1. LAPORAN
HIDRAULIKA DASAR
KELOMPOK 4
BANGUNAN TRANSPORTASI (I)
1. CAROLINA THEVITA 3113030023
2. SYAFIRA KHAYAM 3113030032
3. KARINA CANDRASARI 3113030047
4. RIO LEGA ADIS SETIAWAN 3113030065
5. ADI FIRMANSYAH PUTRA 3112030072
6. TIARA ANA FADILLAH 3113030081
7. RIZAL DWI SAPUTRA 3112030094
8. ENDAH TRI LISTIARI 3112030103
9. FARADILLAH HANUM 3112030126
10. RACHMI WULAN 3112030135
11. ALFIAN ARDHI PRATAMA 3113030144
Dosen Asistensi :
DWI INDRIANI ST,MT
DIPLOMA TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
2014
2. ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya
kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan laporan praktikum Hidrologi ini. Shalawat
serta salam kami haturkan kepada Nabi Muhammad SAW sebagai suri tauladan pembawa
kebenaran dan ilmu pengetahuan.
Laporan praktikum ini dibuat berdasarkan studi Laboratorium yang dilakukan
mahasiswa di Kampus Diploma Teknik Sipil ITS, dan berfungsi sebagai penunjang kegiatan
perkuliahan mahasiswa pada mata kuliah Hidraulika Dasar. Sehingga dengan adanya laporan
praktikum ini dapat membantu kita untuk memahami lebih dalam tentang mata kuliah
Hidraulika dalam kenyataannya di kehidupan sehari-hari.
Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing yang telah membimbing
kami dalam melaksanakan praktikum. Dan tidak lupa juga kepada teman-teman yang telah
memberi sumbangan pemikiran dalam penyelesaian laporan praktikum ini. Kami menyadari
laporan praktikum ini belum sempurna, dan diharapkan kritik dan saran yang membangun.
Atas semua itu kami ucapkan terima kasih.
Surabaya , November 2013
Penyusun
3. iii
DAFRAR ISI
KATA PENGANTAR...........................................................................................................ii
DAFRAR ISI .......................................................................................................................iii
DAFTAR TABLE.................................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................v
DAFTAR GRAFIK..............................................................................................................vi
BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................................1
1.1 LATAR BELAKANG ............................................................................................1
1.2 RUMUSAN MASALAH ........................................................................................1
1.3 TUJUAN ................................................................................................................2
1.4 MANFAAT ............................................................................................................2
1.5 BATASAN MASALAH .........................................................................................2
1.6 WAKTU dan LOKASI PRAKTIKUM....................................................................2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................................3
2.1 DASAR TEORI ......................................................................................................3
BAB III METODOLOGI ......................................................................................................5
BAB IV HASIL PRAKTIKUM ............................................................................................6
4.1. ALIRAN MELALUI LUBANG KECIL (GRAFIS) ................................................6
4.1.1. Tujuan ............................................................................................................. 6
4.1.2. Peralatan.......................................................................................................... 6
4.1.3. Teori................................................................................................................ 7
4.1.4. Tugas............................................................................................................. 13
4.1.5. Isian Data Praktikum...................................................................................... 14
4.1.6. Kesimpulan.................................................................................................... 22
4.1.7. Dokumentasi.................................................................................................. 22
4.2. AMBANG TIPIS ..................................................................................................23
4.2.1. Tujuan ........................................................................................................... 23
4. iv
4.2.2. Peralatan`....................................................................................................... 23
4.2.3. Teori.............................................................................................................. 23
4.2.4. Prosedur Percobaan........................................................................................ 24
4.2.5. Pencatatan...................................................................................................... 24
4.2.6. Data Dan Analisis Data.................................................................................. 25
4.2.7. Kesimpulan.................................................................................................... 28
4.3. TEKANAN HIDROSTATIS.................................................................................55
4.3.1. Tujuan ........................................................................................................... 55
4.3.2. Peralatan........................................................................................................ 55
4.3.3. Teori.............................................................................................................. 56
4.3.4. Prosedur percobaan........................................................................................ 60
4.3.5. Pencatatan...................................................................................................... 60
4.3.6. Kesimpulan.................................................................................................... 69
4.3.7. Dokumentasi.................................................................................................. 70
4.4. KEHILANGAN ENERGI.....................................................................................78
4.4.1. Tujuan ..................................................................................................................78
4.4.2. Peralatan...............................................................................................................78
4.4.3. Teori.....................................................................................................................78
4.4.4. Prosedur Percobaan...............................................................................................78
4.4.5. Pencatatan.............................................................................................................78
4.4.6. Tugas....................................................................................................................78
4.4.7. Data dan Analisis Data..........................................................................................79
BAB V PENUTUP..............................................................................................................80
5.1 KESIMPULAN.....................................................................................................80
5.2 SARAN ................................................................................................................80
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................................81
5. v
DAFTAR TABLE
Table 1. Identitas Koefisien Kecepatan Aliran....................................................................... 7
Table 2. Identitas Koefisien Debit Aliran Kondisi Constant Head.......................................... 8
Table 3. Identitas Koefisien Debit Aliran Kondisi Constant Head........................................ 11
Table 4. Perhitungan (y.h)0.5
................................................................................................ 14
Table 5. Perhitungan Slope dan Cv...................................................................................... 15
Table 6. Perhitungan (y.h)0.5
................................................................................................ 15
Table 7. Perhitungan slope dan Cv ...................................................................................... 16
Table 8. Perhitungan (y.h)0.5
................................................................................................ 17
Table 9. Perhitungan slope dan (y.h)0.5
................................................................................ 18
Table 10. Data praktikum muka air tetap............................................................................. 19
Table 11. Perhitungan muka air tetap .................................................................................. 21
Table 12. Tabel praktikum Rechbok.................................................................................... 25
Table 13. Q koreksi............................................................................................................. 25
Table 14. Hasil praktikum Thomson.................................................................................... 26
Table 15. Perbandingan h dan Q pada Thomson dan Rechbok............................................. 28
Table 16. Data Teknis Alat.................................................................................................. 56
