LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA HUKUM ARCHIMIDES

MF-TEP	3
D-3

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA

HUKUM ARCHIMIDES

Pembimbing: Ir. Yana Suryana, M.T

Disusun oleh:

1.      Alief Nova Ryan Ahmadien   (B31161886)

2.      Mohamad Samsul Anwar       (B31161955)

3.      Lilis Nurhayati                        (B31161958)

4.      Ahmad Erfani                         (B31161989)

5.      Abdul Majid                           (B31162012)

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

TAHUN 2017

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Tujuan

1.      Mengetahui hubungan gaya ke atas yang dialami benda (Fa) dan gaya berat air yang di tumpahkan (Ft)

2.      Mengetahui massa jenis benda (ρ)

1.2  Tinjauan Pustaka

Pada saat kita berjalan atau berlari di dalam air, kita tentunya akan merasakan bahwa langkah kita lebih berat dibandingkan jika kita melangkah di tempat biasa. Gejala ini disebabkan adanya tekanan dari zat cair. Pengamatan ini memunculkan sebuah hukum yang dikenal Hukum Archimides, yaitu :

“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”

Akibat adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan dibandingkan diangkat di darat. Jadi, telah jelas bahwa berat benda seakan berkurang bila benda dimasukkan ke dalam air. Hal itu karena adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air dan diterima benda. Dengan demikian maka resultan gaya antara gaya berat dengan gaya ke atas merupakan berat benda dalam air. Selanjutnya berat disebut dengan berat semu yaitu berat benda tidak sebenarnya karena benda berada dalam zat cair. Benda dalam air diberi simbol W_S.

Hubungan antara berat benda di udara (W), gaya ke atas (F_a) dan berat semu (W_s) adalah :

W_s = W-F_a

dengan:

W_s = berat benda dalam zat cair (Kg⋅m/s²)
W = berat benda sebenarnya (Kg⋅m/s²)
F_a = gaya apung (N)

Besarnya gaya apung (F_a) dirumuskan sebagai berikut :

F_a = ρ_cair V_b g

dengan:

ρ_cair = massa jenis zat cair (kg/m³)
V_b = volume benda yang tercelup (m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

Benda Dalam Hukum Archimedes

Bila benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

1.      Benda Tenggelam

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.

Benda Tenggelam

Pada benda tenggelam terdapat tiga gaya yaitu :

W = gaya berat benda
F_a = gaya archimedes
N = gaya normal bidang

Dalam keadaan seimbang maka W = N + F_a  sehingga :

W > F_a
m . g > ρ_ZC . V_b . g
ρ_b . V_b . g > ρ_ZC . V_b . g

ρ_b > ρ_zc

ρ_b = massa jenis benda
ρ_ZC = massa jenis zat cair

2.     Benda Melayang

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.

Benda Melayang

Pada benda melayang terdapat dua gaya yaitu: F_a dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

W = F_a
ρ_b . V_b . g = ρ_ZC . V_b . g

ρ_b = ρ_zc

3.     Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

Benda Terapung

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

W = F_a
ρ_b . V_b . g = ρ_ZC . V₂ . g
ρ_b . V_b = ρ_ZC . V₂

karena V_b > V₂ maka : ρ_b < ρ_ZC

BAB II

METODOLOGI

2.1  Alat dan Bahan

1.      Neraca Ohaus

2.      Balok kaca

3.      Benda terapung dan tenggelam

4.      Bak kecil dan besar

5.      Air

2.2  Prosedur Kerja

Ø  Benda Tenggelam

1.      Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan

2.      Meletakkan balok kaca diatas bak besar

3.      Mengisi air ke dalam balok kaca hampir penuh

4.      Mengukur massa benda (W)

5.      Mengukur massa benda di air (T)

6.      Masukkan benda ke dalam balok kaca yang telah berisi air dengan hati-hati

7.      Mengukur massa air yang di tumpahkan (Ft)

8.      Menghitung gaya keatas yang dialami benda dengan Fa = W – T

9.      Membandingkan Fa dengan gaya berat air yang di tumpahkan

10.  Menghitung volume air

11.  Menghitung massa jenis benda dengan rumus

Ø  Benda terapung

1.      Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan

2.      Meletakkan balok kaca diatas bak besar

3.      Mengisi air ke dalam balok kaca hampir penuh

4.      Mengukur massa benda (W)

5.      Masukkan benda ke dalam balok kaca yang telah berisi air dengan hati-hati

6.      Mengukur massa air yang di tumpahkan (Ft)

7.      Menghitung gaya keatas yang dialami benda dengan Fa = W

8.      Membandingkan Fa dengan gaya berat air yang di tumpahkan

9.      Menghitung volume zat cair

10.  Menghitung massa jenis benda dengan rumus

BAB III

HASIL DAN ANALISA

3.1         Hasil Percobaan Pada Benda Tenggelam

1.      W = massa x  percepatan gravitasi

          = m x g

          = 1,0356 x 9,81

          = 10,16  N

2.       T = m x g

    = 0,0361 x 9,81

    = 0,354 N

3.      Ft = m x g

    = 0,6689 x 9,81

    = 6,562 N

4.      Fa = W – T

    = 10,16  - 0,354 N

    = 9,81 N

5.      Fa : Ft = 9,81 N : 6,562 N

6.     

    = 1 x 10^-3 m³

7.     

3.2       Hasil Percobaan Benda Terapung

1.      W = massa x  percepatan gravitasi

          = m x g

          = 0,5825 x 9,81

          = 5,714  N

2.      Ft = m x g

    = 0,3913 x 9,81

    = 3,839 N

3.      Fa = W

    = 5,714 N

4.      Fa : Ft = 5,714 N : 3,839 N

5.     

    = 0,5825 x 10^-3 m³

6.     

Keterangan:

m = massa benda (kg)

            W = beban benda di udara (N)

             T = gaya tarik benda di dalam air (N)

            Ft = berat air yang ditumpahkan (N)

            Fa = gaya keatas yang dialami benda (N)

             V = volume air (m³)

              ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)

            ρb = massa jenis benda (kg/m³)

           

           

BAB IV

PEMBAHASAN

Pada percobaan ini terbukti adanya perbedaan berat benda di dalam air dan di udara karena benda yang berada di dalam air mengalami gaya gravitasi dan gaya ke atas (gaya apung) sedangkan untuk benda di udara hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi.

Hubungan gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan pada percobaan ini terbukti karena zat cair yang dipindahkan sebesar berat benda yang dicelupkan ke dalam fluida.

.

BAB V

KESIMPULAN

            Berdasarkan hasil percobaan tersebut dapat ditarik 2 kesimpulan sebagai berikut.

1.      Hubungan gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan pada percobaan ini terbukti karena zat cair yang dipindahkan sebesar berat benda yang dicelupkan ke dalam fluida

2.      Massa jenis benda tenggelam yaitu  dan massa jenis benda teraung yaitu 1000 kg/m³