s−1
D.16 m.s−1
E. 20 m.s−1
2.
Sebuah pipa dengan diameter 12 cm
ujungnya menyempit dengan diameter 8 cm. Jika kecepatan aliran di bagian pipa
berdiameter besar adalah 10 cm/s, maka kecepatan aliran di ujung yang kecil
adalah....
A.22,5 cm/s
B.4,4 cm/s
C.2,25 cm/s
D.0,44 cm/s
E. 0,25 cm/s
A.22,5 cm/s
B.4,4 cm/s
C.2,25 cm/s
D.0,44 cm/s
E. 0,25 cm/s
3. Sebuah pipa salah satu bagiannya berdiameter 20 cm dan bagian
lainnya berdiameter 10 cm. Jika laju aliran air di bagian pipa berdiameter
besar adalah 30 cm/s, maka laju aliran air di bagian pipa berdiameter lebih
kecil adalah …
A.80 cm/s
B.100 cm/s
C.120 cm/s
D.130 cm/s
E. 140 cm/s
A.80 cm/s
B.100 cm/s
C.120 cm/s
D.130 cm/s
E. 140 cm/s
4. Ahmad mengisi
ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari kran Jika luas penampang kran dengan diameter
D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di
kran adalah 10 m/s.
berapakah debit airnya,,,,,,
A. 2 x 10−3 m3/s
B. 4 x 10−3 m3/s
C. 3 x 10−3 m3/s
D. 6 x 10−3 m3/s
E. 8 x 10−3 m3/s
5.
Jika luas penampang pipa besar adalah 5
m2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m2 dan kecepatan
aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, maka berapakah kecepatan air
saat mengalir pada pipa kecil ?
A. 2,14
m/s
B. 37,5
m/s
C. 12,4
m/s
D. 14,6
m/s
E. 10,2
m/s
6.
Sebuah pipa 150 mm mengalirkan 0.08 m3/s,
pipa itu bercabang menjadi dua pipa yang satu garis tengahnya 50 mm dan yang
lain garis tengahnya 100 mm. Jika kecepatan dalam pipa 50 mm besarnya 12 m/det,
berapakah kecepatan dalam pipa 100 mm ?
A. 2,5
m/s
B. 4,2
m/s
C. 6,5
m/s
D. 7,2 m/s
E.
5,4 m/s
7. Fluida
mengalir pada sebuah pipa yang memiliki luas penampang 25 cm2 dengan
kecepatan 10 m/s, berapakah besarnya debit fluida tersebut?
A. 6 x 10−3 m3/s
B.
15 x 10−3 m3/s
C.
20 x 10−3 m3/s
D. 25 x 10−3 m3/s
E.
30 x 10−3 m3/s
8.
Sebuah bak diisi air yang mengalir
dari sebuah pipa yang luas penampangnya 4 cm2 dan kecepatan alirannya 3 m/s.
volume air dalam bak selama 1 menit adalah…….liter.
A. 20
B. 30
C. 70
D. 120
E.
72
9. Bak mandi berisi 600 liter. Karena lapisan tipis, maka ada air yang
bocor. Dalam waktu 2 jam, air dalam bak mandi berkurang. Tersisa 640 liter.
Berapa liter/jam debit air yang mengalir melalui bagian yang bocor?
A.
30
liter/jam
B.
10 liter/jam
C.
50 liter/jam
D. 40 liter/jam
E.
20 liter/jam
10. Sebuah bak penampungan air akan diisi air menggunakan 2 selang yang
berbeda ukuran. Selang pertama mempunyai debit 3,5 liter/menit. Sedangkan
selang kedua mempunyai debit 2 liter/jam. Berapa liter air yang masuk ke dalam
bak penampungan air selama 15 menit?
A.
40,5 liter
B.
50,5 liter
C. 82,5 liter
D.
55,5 liter
E.
62,5 liter
b. Soal essay
1. Air mengalir
melalui pipa mendatar dengan luas penampang pada masing-masing ujungnya 200mm2 dan
100mm2. Bila air mengalir dari panampang besar dengan kecepatan
adalah 2 m/s, maka kecepatan air pada penampang kecil adalah……
Pembahasan
Diketahui:
A1 =200mm2=2.10-4m2
A2 =100mm2=10-4m2
v1=2m/s
ditanyakan v2 =….?
jawab:
Q1 =Q2
A1v1 =A2V2
v2 = A1v1/A2 = 2.10-4.2/10-4 = 4m/s
A1 =200mm2=2.10-4m2
A2 =100mm2=10-4m2
v1=2m/s
ditanyakan v2 =….?
jawab:
Q1 =Q2
A1v1 =A2V2
v2 = A1v1/A2 = 2.10-4.2/10-4 = 4m/s
2. Air mengalir kedalam sebuah bak dengan debit
tetap 0,5 liter/s. Jika bak tersebut berukuran 1x1x1 m3, maka bak
tersebut akan penuh dalam waktu … menit.
Pembahasan =
Diketahui
Diketahui
Q = 0,5 liter/s
= 5.10-4 m3/s
V = 1m3
A = 1m2
Ditanyakan: t = …. ?
Jawab:
t = V/Q = 1/5.10-4 = 2000
s = 33,3 menit
uraian
1.
v1 =
√2gh = √2.10.8 = 12,65 m/s
2.
A = Q/v1 =
5.10-5 /12,65 = 3,95.10-6 m2
3.
Q2 =
A.v2 = 55,85.10-6 m3/s = 55,85 cm3/s
DAFTAR
PUSTAKA
Nur Rokhim. Fisika SMA. Jakarta : Erlangga.2009
Douglas C. Giancoli. Fisika
Edisi Ke lima Jilid 1. Jakarta : Erlangga. 2001
LAMPIRAN
0 Response to "Modul praktikum Laboratorium Fisika (menentukan debit air)"
Post a Comment