Table 17. Deskripsi eksperimen........................................................................................... 60
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Tangkai air dengan suplai air melalui lubang kecil ............................................... 6
Gambar 2. Papan tempat meletakkan folio............................................................................. 6
Gambar 3. Gelas ukur............................................................................................................ 6
Gambar 4. Waterpass ............................................................................................................ 6
Gambar 5. Bulpoin................................................................................................................ 7
Gambar 6. Kertas folio .......................................................................................................... 7
Gambar 7. Potongan memanjang lubang kecil....................................................................... 9
Gambar 8. Pengukuran kedataran jarum.............................................................................. 22
Gambar 9. Panandaan ujung jarum...................................................................................... 22
Gambar 11. Tampak atas alat rechbok dan thomson ............................................................ 23
Gambar 10. Alat ukur Rechbok ........................................................................................... 23
Gambar 13. Potongan memanjang....................................................................................... 24
Gambar 12. Potongan melintang ......................................................................................... 24
6. vi
Gambar 14. Sketsa alat tekanan hidrostatis.......................................................................... 55
Gambar 15. Muka air 0.045 m............................................................................................. 61
Gambar 16. Muka air 0.064 m............................................................................................. 61
Gambar 17. Muka air 0.080 m............................................................................................. 62
Gambar 18. Muka air 0.093 m............................................................................................. 62
Gambar 19. Muka air 0.106 m............................................................................................. 65
Gambar 20. Muka air 0.118 m............................................................................................. 65
Gambar 21. Muka air 0.156 m............................................................................................. 66
Gambar 22. Muka air 0.143 m............................................................................................. 66
Gambar 23. Muka air 0.131 m............................................................................................. 66
Gambar 24. Muka air 0.168 m............................................................................................. 66
Gambar 25. Alat tekanan hidrostatis.................................................................................... 70
Gambar 26. Logam ............................................................................................................. 70
Gambar 27. Kuadran ........................................................................................................... 70
Gambar 28. Nivo................................................................................................................. 70
DAFTAR GRAFIK
Grafik 1. x versus (y.h)0.5
.................................................................................................... 14
Grafik 2. x versus (y.h)0.5
.................................................................................................... 16
Grafik 3. x versus (y.h)0.5
.................................................................................................... 17
Grafik 4. Hubungan akar h dan Qt....................................................................................... 19
Grafik 5. Q vs h................................................................................................................... 26
Grafik 6. Prbandingan tinggi muka air dan debit.................................................................. 28
Grafik 7. Hubungan antara kedalaman dan jarak pusat ke tekananan teoritis........................ 65
Grafik 8. Hubungan antara kedalaman dan jarak ke pusat tekanan teoritis ........................... 69
7. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Hidraulika adalah bagian dari “hidrodinamika” yang terkait dengan gerak air atau
mekanika aliran. Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran yaitu aliran
saluran tertutup dan aliran saluran terbuka. Dua macam aliran tersebut dalam banyak hal
mempunyai kesamaan tetapi berbeda dalam satu ketentuan penting. Perbedaan tersebut
adalah pada keberadaan permukaan bebas, aliran saluran terbuka mempunyai permukaan
bebas, sedangkan aliran saluran tertutup tidak mempunyai permukaan bebas karena air
mengisi seluruh penampang saluran. Karena perkembangannya begitu cepat, hidraulika
menjadi dasar dari pengelolaan sumber daya air yang merupakan pengembangan dan
penggunaan sumber air secara terencana.
Banyak proyek di dunia (Rekayasa air, irigasi, pengendalian banjir, drainase, tenaga
air, dll) dilakukan terlebih dahulu mengadakan survei kondisi – kondisi yang cukup. Survei –
survei tersebut meliputi prosedur – prosedur pengumpulan data di lapangan, sampai
pemrosesan data dan sehingga menghasilkan data sesuai dengan tujuan yang telah
dilaksanakan.
Banyak yang harus direncanakan dan dilaksanakan ketika dalam membuat sebuah
bangunan yang dilintasi oleh air. Selain itu perhitungan dan ketrampilan dalam penggunaan
alat juga harus diperhatikan sehingga dalam menghitung suatu rencana dalam pembangunan
dapat meminimalisir kesalahan-kesalahan yang terjadi.
Berdasarkan uraian tersebut, maka perlu dilaksanakan praktikum ini karena
pengetahuan mengenai mata kuliah hidraulika membantu kita memahami berapa kecepatan,
debit dll pada saluran yang akan direncanakan pada kenyataan dilapangan.
1.2RUMUSAN MASALAH
Dalam penyusunan laporan ini, dapat ditarik beberapa rumusan masalah,
seperti :
1. Apa saja kesalahan-kesalahan yang terjadi pada praktikum hidraulika pada
kelompok ini ?
2. Bagaimanakah hasil akhir yang dituju dalam setiap praktikum?
8. 2
1.3TUJUAN
Macam tujuan yang dapat diambil dari Rumusan-rumusan masalah
sebelumnya, adalah:
1. Untuk mengetahui kesalahan-kesalahan yang terjadi pada praktikum dalam kelompok
kami.
2. Dapat mengerti akan hasil akhir yang dituju dalam setiap praktikum dengan baik dan
benar.
1.4MANFAAT
Pada setiap pembuatan laporan, tentunya memiliki manfaat bagi mahasiswa
khususnya yang melakukan praktek pengukuran tersebut pada umumnya, dan manfaat
tersebut adalah:
1. Mahasiswa dapat menambah wawasan dan kemampuan untuk pengetahuan
tersebut.
2. Mahasiswa dapat mengerti arti pada setiap masing-masing praktikum.
1.5BATASAN MASALAH
Pada praktek maupun pembuatan laporan ini, kami memilki batasan-batasan
masalah pada setiap prakteknya, yaitu:
1. Dapat menghitung koefisien kecepatan aliran melalui lubang kecil.
2. Dapat mencari besaran debit yang melewati saluran ambang tipis.
3. Dapat menghitung tekanan hidrostatis pada suatu permukaan di dalam air.
4. Dapat menentukan letak garis tekanan yang terjadi dan membandingkan hasil
percobaaan dengan teori.
1.6WAKTU dan LOKASI PRAKTIKUM
Hari, tanggal : Kamis , 2 Oktober 2014 - Selesai
Pukul : 08.00- selesai
Tempat : Lab. Hidrolika
9. 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1DASAR TEORI
Hidraulika merupakan satu topik dalam ilmu terapan dan keteknikan yang berurusan
dengan sifat-sifat mekanis fluida, yang mempelajari perilaku aliran air secara mikro
maupun makro. Mekanika Fluida meletakkan dasar-dasar teori hidraulika yang
difokuskan pada rekayasa sifat-sifat fluida. Dalam tenaga fluida, hidraulika digunakan
untuk pembangkit, kontrol, dan perpindahan tenaga menggunakan fluida yang
dimampatkan. Topik bahasan hidrolika membentang dalam banyak aspek sains dan
disiplin keteknikan, mencakup konsep-konsep seperti aliran tertutup (pipa), perancangan
bendungan, pompa, turbin, tenaga air, hitungan dinamika fluida, pengukuran aliran, serta
perilaku aliran saluran terbuka seperti sungai dan selokan. (wikipedia.com, 2014)
Aliran air melalui media pengaliran dapat berupa aliran muka air bebas dan aliran
dalam pipa. Aliran pada muka air bebas adalah aliran dimana tekanan permukaan sama
dengan tekanan atmosfer, sedang aliran dalam pipa tidak mempunyai muka air bebas,
tidak mempunyai tekanan atmosfer langsung akan tetapi tekanan hidraulik. Aliran yang
terjadi pada sungai merupakan aliran muka air bebas (open channel flow), karena muka
air aliran langsung berhubungan dengan atmosfer, jadi mempunyai tekanan permukaan
yang sama pula dengan tekanan atmosfer. Aliran saluran muka air bebas dapat
diklasifikasikan kedalam beberapa macam aliran. Berikut ini aliran saluran muka air
bebas akan diklasifikasikan berdasar pada perubahan kedalaman aliran mengikuti fungsi
waktu dan ruang.
Berdasar fungsi ruang, maka aliran dapat dibedakan menjadi :
1. aliran permanen (steady flow), yaitu apabila kedalaman aliran tidak berubah, konstan
sepanjang waktu tertentu.
2. Aliran tidak permanen (unsteady flow) apabila kedalaman aliran berubah sepanjang
waktu tertentu.
