Laporan Pembuatan Alat Praktikum Fisika Fix

Laporan Pembuatan Alat Praktikum Fisika“Viscometer Dual Tube”

Disusun oleh :Laksmita Hayuning P (4201412067)

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015

Disusun Oleh :1. Fita Pemata Sari (4201412062)2. Laksmita Hayuning P. (4201412067)

Dosen : Dra. Langlang Handayani, M.App.ScMakul : Laboratorium Fisika Pendidikan

A. Latar Belakang

Dalam pembelajaran fisika di sekolah tidak hanya dalam konteks ceramah di dalam kelas

namun juga harus ada suatu tindakan ilmiah dalam aktivitas pembelajaran. Tindakan ilmiah

disini berarti suatu aktivitas siswa maupun guru dalam suatu tempat (laboratorium) dimana

tempat tersebut dapat memberikan suatu pembuktian dari apa yang telah siswa ketahui dari

suatu teori, prinsip, konsep, hukum dalam ilmu fisika. Dari pentingnya kegiatan ilmiah dalam

laboratorium di sekolah maka alangkah pentingnya kebutuhan sarana prasarana serta alat-alat

praktikum yang memadai dan lengkap. Di setiap sekolah terkadang kurang memantau

ketersediaan alat bahan praktikum serta fasilitas laboratorium.

Dari hal tersebut, maka dalam kaitannya dengan tugas mata kuliah Laboratorium

Pendidikan Fisika, kami telah melakukan berbagai observasi dan wawancara di salah satu

sekolah SMA N di Kota Semarang yaitu SMA N 5 Semarang. Dari keseluruhan proses

obesrvasi kami maka tujuan akhir kami adalah membuat suatu alat praktikum yang mana

belum tersedia di sekolahyang telah kami jadikan objek observasi.

Dari hasil observasi tentang proyek akhir ini, kami berkonsultasi dengan salah satu guru

fisika di SMAN 5 Semarang dan sekaligus kami memutuskan membuat alat “Viscometer”.

Tujuan kami membuat alat tersebut adalah tidak adanya alat praktikum untuk materi

“Kekentalan Zat Cair/Viskositas”, disana hanya ada alat peraga viskositas dengan beberapa

tabung kecil dengan berbagai jenis cairan yang berbeda dan alat peraga tersebut hanya

digunakan untuk pengamatan.

Dari hal tersebut maka kami bertujuan membuat alat praktikum “Viscometer Dual Tube”

dimana alat ini dapat digunakan untuk menentukan kekentalan zat cair serta mengukur massa

jenis zat cair yang digunakan. Alat yang kami buat diharapkan dapat menjadikan suatu alat

praktikum yang dapat mempermudah siswa untuk mengetahui hubungan rumus dalam

menentukan kekentalan zat cair dan mengamati perbedaan dalam setiap cairan yang

digunakan. Dengan alat “Viscometer Dual Tube” yang mempunyai beberapa fungsi

diharapkan dapat menarik perhatian siswa SMA N 5 Semarang dalam mempelajari materi

Fluida dinamis khususnya pada subbab Kekentalan Zat Cair.

B. Pembuatan Alat Praktikum

1. Kerangka Penyangga

Papan Triplek berukuran (120x50) cm

Kerangka balok kayu sebagai alas bawah (50x30x15) cm

Papan kayu berlubang sebagai penopang tabung (20x4) cm

1. Kerangka Penyangga

Cat minyak berwarna coklat

Kuas

Alat pembesih tabung lampu

2. Alat Inti

Tabung kaca berukuran tinggi = 115 cm ; diameter = 2.5 cm

Klem plastic penjepit tabung

Corong Tosca Alat pengangkat kelereng

Papan Aluminium

Kelereng

Meteran

3. Bahan

Zat cair (Gliserin dan Cairan pencuci piring)

C. Bagian-Bagian Alat

Papan triplek berwarna coklat sebagai penyangga tinggi tabung

Kerangka balok kayu sebagai penyangga bagian bawah tabung dan tempat beberapa alat

dan bahan seperti (magnet besi, wadah cairan, corong, kelereng)

