MAKALAH FISIKA Tabung Venturi dan Tabung Pitot Disusun Oleh : Ariel Evansyah Herianto M. Imam Ramadhan Permata Rahmatul Hijjah Rizki Mamluatuzzahro Kelas XI IPA 1
DAFTAR ISI I. BAB I Pendahuluan I.1. Kata Pengantar 2 I.2. Latar Belakang 2 I.3. Rumusan Masalah 3 I.4. Tujuan 3 II. BAB II Pembahasan II.1. Tabung Venturi 4 Rumus Venturimeter 6 II.2. Tabung Pitot.. 7 Rumus Tabung Pitot. 8 II.3. Contoh Soal 9 III. Kesimpulan III.1. Simpulan. 11 III.2. Daftar Pustaka... 12 1
BAB I PENDAHULUAN I.1 KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatakan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa. Berkat karunia dan hidayah-nya, makalah Fluida Bergerak Tabung Venturi dan Tabung pitot dapat terselesaikan. Makalah Fluida Bergerak Tabung Venturi dan Tabung Pitot ini kami susun berdasarkan standar Kompetensi dan Kompetensi dasar. Makalah ini tidak hanya sekedar buku acuan pengayaan tetapi melatih siswa-siswi untuk pemantapan dalam proses pembelajaran. Makalah ini dilengkapi dengan pendalaman materi yang pastinya mudah dipahami dan juga dilengkapi pembahasan-pembahasan soal yang semakin memantapkan proses belajar. Kami telah berupaya semampu kami dalam proses penyusunan makalah ini. Dan kami menyadari akan keterbatasan dan kelemahan kami, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat kami harapkan semoga makalah Fluida Bergerak Tabung Venturi dan Tabung pitot ini bermanfaat. I.2 LATAR BELAKANG Sesuai dengan peraturan sekolah di liburan yang diadakan pada tanggal 18-26 Maret 2012 dibagikan beberapa tugas kepada siswa siswi MAN Kandangan kelas X dan XI. Tugas itu ditujukan untuk mengisi kegiatan liburan mereka. Hampir semua guru pada mata pelajarannya masing-masing mengajukan tugas kepada siswa siswi. Dalam hal ini adalah mata pelajaran Fisika. Siswa siswi Kelas XI IPA 1 diberikan tugas untuk membuat makalah ini. Makalah ini ditujukan untuk pemenuhan nilai tugas dan sebagai bahan ajar presentasi kami. Dan Bab yang akan dibahas adalah fluida bagian Tabung Venturi dan Tabung Pitot. 2
I.3 RUMUSAN MASALAH Berdasarkan Latar belakang yang telah dituliskan diatas. Di makalah ini akan dibahas bagaimana Tabung Venturi dan Tabung Pitot itu bekerja dan akan dibahas juga contoh-contoh soalnya. I.4 TUJUAN Tujuan pembuatan makalah ini selain sebagai pemenuhan nilai tugas mata pelajaran fisika juga sebagai bahan ajar presentasi kami. 3
BAB II PEMBAHASAN II.1. Tabung Venturi Efek Venturi Efek venturi adalah penurunan tekanan fluida yang terjadi ketika fluida tersebut bergerak melalui pipa menyempit. Kecepatan fluida dipaksa meningkat untk mempertahankan debit fluida yang sedang bergerak tersebut, sementara tekanan pada bagian sempit ini harus turun akibat pemindahan energi potensial tekanan menjadi energi kinetik. Venturimeter (http://id.wikipedia.org/wiki/efek_venturi) Venturimeter merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Dalam pipa venturi ini luas penampang pipa bagian tepi memiliki penampang yang lebih luas daripada bagian tengahnya atau diameter pipa bagian tepi lebih besar daripada bagian tengahnya. Zat cair dialirkan melalui pipa yang penampangnya lebih besar lalu akan mengalir melalui pipa yang memiliki penampang yang lebih sempit, dengan demikian maka akan terjadi perubahan kecepatan. Apabila kecepatan aliran yang melalui penampang lebih besar adalah v1 dan kecepatan aliran yang melalui pipa sempit adalah v2, maka kecepatan yang lewat pipa sempit akan memiliki laju yang lebih besar (v1 < v2). Dengan cara demikian tekanan yang ada pada bagian pipa lebih sempit akan menjadi lebih kecil daripada tekanan pada bagian pipa yang berpenampang lebih besar. Lihat gambar di bawah ini. 4
Tabung Venturi / venturimeter dibagi menjadi 2, yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter dengan manometer. Prinsip Kerja Venturimeter tanpa manometer ini berdasar pada Asas Bernoulli yang berbunyi : Pada pipa mendatar (horizontal), tekanan fluida yang paling besar adalah pada bagian kelajuan alirnya paling kecil, dan tekanan paling kecil adalah pada bagian kelajuan alirnya paling besar. Sedangkan Venturimeter dengan manometer adalah aplikasi gabungan antara venturimeter dan tabug pitot. Fungsinya untuk mengukur laju fluida. Kegunaan dan aplikasi venturimeter antaralain : Cerobong Asap Menghitung Laju Alir suatu fluida dalam sebuah tabung. Pengaturan aliran bensin dalam sistem pengapian pada kendaraan bermotor. Dalam bidang kedokteran, telah dirancang juga venturi meter yang digunakan untuk mengukur laju aliran darah dalam arteri. (http://smkmuhi.110mb.com/hukum%20bernoulli.htm) 5