10. 4
Berdasarkan fungsi ruang, maka aliran dapat dibedakan menjadi :
1. aliran seragam (uniform flow) apabila kedalaman aliran setiap tempat atau tampang
saluran sama,
2. aliran tidak seragam (varied flow) apabila kedalaman aliran berubah sepanjang
saluran yang dapat berupa aliran berubah beraturan (gradually varied flow) atau aliran
berubah tiba-tiba (rapidly varied flow). (habib, 2014)
11. 5
BAB III
METODOLOGI
Persiapan Alat Praktikum
Study Literature
Pelaksanaan Praktikum
Pencatatan Data
1. Aliran melalui Lubang Kecil
2. Thompson
3. rechbox
4. Tekanan Hidrostatis
Pengolahan Data
Laporan
12. 6
BAB IV
HASIL PRAKTIKUM
4.1. ALIRAN MELALUI LUBANG KECIL (GRAFIS)
4.1.1. Tujuan
Menghitung koefisien kecepatan aliran melalui lubang kecil
4.1.2. Peralatan
Gambar 1. Tangkai air dengan suplai air melalui lubang kecil
Gambar 2. Papan tempat meletakkan folio
Gambar 3. Gelas ukur
Gambar 4. Waterpass
13. 7
Gambar 5. Bulpoin
Gambar 6. Kertas folio
4.1.3. Teori
4.1.3.1. Menghitung Koefisien Kecepatan aliran (velocity)
Komponen Satuan Notasi Tipe data Deskripsi
Diameter lubang Meter D
Di ukur
Diameter Lubang
Muka air (head) Meter H Tinggi muka air direservoir
Jarak Horizontal Meter X Jarak dari lubang yang di ukur
Jarak Vertikal Meter Y Jarak pancaran jatuh dari lubang
(y.h)0,5 Meter
Di hitung
Membuat garis lurus hubungan
antara koefisien kecepatan (Cv)
dengan jarak horizontal
pancaran air.
Grafik X diplot terhadap √y.h
akan diperoleh kemiringan
(slope) senilai 2Cv.
Slope S Kemiringan x terhadap √y.h
disetiap titik
Koefisien Aliran Cv
Cv =
Rata − rataslope
2
Table 1. Identitas Koefisien Kecepatan Aliran
14. 8
Kecepatan ideal air yang keluar dari lubang kecil adalah
Keterangan :
Vi : Kecepatan air (m3
)
h : tinggi muka air di atas lubang kecil (m)
g : gaya gravitasi (9,8 m/s2
)
4.1.3.2. Menghitung Koefisien Debit pada kondisi muka air tetap (constant head)
Komponen Satuan Notasi Tipe data Deskripsi
Diameter lubang Meter D
Di ukur
Diameter Lubang
Muka air (head) Meter H Tinggi muka air direservoir
Volume m³ V Diambil dari skala ambang
hidrolik
Waktu detik (s) T Waktu yang dibutuhkan untuk
menampung air pada volume
tertentu
Debit rata-rata m³/det Qt
Di hitung
Qt = V/t
(h)0,5 √m Mengikuti hubungan garis
lurus antara koefisien
kecepatan aliran (Cv) dan debit
aliran (Q)
Slope S Kemiringan grafik hubungan
debit rata-rata dengan √h
disetiap titik
Koefisien Debit
Aliran
Cd Cd =
S
Ao. 2g
Table 2. Identitas Koefisien Debit Aliran Kondisi Constant Head
Kecepatan ideal air yang keluar dari lubang kecil adalah
Vi = √2.g.h
Vi = √2.g.h
15. 9
Keterangan :
Vi : Kecepatan air (m3
)
h : tinggi muka air di atas lubang kecil (m)
g : gaya gravitasi (9,8 m/s2
)
Gambar 7. Potongan memanjang lubang kecil
Kecepatan aktual adalah
Cv : koefisien kecepatan aliran, yang tergantung pada viskositas fluida, sehingga Cv <
1
Nilai Cv dapat dihitung dari pancaran aliran, dengan mengabaikan efek dari
udara yang melawan, komponen horizontal kecepatan aliran dapat diasumsikan
konstant berdasaran waktu t (steady state), maka jarak horizontal yang dicapai adalah
:
Karena ada gaya gravitasi, fluida akan mendapatkan penurunan aliran secara
vertikal(arah y) pada komponen kecepatannya. Sehingga, pada t waktu yang sama
(pada jarak x) aliran akan mempunyai y jarak sebesar.
y = g
t²
2
atau t = 2
y
g
sehingga dihasilkan persamaan berikut ini :
Cv =
x
2. y.H
V= Cv . √2.g.h
x = v .t
16. 10
Oleh sebab itu dapat dikatakan bahwa pada kondisi aliran tetap (constant head), Cv
dapat ditentukan dari koordinat x dan y aliran air. Grafik x diplotkan dengan √y.h
akan menghasilkan kemiringan 2C.
Debit aktual adalah
Keterangan : Ac : luas lubang aliran luar (vena contracta Ac = Cc . Ao
Ao : luas lubang kecil bagian dalam
Cc : Koefisien kontraksi (penyempitan), sehingga Cc < 1
Sehingga diperoleh bahwa
Nilai Cc Cv disebut sebagai koefisien debit Cd sehingga
Asumsi bahwa Cd konstant, sehingga hubungan grafik Qt dengan √h akan berupa
garis linier dengan kemiringan :
Qt = Ac . V
Qt = Cc . Ao. Cv √2.g.h
Qt = Cd . Ao. √2.g.h
s =Cd . Ao. √2.g
17. 11
4.1.3.3. Menghitung koefisien Debit pada kondisi muka air berubah
(varryinghead)
Komponen Satuan Notasi Tipe data Deskripsi
Diameter lubang M d
Di ukur
Diameter Lubang
Luas lubang
(bagian dalam)
m² Ao Luas lubang
Luas reservoir m² Ar
Di ketahui
Luas permukaan reservoir
termasuk luas tangki constant
head
Muka air (head) M h
Di ukur
Tinggi muka air pada waktu
ke-t
Muka air awal
(initial head)
M h1 Tinggi muka air pada waktu
ke-t=0
Waktu detik
(s)
t Waktu percobaan
(h)0,5 √m
Di hitung
Mengikuti hubungan garis
lurus antara koefisien debit
(Cd) dan kehilangan
energi(head loss)
Slope S Kemiringan grafik hubungan
waktu dengan √h1 - √h disetiap
titik
Koefisien Debit
Aliran
Cd
Cd =
Ar
Ao x
2
g
s
Table 3. Identitas Koefisien Debit Aliran Kondisi Constant Head
Untuk debit aliran yang tidak tetap (unsteady state) pada t waktu, untuk setiap penurunan
muka air dari h1 ke h maka :
t = ( √h1 - √h )
18. 12
Keterangan :
Ar : Luas penampang reservoir (termasuk ruang ke-2) ini merupakan hasil perkiraan yang
tidak bergantung sepenuhnya untuk eek aliran Unsteady.
4.1.3.4. Prosedur percobaan
a. Menghitung Koefisien Kecepatan aliran (velocity)
1. Posisi pipa pada tempat yang lebih tinggi
2. Catat tinggi muka airnya
3. Aliran air dihasilkan dengan menggunakan jarum tegak pada papan vertikal
untuk mengikuti profil aliran.
