LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA VENTURIMETER

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Miniatur pipa venturimeter adalah alat peraga yang dibuat  untuk menjawab kegelisahan guru dalam membangkitkan motivasi belajar siswa pada mata pelajaran Fisika. Proses pembuatan alat peraga venturimeter ini sangat sederhana dan relatif mudah. Alat dan bahan yang mudah ditemukan dan harganya terjangkau, menjadikan alat ini mudah didapatkan dan siap untuk membangkitkan motivasi belajar siswa. Alat ini digunakan untuk membantu siswa dalam memahami prinsip kerja asas bernouli.

1.2  Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara pembuatan dan cara kerja miniatur pipa venturi?

2. Apa saja aplikasi asas bernoulli dalam kehidupan sehari-hari ?

1.3 Tujuan Penulisan

1. Mengetahui cara pembuatan dan cara kerja miniatur pipa venturi

2. Menyebutkan aplikasi atau penerapan asas bernoulli dalam kehidupan sehari-hari.

1.4  Manfaat Penulisan

Adapun manfaat pembuatan alat ini adalah sebagai berikut.

1. Menambah wawasan tentang  Pembuatan Alat Peraga pipa venturi

3. Sebagai acuan untuk menganalisis konsep tentang hukum bernolli.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.2 Prinsip Bernoulli
           Prinsip 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).

            1) Aliran Tak-termampatkan
Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:

di mana:
v = kecepatan fluida
g = percepatan gravitasi bumi
h = ketinggian relatif terhadapa suatu referensi
p = tekanan fluida
ρ = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:
• Aliran bersifat tunak (steady state)
• Tidak terdapat gesekan

            2) Aliran Termampatkan
Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan ( p ), energi kinetik per satuan volum (1/2 PV^{^}2 ), dan energi potensial per satuan volume (ρgh) memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.
Dalam bagian ini kita hanya akan mendiskusikan bagaimana cara berfikir Bernoulli sampai menemukan persamaannya, kemudian menuliskan persamaan ini. Akan tetapi kita tidak akan menurunkan persamaan Bernoulli secara matematis.
Kita disini dapat melihat sebuah pipa yang pada kedua ujungnya berbeda dimanaujung pipa 1 lebih besar dari pada ujung pipa 2.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Penerapan Asas Bernouli

Venturimeter adalah sebuah 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 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.

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.

                        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 meter tentulah sama persis dengan fluida yang memasuki meteran dan keberadaan meteran dalam jalur tersebut tidak akan menyebabkan kehilangan tekanan yang bersifat permanen dalam tekanan.

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

Ada dua jenis venturimeter yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain. Yang akan digunakan disini adalah venturimeter menggunakan manometer yang berisi zat cair lain.

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).

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 julukan 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.

3.2.   Desain Alat

 

     3.3 Alat dan Bahan

           1. Alat-alat yang digunakan :

a. Gergaji.

b. Solder

c. Gunting.

d. Mistar.

e.  Meteran.

2. Bahan-bahan yang digunakan :

a. Pipa Paralon berdiameter 2 cm dengan panjang 15 cm.

b.  Pipa Paralon berdiameter 3 cm dengan panjang 15 cm.

c.  Pipa L.

d. Selang Transparan/selang manometer dengan panjang 30cm.

e. Fluida( air pada pipa, minyak pada selang).

f. Kayu berukuran 40 x 20 cm.

g. Pipa Penetup.

h. Pipa Shock.

i. Lem Kayu.

3.4 Cara Pembuatan Alat

1.                  Gabungkan pipa paralon diameter 2 cm dan 3 cm dengan pipa shock

2.                  Tutup ujung pipa yang berdiameter 2 cm dengan pipa penutup dan tutup ujung pipa yang berdiameter 3 cm dengan pipa L.

3.                  Buat lubang dikedua pipa dimeter 2cm daan 3 cm tepat berada di tengah pipa dengan menggunakan solder.

4.                   lubang tersebut seukuran selang manometer yang akan dipasang .

5.                  Pasang selang manometer di kedua lubang tersebut.

6.                  Lalu buatlah pondasi untuk menopang pipa

7.                  Ukur balok kayu lalu potong menjadi 3 bagian, 1 bagian disisi kiri dan 1 bagian di sisi kanan

8.                  Beri paku pada setiap pondasi kayu tadi.Kencangkan paku agar kayu kuat menempel.

9.                  Pasang bagian sisi kiri dan bagian sisi kanan yang telah diberi paku tadi ke pondasi kayu.

10.              Letakkan pipa venturimeter ke pondasi untuk menopang pipa venturi.

3.5  Prinsip Kerja Alat

1. Alirkan air melalui pipa L.

2. Lihat perbedaan ketinggian minyak pada selang.

3. Hitung ujung kiri venturi dengan selang menuju kran air yang dapat mensuplai   air dengan kecepatan tinggi. Ujung kanan dihubungkan dengan selang menuju     penampung air.

4. Buka kran air perlahan,biarkan air melewati venturi sehingga terlihat perbedaan tinggi permukaan air yang berada pada kedua pipa vertikal.

5. Catat perbedaan tinggi permukaan air dan biarkan kran terbuka dalam keadaan konstan. Setelah dicatat perbedaan tingginya, tampunglah air yang keluar selama 10 detik.

7. Debit air dapat dihitung dengan rumus.

6. Hitung debit air yang keluar dan kecepatannya

BAB IV

PENUTUP

4.1.  Kesimpulan

Berdasarkan persamaan Bernoulli, dapat diuraikan implikasinya sebagai berikut, yaitu :

1.   Prinsip hukum Bernoulli diterapkan pada pipa mendatar, teori Torricelli, Venturimeter, Tabung Pitot, Gaya angkat pesawat dan alat penyemprot.

2.   Hubungan antara kecepatan aliran dengan perbedaan ketinggian adalah :

Berdasarkan hukum Bernoulli, jadi semakin besar tinggi permukaan semakin besar kecepatan aliran fluida.

3.   Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran fluida pada pipa venturI adalah :

            ·            Luas permukaan pipa (A) m².

            ·            Tekanan (P) N/m².

            ·            Percepatan gravitasi (g) m/s².

            ·            Selish tinggi permukan (h) m.

4.2 Saran

      Kami menyadari akan kekurangan dari penyusunan laporan  ini. Untuk itu, kami mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak demi menyempurnakan laporan selanjutnya.