Tabung kaca sebagai alat inti praktikum yang nantinya diisi dengan berbagai cairan

Klem plastic sebagai penjepit tabung agar tidak jatuh atau goyah

Alat pengangkat untuk mengambil kelereng

Papan aluminium sebagai pemberi batas jarak jatuh kelereng

Meteran untuk mengukur jarak jatuh yang ditempuh kelereng

D. Cara Pembuatan Alat

Memotong lampu TL pada bagian salah satu tutupnya dengan menggunakan kawat

nikelin dan bantuan travo

Membersihkan bagian berwarna putih pada lampu

Membuat kerangka tempat tabung lampu tersebut diletakkan

Memotong triplek berukuran (120x50)cm

Memotong kerangka balok kayu sebagai alas bawah (50x30x15) cm

Melubangi papan kayu sebagai penopang tabung (20x4) cm

Meletakkan dua tabung pada kerangka yang telah jadi dan mengaitkanya dengan

menggunakan klem plastic

Memastikan bahwa tabung tidak goyah dan terikat dengan kencang

Memasukkan cairan fluida kedalam tabung menggunakan corong

Memasukkan alat pengangkat kelereng saat nanti jatuh pada dasar tabung dengan

bantuan kawat

E. Praktikum Viskositas

a) Tujuan

1. Memahami azas kerja Viskometer bola jatuh

2. Memahami bahwa benda yang bergerak di dalam fluida berkaitan dengan

kekentalan fluida

3. Menentukan koefisien kekentalan zat cair dengan menggunakan hukum Stokes

b) Dasar Teori

Fluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan berubah secara kontinue

apabila mengalami geseran, atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil

apapun dalam keadaan diam atau dalam keadaan keseimbangan, fluida tidak mampu

menahan gaya geser yang bekerja padanya,dan oleh sebab itu fluida mudah

berubahbentuk tanpa pemisahan massa.

Viskositas atau kekentalan dari suatu cairan adalah salah satu Sifat cairan yang

menentukan besarnya perlawanan terhadap gayageser. Viskositas terjadi terutama

karena adanya interaksi antara molekul-molekul cairan.

Semua fluida nyata (gas dan zat cair) memiliki sifat-sifat khusus yang dapat

diketahui, antara lain: rapat massa (density), kekentalan (viscosity),

kemampatan(compressibility), tegangan permukaan (surface tension), dan

kapilaritas(capillarity). Beberapa sifat fluida pada kenyataannya merupakan

kombinasi dari sifat-sifat fluida lainnya. Sebagai contoh kekentalan kinematik

melibatkan kekentalan dinamik dan rapat massa. Sejauh yang kita ketahui, fluida

adalah gugusan yang tersusun atas molekulmolekul dengan jarak pisah yang besar

untuk gas dan kecil untuk zat cair. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi,

melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain

Fluida yang riil memiliki gesekan internal yang besarnya tertentu yang disebut dengan

viskositas. Viskositas ada pada zat cair maupun gas dan pada intinya merupakan gaya

gesekan antara lapisan-lapisan yang bersisian pada fluida pada waktu lapisan-lapisan

tersebut bergerak satu melewati lainnya. Dengan adanya viskositas, kecepatan

lapisan-lapisan fluida tidak seluruhnya sama. Lapisan fluida yang terdekat dengan

dinding pipa bahkan sama sekali tidak bergerak (v = 0), sedangkan lapisan fluida pada

pusat aliran memiliki kecepatan terbesar. Pada zat cair, viskositas disebabkan akibat

adanya gaya-gaya kohesi antar molekul.

Hukum Stokes

Viskositas dalam aliran fluida kental sam saja dengan gesekan pada gerak

benda padat. Untuk fluida ideal, viskositas η = 0 sehingga kita selalu menganggap

bahwa benda yang bergerak dalam fluida ideal tidak mengalami gesekan yang

disebabkan fluida. Akan tetapi, bila benda tersebut bergerak dengan kelajuan tertentu

dalam fluida kental, maka benda tersebut akan dihambat geraknya oleh gaya gesekan

fluida benda tersebut.