4. Kendurkan sekrup pengunci untuk setiap jarum, putar dan pindahkan hingga
jarum pada posisi tepat diatas aliran dan kembali eratkan sekrup.
5. Letakkan kertas pada papan belakang antara jarum dan papan, eratkan dengan
jepit sehingga sebelah ujung atas pada kondisi vertikal.
6. Plot titik puncak setiap jarum pada kertas
7. Catat jarak horizontal dari lubang kecil (x=0) ketitik koordinat posisi jarum
pertama.
8. Koordinat pertama seharusnya cukup dekat dengan lubang untuk memperoleh
nilai y = 0. Sehingga letak y diukur pada posisi ini.
9. Perkirakan kesalahan percobaan (experimental error) untuk setiap titik yang
diukur.
b. Menghitung Koefisien Debit pada kondisi muka air tetap (constant head)
1. Ukur debit aliran berdasarkan waktu yang dibutuhkan, dengan menggunakan
silinder (gelas ukur) dan catat tinggi muka airnya.
2. Ulangi prosedur tersebut, untuk berbagai tinggi muka air dengan cara
mengatur tinggi pipa debit.
c. Menghitung koefisien Debit pada kondisi muka air berubah (varrying head)
1. Pada kondisi muka air tidak tetap, pipa aliran air pada kondisi muka air maksimum,
tangki berisi penuh, aliran yang masuk ke dalam tangki ditutup dan pompa di-stop.
2. Mulailah mencatat waktu (dengan menghidupkan stopwatch) saat muka air
mencapai skala h1 dengan tepat
3. Pembacaan penurunan muka air dilakukan setiap penurunan tinggi muka air 0,02
m3
4. Ulangi langkah tersebut hinggan tinggi muka air 0,25 m3
19. 13
4.1.4. Tugas
a. Menghitung Koefisien Kecepatan aliran (velocity)
1. Plot x versus √yh
2. Hitung kemiringan dari grafik yang dihasilkan
3. Koefisen kecepatan Cv sama dengan
Rata−rataslope
2
Cv =
Rata − rataslope
2
b. Menghitung Koefisien Debit pada kondisi muka air tetap (constant head)
1. Plot debit rata-rata Qt dengan √h
2. Hitung kemiringan dari grafik yang dihasilkan
3. Koefisen kecepatan Cd dapat dihitung dari
Cd =
S
Ao. 2g
20. 14
0.000
0.100
0.200
0.300
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
a
Jarak Horizontal(m)
Tinggi muka air 350
4.1.5. Isian Data Praktikum
a. Menghitung koefisien kecepatam aliran (velocity)
Percobaaan 1
No
diameter
lubang
(d)
tinggi
muka
air (h)
jarak
horizontal
(x)
jarak
vertikal
(y)
(y.h)0,5
(m) (m) (m) (m) (m)
1 0.006 0.350 0.050 0.172 0.245
2 0.006 0.350 0.100 0.168 0.242
3 0.006 0.350 0.150 0.160 0.237
4 0.006 0.350 0.200 0.149 0.228
5 0.006 0.350 0.250 0.133 0.216
6 0.006 0.350 0.300 0.112 0.198
7 0.006 0.350 0.350 0.089 0.176
8 0.006 0.350 0.400 0.060 0.145
Table 4. Perhitungan (y.h)0.5
Kemiringan grafik (slope) :
Slope =
∆ y. h
∆x
1. Kemiringan grafik antara data 1 dengan data 2 =
Data 1 : x = 0,05 Data 2 : x = 0,1
y ∙ h = 0,245 y ∙ h = 0,242
Slope =
0,245 − 0,242
0,1 − 0,05
= 0,06
Grafik 1. x versus (y.h)0.5
22. 16
Grafik 2. x versus (y.h)0.5
Kemiringan grafik (slope) :
Slope =
∆ y. h
∆x
1. Kemiringan grafik antara data 1 dengan data 2 =
Data 1 : x = 0,05 Data 2 : x = 0,1
y ∙ h = 0,230 y ∙ h = 0,226
Slope =
0,230 − 0,226
0,1 − 0,05
= 0,08
N
o
Tinggi
muka
air (h)
Jarak
horizont
al (x)
Jarak
vertika
l (y)
(y.h)0,5
Sloope
(m) (m) (m) (m)
1 0.3 0.05 0.177 0.230
0.08
2 0.3 0.10 0.171 0.226
0.13
3 0.3 0.15 0.161 0.220
0.17
4 0.3 0.20 0.149 0.211
0.26
5 0.3 0.25 0.131 0.198
0.30
6 0.3 0.30 0.112 0.183
0.33
7 0.3 0.35 0.093 0.167
0.57
8 0.3 0.40 0.064 0.139
Jumla
h
1.84
Rata-
rata
0.23
Cv 0.11
Table 7. Perhitungan slope dan Cv
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
a
Jarak Horizontal(m)
Tinggi muka air 300
23. 17
Koefisien Kecepatan (Cv) =
Rata −rataslope
2
=
0,23
2
= 0,115
Jadi koefisien kecepatan (Cv) adalah 0,115
Percobaan 3
no
diameter
lubang
(d)
tinggi
muka
air (h)
jarak
horizontal
(x)
jarak
vertikal
(y)
(y.h)0,5
(m) (m) (m) (m) (m)
1 0.006 0.250 0.050 0.175 0.209
2 0.006 0.250 0.100 0.169 0.206
3 0.006 0.250 0.150 0.161 0.200
4 0.006 0.250 0.200 0.146 0.191
5 0.006 0.250 0.250 0.129 0.180
6 0.006 0.250 0.300 0.111 0.167
7 0.006 0.250 0.350 0.089 0.149
8 0.006 0.250 0.400 0.060 0.122
Table 8. Perhitungan (y.h)0.5
Grafik 3. x versus (y.h)0.5
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
a
Jarak Horizontal(m)
Tinggi muka air 250
24. 18
Kemiringan grafik (slope) :
Slope =
∆ y. h
∆x
1. Kemiringan grafik antara data 1 dengan data 2 =
Data 1 : x = 0,05 Data 2 : x = 0,1
y ∙ h = 0,209 y ∙ h = 0,206
Slope =
0,209 − 0,206
0,1 − 0,05
= 0,06
No
Tinggi
muka
air (h)
Jarak
horizonta
l (x)
Jarak
vertikal
(y)
(y.h)0,5
Sloope
(m) (m) (m) (m)
1 0.25 0.05 0.175 0.209
0.07
2 0.25 0.10 0.169 0.206
0.10
3 0.25 0.15 0.161 0.200
0.19
4 0.25 0.20 0.146 0.191
0.23
5 0.25 0.25 0.129 0.180
0.26
6 0.25 0.30 0.111 0.167
0.35
7 0.25 0.35 0.089 0.149
0.54
8 0.25 0.40 0.060 0.122
Jumlah 1.74
Rata-
rata
0.22
Cv 0.11
