hidrologi fixx

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

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

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

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

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


................................................................................................ 15

Table 7. Perhitungan slope dan Cv ...................................................................................... 16


................................................................................................ 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

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


.................................................................................................... 16


.................................................................................................... 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

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR 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.

1.2 RUMUSAN 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?

2

1.3 TUJUAN

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.

1.4 MANFAAT

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.

1.5 BATASAN 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.

1.6 WAKTU dan LOKASI PRAKTIKUM

Hari, tanggal : Kamis , 2 Oktober 2014 - Selesai

Pukul : 08.00- selesai

Tempat : Lab. Hidrolika

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DASAR 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.

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)

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

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

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

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)


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

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 = gt²

2 atau t = 2

y

g

sehingga dihasilkan persamaan berikut ini :

Cv = x

2. y.H

V= Cv . √2.g.h

x = v .t

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

11

4.1.3.3. Menghitung koefisien Debit pada kondisi muka air berubah

(varryinghead)


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 =

ArAo x

2

gs

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 )

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

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

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


15

No

Tinggi

muka air

(h)

Jarak

horizontal

(x)

Jarak

vertikal

(y) (y.h)

0,5 Sloope

(m) (m) (m) (m)

1 0.35 0.05 0.172 0.245 0.06

2 0.35 0.10 0.168 0.242 0.12

3 0.35 0.15 0.160 0.237 0.17

4 0.35 0.20 0.149 0.228 0.25

5 0.35 0.25 0.133 0.216 0.36

6 0.35 0.30 0.112 0.198 0.43

7 0.35 0.35 0.089 0.176 0.63

8 0.35 0.40 0.060 0.145

Jumlah 2.01

Rata-rata 0.25

Cv 0.13 Table 5. Perhitungan Slope dan Cv

Koefisien Kecepatan (Cv) = Rata −rataslope

2

= 0,25

2

= 0,125

Jadi koefisien aliran (Cv) adalah 0,125

Percobaan 2

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 0.300 0.050 0.177 0.230

2 0.006 0.300 0.100 0.171 0.226

3 0.006 0.300 0.150 0.161 0.220

4 0.006 0.300 0.200 0.149 0.211

5 0.006 0.300 0.250 0.131 0.198

6 0.006 0.300 0.300 0.112 0.183

7 0.006 0.300 0.350 0.093 0.167


0.5

16



Slope = ∆ y. h

∆x


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


Tinggi muka air 300

17


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


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


Tinggi muka air 250

18


Slope = ∆ y. h

∆x


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


2

= 0,22

2= 0,11

Jadi koefisien kecepatan (Cv) adalah 0,11

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= 0.000018 m3

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

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

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.





Semakin rendah muka air, maka koefisien aliran semakin kecil.

4.1.7. Dokumentasi

Gambar 8. Pengukuran kedataran

jarum Gambar 9. Panandaan ujung

jarum

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

24

Q =8

15∙ Cd ∙ tan

1

2θ ∙ 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

3h,

1

2h, dan

2

3h

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 memanjang Gambar 13. Potongan melintang

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

290 ∙ 0,0335

5

2 ∙ 2 ∙ 9,8 = 0,0002424984 m3/det

2. h = 0,0240 mm

Q =8

15∙ 0,5 ∙ tan

1

290 ∙ 0,0240

5

2 ∙ 2 ∙ 9,8 = 0,0001053477 m3/det

3. h = 0,0194 mm

Q =8

15∙ 0,5 ∙ tan

1

290 ∙ 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

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

1tan..

15

8dC gh 2.. 2

5

=2

1tan.5,0.

15

8gh 2.. 2

5

= 2

1tan.5,0.

15

8)8,9(2.0194,0.90 2

5

= 0,000062 m2/dt

y = 0.013x - 0.000R² = 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)

27

2. Q =2

1tan..

15

8dC gh 2.. 2

5

=2

1tan.5,0.

15

8gh 2.. 2

5

= 2

1tan.5,0.

15

8)8,9(2.0335,0.90 2

5

= 0,00024 m2/dt

3. Q =2

1tan..

15

8dC gh 2.. 2

5

=2

1tan.5,0.

15

8gh 2.. 2

5

= 2

1tan.5,0.

15

8)8,9(2.0,024.90 2

5

= 0,00011 m2/dt

28

B. Grafik

Grafik 6. Prbandingan tinggi muka air dan debit

4.2.7. Kesimpulan

NO Thomson Rechbok

Q (m2/ dt) h (m) Q (m

2/ 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

Deb

it m

2/d

etik

Tinggi muka air di atas ambang alat

Series1

Linear (Series1)

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

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

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.𝒅𝟐

58

c. Kedalaman tekanan hidrostatis.

Hasil teori kedalaman tekanan P dibawah permukaan bebas adalah

h’ = 𝑰𝒙

𝑨.𝒉

keterangan :

Ix = momen kedua dari luas yang terendam sekitar sumbu permukaan bebas.

Ix = Ic +A. h2 =

𝑩𝒅𝟑

𝟏𝟐 + B .d .

𝒅

𝟐 𝟐

= 𝑩𝒅𝟑

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

59

h’ = 𝑰𝒙

𝑨.𝒉

Keterangan :

Ix = momen ke dua dari luas yang terendam sekitar sumbu permukaan

bebas.

Ix = Ic +A. h2 = B. D.

𝑫𝟐

𝟏𝟐 + (𝒅 −

𝑫

𝟐 )𝟐

Kedalaman titik pusat tekanan dibawah pivot

h” = h’ + H – d

sehingga

h” = 𝑫𝟐

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

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” =

𝑫𝟐

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

61

Gambar 16. Muka air 0.064 m


62



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 × 𝒅𝟐

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

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

65

4.3.5.2. Kuadran Terendam Penuh

a. Gambar Hidrostatis



0.165

0.170

0.175

0.180

0.185

0.190

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100

Jara

k ke

pu

sat t

eka

nan

te

ori

tis

(m)

Kedalaman (m)

Terendam Sebagian

Grafik 7. Hubungan antara kedalaman dan jarak pusat ke tekananan teoritis

66





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 × 𝒅𝟐

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

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

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

Jara

k ke

pu

sat t

eka

nan

teo

riti

s (m

)

Kedalaman (m)

Terendam Sebagian

Grafik 8. Hubungan antara kedalaman dan jarak ke pusat tekanan teoritis

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

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

dx

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.

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

80

BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

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.

81

DAFTAR PUSTAKA

Modul praktikum

Wikipedia.com

hidrologi fixx

Documents