F = η A v = A η v = k η v

Koefisien k tergantung pada bentuk geometris benda. Untuk benda yang

bentuk geometrisnya berupa bola dengan jari-jari (r), maka dari perhitungan

laboraturium ditunjukan bahwa

k = 6 п r

maka

F = 6 п η r v

Persamaan itulah yang hingga kini dikenal dengan Hukum Stokes.

Dengan menggunakan hukum stokes, maka kecepatan bola pun dapat diketahui

melalui persamaan (rumus) :

v = 2 r 2 g (ρ B – ρf)

9 η

c) Alat dan Bahan

1. Alat Viscometer : 1 set

2. Tabung gelas panjang (115 cm) : 2 buah

3. Kelereng : 2 buah

4. Meteran : 1 buah

5. Timba pengangkat benda : 2 buah

6. Stopwatch : 1 buah

7. Zat cair : gliserin dan sabun pencuci piring : @ 600 ml

8. Papan alumunium : 1 buah

9. Kawat panjang (120 cm) : 1 buah

10. Jangka sorong : 1 buah

d) Langkah Kerja

1. Siapkan cairan yang akan digunakan dan masukkan cairan dalam tabung

viskometer

2. Ukurlah diameter sekaligus massa kelereng yang akan digunakan

3. Buatlah tanda pada tabung sejauh d sebagai jarak jatuh yang ditempuh bola dan

ukur jaraknya dengan meluruskan papan aluminium dengan meteran

4. Jatuhkan kelereng dalam cairan dan catat waktu saat kelereng melalui jarak batas

yang ditentukan

e) Hasil

m kelereng = 1,2 gram

m gliserin = 61,2 gram

m sabun = 53,2 gram

d dalam tabung = 2,3 cm

d kelereng = 1,45 cm

r kelereng = 0,725 cm

S = 85 cm

g = 10 m/s2

Gliserin Sabun

No t (sekon) No t (sekon)

1 18,45 1 6,11

2 19,05 2 7,06

3 17,57 3 6,57

4 21,23 4 8,05

5 19,55 5 7,19

6 18,37 6 9,13

f) Analisis dan Pembahasan

ρB=mV

= 1,20,51

=2,36 g /cm3

ρ fgliserin=mV

=61,250

=1,22 g/cm3

ρ fsabun=mV

=53,250

=1,064 g/cm3

Gliserin

o η=2 r2 g ( ρB−ρf )t

9 S=

2x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,22 ) x 18,459 x85

=0,289 g/cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,22 ) x19,059 x85

=0,298 g /cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,22 ) x17,579 x85

=0,275 g/cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,22 ) x 21,239 x85

=0,332 g /cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,22 ) x19,559 x85

=0,306 g/cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,22 ) x18,379 x85

=0,287 g/cms

Rata-rata :

η=∑ η

6=

0,289+0,298+0,275+0,332+0,306+0,2876

=1,787

6=0,298 g /cms

Sabun

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,064 ) x6,119 x85

=0,109 g /cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,064 ) x7,069 x 85

=0,126 g /cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,064 ) x6,579 x 85

=0,117 g/cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,064 ) x8,059 x 85

=0,143 g /cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,064 ) x7,199 x85

=0,128 g/ cms

o η=2 r2 g (ρB−ρ f )t

9 S=

2 x (0,725 )2 x 10 x (2,36−1,064 ) x9,139 x 85

=0,162 g /cms

Rata-rata :

η=∑ η

6=

0,109+0,126+0,117+0,143+0,128+0,1626

=0,785

6=0,131 g /cms

Dari percobaan praktikum menentukan kekentalan (viskositas) zat cair yang

telah dilakukan, didapatkan hasil yang dapat dijadikan patokan dalam pembahasan.

Pengaruh kekentalan terhadap kecepatan jatuhnya bola yaitu semakin kental suatu zat

cair atau fluida, maka daya untuk memperlambat suatu gerakan jatuhnya bola semakin

besar. Sehingga semakin kental suatu zat cair, semakin lambat pergerakan benda yang

jatuh didalamnya. Sebaliknya, semakin encer suatu zat cair atau fluida, maka semakin

cepat benda yang dijatuhkan kedalamnya.

Lampiran

Kegiatan Pembuatan Alat Praktikum