Table 9. Perhitungan slope dan (y.h)0.5
Koefisien Kecepatan (Cv) =
Rata −rataslope
2
=
0,22
2
= 0,11
Jadi koefisien kecepatan (Cv) adalah 0,11
25. 19
b. Menghitung koefisien debit pada kondisi muka air tetap (constant head)
No
Diameter
Lubang
Luas lubang
bag. dalam
Tinggi
muka
air
Volume Waktu
d (m) Ao (m) h (m) V (m3)
t
(detik)
1 0.003 0.00000707 0.35 0.000018 1
2 0.003 0.00000707 0.35 0.000039 2
3 0.003 0.00000707 0.35 0.000051 3
4 0.003 0.00000707 0.3 0.000015 1
5 0.003 0.00000707 0.3 0.000031 2
6 0.003 0.00000707 0.3 0.000037 3
7 0.003 0.00000707 0.25 0.000015 1
8 0.003 0.00000707 0.25 0.000026 2
9 0.003 0.00000707 0.25 0.000035 3
Table 10. Data praktikum muka air tetap
Grafik 4. Hubungan akar h dan Qt
Debit rata-rata (Qt)
Qt =
Volume
Waktu
1. V = 0.000018 m3
t = 1 detik
Qt =
0.000018
1
= 0.000018m3
s
2. V = 0.000039 m3
t = 2 detik
Qt =
0.000039
2
= 0.000020 m3
s
0.000000
0.000005
0.000010
0.000015
0.000020
0.000025
0.480 0.500 0.520 0.540 0.560 0.580 0.600
Qt
Akar h
Grafik akar h dan Qt
Series1
26. 21
No
Diameter
Lubang
Luas lubang
bag. dalam
Tinggi
muka
air
Volume Waktu Debit rata-rata Slope Akar h
d (m) Ao (m) h (m) V (m3) t (detik) Qt (m3/detik) (S)
1 0.003 0.00000707 0.35 0.000018 1 0.000018
0
0.592
2 0.003 0.00000707 0.35 0.000039 2 0.000020
0
0.592
3 0.003 0.00000707 0.35 0.000051 3 0.000017
0.000042
0.592
4 0.003 0.00000707 0.3 0.000015 1 0.000015
0
0.548
5 0.003 0.00000707 0.3 0.000031 2 0.000016
0
0.548
6 0.003 0.00000707 0.3 0.000037 3 0.000012
0.000045
0.548
7 0.003 0.00000707 0.25 0.000015 1 0.000015
0
0.500
8 0.003 0.00000707 0.25 0.000026 2 0.000013 0 0.500
9 0.003 0.00000707 0.25 0.000035 3 0.000012 0.500
Jumlah 0.000087
Cd 2.787
Table 11. Perhitungan muka air tetap
Koefisien kecepatan (Cd)
=
𝑠
𝐴𝑜 2𝑔
=
0.000087
0.00000707 2 ∙ 9,8
= 2,787
27. 22
4.1.6. Kesimpulan
Dari hasil ketiga percobaan ini dapat disimpulkan bahwa :
Koefisien Kecepatan aliran pada praktikum pertama dengan tinggi muka
air 0,350 m sebesar 0,125.
Koefisien Kecepatan aliran pada praktikum pertama dengan tinggi muka
air 0,300 m sebesar 0,115.
Koefisien Kecepatan aliran pada praktikum pertama dengan tinggi muka
air 0,250 m sebesar 0,11.
Semakin rendah muka air, maka koefisien aliran semakin kecil.
4.1.7. Dokumentasi
Gambar 8. Pengukuran kedataran
jarum
Gambar 9. Panandaan ujung
jarum
28. 23
4.2. AMBANG TIPIS
4.2.1. Tujuan
Mencari besaran debit yang melewati saluran
4.2.2. Peralatan`
a. Peralatan hydraulic bench
b. Alat ukur Thomson
c. Alat ukur rechbok
d. Penggaris
4.2.3. Teori
Gambar 11. Tampak atas alat rechbok dan thomson
Gambar 10. Alat ukur Rechbok
29. 24
Q =
8
15
∙ Cd ∙ tan
1
2
θ ∙ h
5
2 ∙ 2gh
Keterangan :
Q = debit air (m3
/detik)
Cd = koefisien kontraksi (0,5-0,6)
h = tinggi muka air (m)
θ = sudut ambang tajam
g = gravitasi (9,8 m/det2
)
4.2.4. Prosedur Percobaan
1. Ukur dimensi pelimbah ambang tipis (Hydraulic Bench ) yang tersedia
2. Alirkan air melalui saluran di perangkat Hydraulic Bench
3. Pada kondisi muka air stabil, ukur tinggi muka air dasar ambang alat ukur
4. Catat bacaan untuk muka air
5. Lakukan percobaan pada ketinggian muka air
1
3
h,
1
2
h, dan
2
3
h
6. Lakukan pembacaan setiap pencatatan muka air sebanyak 3 kali selama 1 detik
7. Lakukan prosedur diatas pada setiap perubahan debit yang disesuikan dengan
percobaan pengukuran debit lainnya.
4.2.5. Pencatatan
Dalam praktikum ini perlu diperhatikan dan dicatat beberapa hal, meliputi:
- Tinggi muka air ambang
- Dimensi alat ukur
Gambar 12. Potongan memanjangGambar 13. Potongan melintang
30. 25
4.2.6. Data Dan Analisis Data
4.2.6.1. Rechbok
A. Tabel Praktikum
No
Tinggi muka air di atas alat
ukur
Q
Mm m m³/det
1 33.50 0.0335 0.3530
2 24.00 0.0240 0.2660
3 19.40 0.0194 0.1275
Table 12. Tabel praktikum Rechbok
PERHITUNGAN :
Diketahui bahwa = 90° , Cd = 0,5 dan g = 9,8 m/s
1. h = 0,0335 mm
Q =
8
15
∙ 0,5 ∙ tan
1
2
90 ∙ 0,0335
5
2 ∙ 2 ∙ 9,8 = 0,0002424984 m3
/det
2. h = 0,0240 mm
Q =
8
15
∙ 0,5 ∙ tan
1
2
90 ∙ 0,0240
5
2 ∙ 2 ∙ 9,8 = 0,0001053477 m3
/det
3. h = 0,0194 mm
Q =
8
15
∙ 0,5 ∙ tan
1
2
90 ∙ 0,0194
5
2 ∙ 2 ∙ 9,8 = 0,0000618872 m3
/det
No
Tinggi muka air di atas alat
ukur
Q Q (koreksi)
Mm m m³/det m³/det
1 33.50 0.0335 0.3530 0.0002424984
2 24.00 0.0240 0.2660 0.0001053477
3 19.40 0.0194 0.1275 0.0000618872
Table 13. Q koreksi
31. 26
B. Grafik
Grafik 5. Q vs h
4.2.6.2. Thomson
A. Tabel Praktikum
No
Tinggi muka air di atas ambang alat
ukur (h)
Debit
(Q)
(m) (m2
/ dt)
1 0,0194 0,000062
2 0,0335 0,00024
3 0,024 0,00011
Table 14. Hasil praktikum Thomson
PERHITUNGAN :
Diketahui bahwa = 90° , Cd = 0,5 dan g = 9,8 m/s
1. Q =
2
1
tan..
15
8
dC gh 2.. 2
5
=
2
1
tan.5,0.
15
8
gh 2.. 2
5
=
2
1
tan.5,0.