6
II.2. Tabung Pitot Tabung pitot adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur tekanan dan kecepatan aliran fluida (udara). Tabung Pitot diciptakan oleh insinyur dari Perancis bernama Henri pitot pada awal 1700 dan dimodifikasi untuk bentuk modern-nya di pertengahan tahun 1800 oleh ilmuwan Prancis Henry Darcy. Tabung pitot digunakan untuk mengukur laju aliran gas/udara. Perhatikan gambar di bawah! Lubang pada titik 1 sejajar dengan aliran udara. Posisi kedua lubang ini dibuat cukup jauh dari ujung tabung pitot, sehingga laju dan tekanan udara di luar lubang sama seperti laju dan tekanan udara yang mengalir bebas. Dalam hal ini, v1 = laju aliran udara yang mengalir bebas (ini yang akan kita ukur), dan tekanan pada kaki kiri manometer (pipa bagian kiri) = tekanan udara yang mengalir bebas (P1). Lubang yang menuju ke kaki kanan manometer, tegak lurus dengan aliran udara. Karenanya, laju aliran udara yang lewat di lubang ini (bagian tengah) berkurang dan udara berhenti ketika tiba di titik 2. Dalam hal ini, v2 = 0. Tekanan pada kaki kanan manometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (P2). Kegunaan dan aplikasi tabung pitot : Ketinggian titik 1 dan titik 2 hampir sama (perbedaannya tidak terlalu besar) sehingga bisa diabaikan. Tabung pitot juga dirancang menggunakan prinsip efek venturi. Mirip seperti venturimeter, bedanya tabung pitot ini dipakai untuk mengukur laju gas/udara. Mengukur kecepatan udara pada pesawat terbang terhadap udara. Menentukan jumlah pendingin yang sedang di kirim ke kamar pada suatu hotel. Menentukan kecepatan angin dalam terowongan. Venturimeter dengan manometer (http://www.gurumuda.com) 7
8
II.3. Contoh Soal 1. Sebuah alat venturi meter digunakan seorang siswa untuk mengukur kecepatan aliran air dalam pipa.ternyata perbedaan tinggi air pada pipa penampang besar dan kecil 10 cm. Jika perbandingan luas penampang besar dan kecil adalah 3:1. Berapa kecepatan aliran air pada penampang yang besar dan kecil. Penyelesaian : A1 : A2 = 3 : 1 h = 10 cm = 0,1 m g = 10 m/s² 2. Pipa venturi meter yang memiliki luas penampang masing-masing 8 10 ² m² dan 5 10 ³ m² digunakan untuk mengukur kelajuan air. Jika beda ketinggian air raksa di dalam kedua manometer adalah 0,2 m dan g = 10 m/s², tentukanlah kelajuan air tersebut ( ρraksa = 13.600 kg/m³ ρair = 1000 kg/m³). Penyelesaian : A1 = 8 10 ² m² A2 = 5 10 ³ m² h = 0,2 m g = 10 m/s² ρraksa = 13.600 kg/m³ ρair = 1000 kg/m³ 9
3. Jika udara (ρudara = 1,29 kg/m³) dialirkan ke dalam tabung pitot dan perbedaan tinggi air raksa (ρraksa = 13600 kg/m³) pada manometer 3 cm, maka kecepatan aliran udara tersebut adalah. (g = 9,8 m/s²) Penyelesaian : h = 3 cm = 0,03 m ρ = 1,29 kg/m³ ρ' = 13600 kg/m³ g = 9,8 m/s² 10
BAB III KESIMPULAN III. 1. Simpulan Tabung Venturi merupakan sebuah pipa yang memiliki penampang bagian tengahnya lebih sempit dan diletakkan mendatar dengan dilengkapi dengan pipa pengendali untuk mengetahui permukaan air yang ada sehingga besarnya tekanan dapat diperhitungkan. Kegunaan dan aplikasi venturimeter antaralain : Cerobong Asap Menghitung Laju Alir suatu fluida dalam sebuah tabung. Dalam bidang kedokteran, telah dirancang juga venturi meter yang digunakan untuk mengukur laju aliran darah dalam arteri. Tabung Venturi / venturimeter dibagi menjadi 2, yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter dengan manometer. Rumus Venturimeter tanpa manometer : Rumus Venturimeter dengan manometer : Tabung pitot adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur tekanan dan kecepatan aliran fluida (udara). Tabung Pitot diciptakan oleh insinyur dari Perancis bernama Henri pitot pada awal 1700 dan dimodifikasi untuk bentuk modern-nya di pertengahan tahun 1800 oleh ilmuwan Prancis Henry Darcy. Kegunaan dan aplikasi tabung pitot antara lain : Mengukur kecepatan udara pada pesawat terbang terhadap udara. Menentukan jumlah pendingin yang sedang di kirim ke kamar pada suatu hotel. Menentukan kecepatan angin dalam terowongan. Venturimeter dengan manometer. Rumus Tabung Pitot : 11
III.2. Daftar Pustaka : 1. Tim Penyusun Sagufindo. 2006. Buku Pintar Belajar Fisika. Sagufindo Kinarya. 2. Zaelani, Ahmad, Cucun Cunayah dan Etsa Indra Irawan. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan Fisika untuk SMA/MA. Bandung : Yrama Widya. 3. http://id.wikipedia.org/wiki/efek_venturi 4. http://smkmuhi.110mb.com/hukum%20bernoulli.htm 5. http://www.gurumuda.com 12