15
8
)8,9(2.0194,0.90 2
5
= 0,000062 m2/dt
y = 0.013x - 0.000
R² = 0.991
-
0.0000500000
0.0001000000
0.0001500000
0.0002000000
0.0002500000
0.0003000000
0.00000.01000.02000.03000.0400
Q koreksi
(m³/det)
Tinggi muka air (m)
Q vs h
Q vs h
Linear (Q vs h)
33. 28
B. Grafik
Grafik 6. Prbandingan tinggi muka air dan debit
4.2.7. Kesimpulan
NO
Thomson Rechbok
Q (m2
/ dt) h (m) Q (m2
/ dt) h (m)
1 0,000062 0,0194 0.3530 0.0335
2 0,00024 0,0335 0.2660 0.0240
3 0,00011 0,024 0.1275 0.0194
Table 15. Perbandingan h dan Q pada Thomson dan Rechbok
Dari tabel diatas, dapar disimpulkan bahwa semakin tinggi muka air maka debit yang
diperoleh juga semakin besar.
0
0.00005
0.0001
0.00015
0.0002
0.00025
0.0003
0 0.01 0.02 0.03 0.04
Debitm2/detik
Tinggi muka air di atas ambang alat
Series1
Linear (Series1)
34. 55
4.3. TEKANAN HIDROSTATIS
4.3.1. Tujuan
a) Menghitung tekanan hidrostatis pada suatu permukaan di dalam air
b) Menentukan letak garis tekanan yang terjadi dan membandingkan hasil percobaaan
dengan teori
4.3.2. Peralatan
Satu perangkat alat tekanan hidrostatis dengan sketsa gambar 11. Peralatan
tersebut berupa seperempat lingkaran (kuadran) yang terekat pada lengan penyeimbang
(balance arm) dan bertumpu pada knife edge pivot. Garis kontak knife edge bertepatan
dengan aksis kuadran. Kondisi tersebut menyebabkan tekanan hidrostatis terjadi di
kuadran saat dibenamkan, hanya tekanan dipermukaan kuadran akan meningkat
menjadi momen pada knife edge.
Deskripsi alat
1) Panci kesetimbangan dan penyeimbang
Beam indikator Salance AM Clamping screw
Knife edge pivot
counterbalance
Balance pan
Spirt level quadrant
Drain valve
Gambar 14. Sketsa alat tekanan hidrostatis
35. 56
Sebagai tambahan pada klem kuadran, lengan penyeimbang digabungkan
dengan panci kesetimbangan, penyeimbang disesuaikan dan indikator yang
terlihat saat lengan pada posisi seimbang.
2) Tangki
Posisi tangki diubah dengan cara mengatur sekrupnya. Posisi yang tepat
di indikasikan dengan pengatur level berbentuk lingkaran didasar tangki. Suplai
air dan system pengeringan (drainase)
Air boleh mencapi puncak tangki melalui pipa flexsibel dan dapat
dikeringkan melalui keran di dasar tangki. Suplai air diperoleh dari hydraulic
bench. Tinggi muka air diindikasikan berdasarkan skala
3) Suplai air dan sistem pengeringan (drainase)
Air boleh mencapai puncak tangki melalui pipa fleksibel dan dapat
dikeringkan melalui keran didasar tangki. Suplai air diperoleh dari hydraulic
bench. Tinggi muka air diindikasi berdasarkan skala.
4) Data teknis
Dimensi- dimensi berikut ini digunakan untuk menbantu proses
menghitung. Namun tetap dilakukkan pengecekkan terhadap alat uji di lapangan.
Item Notasi Panjang Keterangan
Panjang lengan L 0.275 m Jarak dari titik berat
penggantung hingga pivot
Kuadran ke pivot H 0.2 m Tinggi dasar permukaan
kuadran ke pivot
Tinggi kuadran D 0.1 m Tinggi permukaan kuadran
vertical
Lebar kuadran B 0.075 Lebar permukaan kuadran
vertical
Table 16. Data Teknis Alat
4.3.3. Teori
Jika sistem dalam kondisi seimbang, momen pivot adalah :
m. g. L = F. h
Keterangan :
m = massa di panci penyeimbang
36. 57
g = percepatan gravitasi
L = panjang lengan penyeimbang
F = tekanan hidrostatis
h = jarak antara pivot dan pusat tekanan
Dengan mengitung tekanan hidrostatis dan pusat tekanan di sisi ujung kuadran,
maka dapat dibandingkan hasil teori dan praktikum. Sedangkan, teori air penuh atau
sebagian adalah sama, akan lebih jelas jika memisahkan dua kasus tersebut.
1. Kondisi air (sebagian) tidak penuh.
a. Tekanan hidrostatis
F = ρ .g .A .h
Keterangan :
A = luas area
h = kedalaman pencelupan
A = B .d
h =
𝑑
2
sehingga, F = ½ ρ . g .B . d2
b. Kedalaman tekanan percobaan.
Momen
M = F .h“
Keseimbangan momen diperoleh dari berat W, yang bekerja pada
penggantung di ujung lengan penyeimbang. Momen terbagi secara
proposional sepanjang L lengan penyeimbang. Untuk keseimbangan statis
ada dua momen yang sama :
F .h” = W . L = m .g . L
Substitusi dengan tekanan hidrostatis :
h” =
𝒎 .𝒈.𝑳
𝑭
=
𝟐 . 𝒎 .𝑳
.𝑩.𝒅 𝟐
37. 58
c. Kedalaman tekanan hidrostatis.
Hasil teori kedalaman tekanan P dibawah permukaan bebas adalah
h’ =
𝑰 𝒙
𝑨.𝒉
keterangan :
Ix = momen kedua dari luas yang terendam sekitar sumbu permukaan bebas.
Ix = Ic +A. h2
=
𝑩𝒅 𝟑
𝟏𝟐
+ B .d .
𝒅
𝟐
𝟐
=
𝑩𝒅 𝟑
𝟑
Kedalaman titik pusat tekanan dibawah pivot adalah
h” = h’ + H – d
sehingga h” = H -
𝒅
𝟑
dan momen putar dapat dihitung.
2. Kondisi air penuh
a. Tekanan hidrostatis
F = ρ .g .A . h = ρ .g B . D . (d -
𝑫
𝟐
)
Keterangan :
A = luas area
h = kedalamanpencelupan
b. Kedalaman tekanan percobaan
Momen
M = F .h“
Keseimbangan momen diperoleh dari berat W, yang bekerja pada
penggantung di ujung lengan penyeimbang. Momen terbagi secara
proposional sepanjang L lengan penyeimbang. Untuk keseimbangan statis
ada dua momen yang sama :
F .h” = W . L = m .g . L
Substitusi dengan tekanan hidrostatis :
h” =
𝒎 .𝑳
𝝆 .𝑩 .𝑫 .(𝒅−
𝑫
𝟐
)
c. Kedalaman tekanan teoritis
Hasil teori kedalaman tekanan P dibawah permukaan bebas adalah
38. 59
h’ =
𝑰 𝒙
𝑨.𝒉
Keterangan :
Ix = momen ke dua dari luas yang terendam sekitar sumbu permukaan
bebas.
Ix = Ic +A. h2
= B. D.
𝑫 𝟐
𝟏𝟐
+ (𝒅 −
𝑫
𝟐
) 𝟐
Kedalaman titik pusat tekanan dibawah pivot
h” = h’ + H – d
sehingga
h” =
𝑫 𝟐
𝟏𝟐
+ (𝒅−
𝑫
𝟐
) 𝟐
𝒅−
𝑫
𝟐
+ H – d sehingga momen putar dapat dihitung.
KOMPONEN SATUAN
Nomen
klatur TIPE DESKRIPSI
Tinggi kuadran Meter D diketahui
Tinggi vertical sisi kuadran
(disarankan di ukur sendiri)
Lebar Kuadran Meter B diketahui Lebar horizontal kuadran
Panjang lengan
Meter L diukur Panjang lengan penyeimbang
penyeimbang
Jarak Kuadrat
ke pivot
Meter H diketahui
Jarak dari atas sisi kuadran
ketinggi pivot
Massa Kilogram M diukur
Berat yang diberikan lengan
Penyeimbang
Kedalaman
Pencelup
Meter D diukur
Kedalaman dasar kuadran
di bawah permukaan
Kuadran terendam sebagian
Tekanan
Hidrostatis Newton F dihitung F = ½ ρ .g .B . d2
Pusat tekanan
eksperimen
Meter h” dihitung h” =
𝒎 .𝒈.𝑳
𝑭
Pusat tekanan
teoretis
Meter h” dihitung h” = H -
𝒅
𝟑
39. 60
Kuadran terendam penuh
Tekanan
Hidrostatis
Newton F dihitung
F = ρ .g B . D . (d -
𝑫
𝟐
)
Pusat tekanan
eksperimen
Meter h” dihitung
h” =
𝒎 .𝑳
𝝆 .𝑩 .𝑫 .(𝒅−
𝑫
𝟐
)
Pusat tekanan
teoretis
Meter h” dihitung h” =
𝑫 𝟐
𝟏𝟐
+ (𝒅−
𝑫
𝟐
) 𝟐
𝒅−
𝑫
𝟐
+ H – d
Table 17. Deskripsi eksperimen
4.3.4. Prosedur percobaan
1. Beribeban sebesar 50 gr (missal, dapat menggunakan berat yang lain) pada
penggantung beban.
2. Masukkan air kedalam tangki.
3. Air sampai pada kondisi keseimbangan lengan penyeimbang lengan penyeimbang
tercapai. Pastikan tidak air yang melimpah diatas permukaan kuadran (untuk
percobaan kuadran terendam sebagian ).
4. Ukur dasar lengan penyeimbang dengan puncak atau dasar pusat kesetimbangan.
5. Ukur kedalaman muka kuadran yang terendam.
6. Ulangi percobaan tersebut dengan berbagai berat beban
7. Lanjutkan sampai air mencapai puncak muka kuadran.
4.3.5. Pencatatan
Tinggi muka kuadran (d)=0.1 m
Lebar muka kuadran(B) = 0.075 m
Panjang lengan(L) = 0.275 m
Tinggi pivot (h) = 0.2 m
Percepatangravitasi (g) = 9.8 m/s²
Berat jenis air (ƿ) = 1000 kg/m³
4.3.5.1. Kuadran Terendam Sebagian
a. Gambar Hidrostatis
42. 63
b. Momen putar yang terukur
𝑴 = 𝒎 × 𝒈 × 𝑳
1. m = 0,05 kg
𝑀 = 0,05 × 9,8 × 0,275 = 0,135 𝑁𝑚
2. m = 0,1 kg
𝑀 = 0,1 × 9,8 × 0,275 = 0,270 𝑁𝑚
3. m = 0,15 kg
𝑀 = 0,15 × 9,8 × 0,275 = 0,404 𝑁𝑚
4. m = 0,2 kg
𝑀 = 0,2 × 9,8 × 0,275 = 0,539 𝑁𝑚
c. Mencari tekanan hidrostatis
𝑭 =
𝝆 × 𝒈 × 𝑩 × 𝒅 𝟐
𝟐
1. d = 0,045 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,0452
2
= 0,744 𝑁
2. d = 0,064 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,0642
2
= 1,505 𝑁
3. d = 0,080 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,0802
2
= 2,352 𝑁
4. d = 0,093 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,0932
2
= 3,179 𝑁
d. Jarak kepusat tekanan eksperimen
𝒉"
=
𝒎 × 𝒈 × 𝑳
𝑭
1. m = 0,05 kg ; F = 0,744 N
ℎ"
=
0,05 × 9,8 × 0,275
0,744
= 0,181 𝑚
2. m = 0,1 kg ; F = 1,505 N
ℎ"
=
0,1 × 9,8 × 0,275
1,505
= 0,179 𝑚
43. 64
3. m = 0,15 kg ; F = 2,352 N
ℎ"
=
0,15 × 9,8 × 0,275
2,352
= 0,172 𝑚
4. m = 0,2 kg ; F = 3,179 N
ℎ"
=
0,2 × 9,8 × 0,275
3,179
= 0,170 𝑚
e. Jarak kepusat tekanan teoritis
𝒉"
= 𝑯 −
𝒅
𝟑
5. d = 0,045 m
ℎ"
= 0,2 −
0,045
3
= 0,185
6. d = 0,064 m
ℎ"
= 0,2 −
0,064
3
= 0,179
7. d = 0,080 m
ℎ"
= 0,2 −
0,080
3
= 0,173
8. d = 0,093 m
ℎ"
= 0,2 −
0,093
3
= 0,170
f. Momen putar
𝑴 = 𝑭 × 𝒉𝒕𝒆𝒐𝒓𝒊𝒕𝒊𝒔
9. F = 0,744 N ; h” = 0,185 m
𝑀 = 0,744 × 0,185 = 0,138 𝑁𝑚
10. F = 1,505 N ; h” = 0,179 m
𝑀 = 1,505 × 0,179 = 0,269 𝑁𝑚
11. F = 2,352 N : h” = 0,173 m
𝑀 = 2,352 × 0,173 = 0,408 𝑁𝑚
12. F = 3,179 N ; h” = 0,169 m
𝑀 = 3,179 × 0,169 = 0,537 𝑁𝑚
44. 65
4.3.5.2. Kuadran Terendam Penuh
a. Gambar Hidrostatis
Gambar 19. Muka air 0.106 m
Gambar 20. Muka air 0.118 m
0.165
0.170
0.175
0.180
0.185
0.190
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100
Jarakkepusattekananteoritis
(m)
Kedalaman (m)
Terendam Sebagian
Grafik 7. Hubungan antara kedalaman dan jarak pusat ke tekananan teoritis
45. 66
Gambar 23. Muka air 0.131 m
Gambar 24. Muka air 0.168 m
Gambar 21. Muka air 0.156 m
Gambar 22. Muka air 0.143 m
46. 67
b. Momen putar yang terukur
𝑴 = 𝒎 × 𝒈 × 𝑳
1. m = 0,25 kg
𝑀 = 0,25 × 9,8 × 0,275 = 0,184 𝑁𝑚
2. m = 0,3 kg
𝑀 = 0,3 × 9,8 × 0,275 = 0,221 𝑁𝑚
3. m = 0,35 kg
𝑀 = 0,35 × 9,8 × 0,275 = 0,257 𝑁𝑚
4. m = 0,4 kg
𝑀 = 0,4 × 9,8 × 0,275 = 0,294 𝑁𝑚
5. m = 0,45 kg
𝑀 = 0,45 × 9,8 × 0,275 = 0,331 𝑁𝑚
6. m = 0,5 kg
𝑀 = 0,5 × 9,8 × 0,275 = 0,368 𝑁𝑚
c. Mencari tekanan hidrostatis
𝑭 =
𝝆 × 𝒈 × 𝑩 × 𝒅 𝟐
𝟐
1. d = 0,106 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,1062
2
= 4,129 𝑁
2. d = 0,118 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,1182
2
= 5,117 𝑁
3. d = 0,131 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,1312
2
= 6,307 𝑁
4. d = 0,143 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,1432
2
= 7,515 𝑁
5. d = 0,156 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,1562
2
= 8,943 𝑁
6. d = 0,168 m
𝐹 =
1000 × 9,8 × 0,075 × 0,1682
2
= 10,372 𝑁
47. 68
d. Jarak kepusat tekanan eksperimen
𝒉"
=
𝒎 × 𝒈 × 𝑳
𝑭
1. m = 0,25 kg ; F = 4,129 N
ℎ"
=
0,25 × 9,8 × 0,275
4,129
= 0,165 𝑚
2. m = 0,3 kg ; F = 5,117 N
ℎ"
=
0,3 × 9,8 × 0,275
5,117
= 0,161 𝑚
3. m = 0,35 kg ; F = 6,307 N
ℎ"
=
0,35 × 9,8 × 0,275
6,307
= 0,156 𝑚
4. m = 0,4 kg; F = 7,515 N
ℎ"
=
0,4 × 9,8 × 0,275
7,515
= 0,152 𝑚
5. m = 0,45 kg ; F = 8,943 N
h"
=
0,45 × 9,8 × 0,275
8,943
= 0,148 m
6. m = 0,5 kg; F = 10,372 N
h"
=
0,5 × 9,8 × 0,275
10,372
= 0,144 m
e. Jarak kepusat tekanan teoritis
𝐡"
= 𝐇 −
𝐝
𝟑
1. d = 0,106 m
h"
= 0,2 −
0,106
3
= 0,165 m
2. d = 0,118 m
h"
= 0,2 −
0,118
3
= 0,161 m
3. d = 0,131 m
h"
= 0,2 −
0,131
3
= 0,156 m
4. d = 0,143 m
h"
= 0,2 −
0,143
3
= 0,152 m
5. d = 0,156 m
48. 69
h"
= 0,2 −
0,156
3
= 0,148 m
6. d = 0,168 m
h"
= 0,2 −
0,168
3
= 0,144 m
f. Momen putar
𝐌 = 𝐅 × 𝐡 𝐭𝐞𝐨𝐫𝐢𝐭𝐢𝐬
1. F = 4,129 N ; h” = 0,165 m
M = 4,129 × 0,165 = 0,680 Nm
2. F = 5,117 N ; h” = 0,161 m
M = 5,117 × 0,161 = 0,822 Nm
3. F = 6,307 N : h” = 0,156 m
M = 6,307 × 0,156 = 0,986 Nm
4. F = 7,515 N ; h” = 0,152 m
M = 7,515 × 0,152 = 1,145 Nm
5. F = 8,943 N ; h” = 0,148 m
M = 8,943 × 0,148 = 1,324 Nm
6. F = 10,372 N; h” = 0,144 m
M = 10,372 × 0,144 = 1,494 Nm
4.3.6. Kesimpulan
1. Tekanan yang terjadi pada kuadran terendam sebagian maupun terendam penuh sama-
sama berbanding lurus. Semakin besar beban maka tekanan semakin besar, dan
semakin kecil beban, semakin kecil pula tekanan yang ada pada kuadran.
0.165
0.170
0.175
0.180
0.185
0.190
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100
Jarakkepusattekananteoritis
(m)
Kedalaman (m)
Terendam Sebagian
Grafik 8. Hubungan antara kedalaman dan jarak ke pusat tekanan teoritis
49. 70
2. Semakin dalam kuadran terendam dalam air, maka tekanan hidrostatis yang terjadi
semakin besar. Berlaku pula sebaliknya. Semakin sedikit kuadran yang terendam,
maka tekanan hidrostatisnya semakin kecil.
3. Momen yang dihasilkan berbanding terbalik dengan beban. Semakin besar beban
yang diberikan, maka semakin kecil momen putarnya. Dan apabila semakin kecil
beban yang diberikan, maka momen putarnya semakin besar.
4.3.7. Dokumentasi
Gambar 25. Alat tekanan hidrostatis
Gambar 26. Logam
Gambar 27. Kuadran
Gambar 28. Nivo
50. 78
4.4. KEHILANGAN ENERGI
4.4.1. Tujuan
Menghitung kehilangan energy pada saluran tertutup (pipa)
4.4.2. Peralatan
1. Perangkat simulasi kehilangan energi
2. Penggaris
4.4.3. Teori
Rumus Darcy Weisbach :
hf =
L
d
x
V2
2g
Keterangan :
f : faktor gesekan (Darcy friction factor), nilainya dapat diperoleh dari diagram
moody
L : panjang pipa (m)
d : diameter pipa (m)
V2
2g
: head/tinggi kecepatan (m)
4.4.4. Prosedur Percobaan
1. Penuhi dulu reservoir dengan air, aliri pipa, dan pertahankan ketinggian air di
reservoir.
2. Ukur tinggi muka air di reservoir dari datum yang ditentukan (missal datum 0
meter adalah lantai).
3. Ukurlah tinggi pipa tepat di as pipa, dari datum yang sama.
4. Ukurlah tinggi air pada selang bening sepanjang pipa.
4.4.5. Pencatatan
Dalam praktikum ini perlu diperhatikan dicatat beberapa hal, meliputi :
- Elevasi atau tinggi muka air di reservoir terhadap datum
- Elevasi atau tinggi as pipa terhadap datum
- Elevasi atau tinggi air di selang bening terhadap datum
4.4.6. Tugas
1. Gambarlah sketsa alat simulasi kehilangan energi, munculkan ukuran-ukuran pipa,
belokan, dan lain-lain.
51. 79
2. Gambarlah garis kehilangan energi sepanjang pipa.
3. Hitunglah kehilangan energi dalam pipa dengan menggunakan cara analitis.
4. Bandingkan hasil pengukuran dengan menggunakan cara analitis.
4.4.7. Data dan Analisis Data
52. 80
BAB V
PENUTUP
5.1KESIMPULAN
Kesalahan-kesalahan yang terjadi pada praktikum ini :
1. Human error
Adanya kelalaian dalam pengoperasian alat.
Pengukuran setiap orang yang berbeda, yang mengakibatkan terjadinya
kesalahan/kurang akuratnya data.
Salah memegang alat current meter sehingga kabel pada alat tersebut tidak
rapat.
5.2 SARAN
1. Gunakanlah perlengkapan praktikum sesuai dengan standart operasionalprocedural
(SOP) praktikum.
2. Sebelum melakukan praktikum, lakukan beberapa persiapan seperti menyiapkan alat
praktikum dan berdo’a.
3. Jangan lupa ketelitian selama pengerjaan.
4. Lakukan dengan serius, sehingga praktikum dapat dilaksanakan dengan baik.
