Hidrodinamika adalah salah satu cabang ilmu yang berhubungan dengan gerak liquid, atau lebih dikhususkan pada gerak air. Dalam hidrodinamika, teori Bernoulli adalah salah satu konsep penting yang membantu memahami cara air mengalir melalui tabung bonanza.
Teori Bernoulli menjabarkan bahwa kecepatan air yang mengalir sebanding dengan luas penampang (A) dan tegangan air (V). Dalam hal ini, V dapat dihitung menggunakan rumus Q = V.A, di mana Q adalah debit air dan t adalah waktu.
Untuk mencari besar volume air yang keluar dari tabung bonanza dalam jangka waktu tertentu, digunakan rumus V = Q.t. Dengan demikian, jika kita ingin mengetahui besar volume air yang keluar, maka kita perlu mengukur debit air dan waktu.
Dalam percobaan ini, kita akan menggunakan teori Bernoulli untuk memahami cara air mengalir melalui tabung bonanza dengan diameter yang berbeda. Kita akan mencatat hasil pengamatan pada suatu tabel dan kemudian menggunakan rumus untuk menghitung kecepatan air, debit air, dan volume air yang keluar.
D. Prosedur Percobaan
- Menyiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan.
- Mengukur diameter tabung bonanza.
- Memasukkan air ke dalam tabung, sebelumnya lobang ditutup dengan jari tangan hingga tak mengalir.
- Mengukur tinggi permukaan air dari dasar tabung (H).
- Melepaskan jari dari lubang tersebut, bersamaan dengan itu stopwatch dijalankan.
- Jarak pancar air pertama yang mengalir keluar diukur dengan mistar yang telah disiapkan di dasar tabung.
- Mencatat waktu yang diperlukan sampai zat cair berhenti mengalir.
- Melakukan percobaan sebanyak 3 kali untuk setiap tinggi permukaan air yang berbeda.
- Mencatat hasil percobaan pada suatu tabel.
E. Data Hasil Pengamatan
| Tabung | Diameter (cm) | Jarak (X) | Jarak Rata-Rata | Waktu (T) | Waktu Rata-Rata |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 42 | 70,6 mm | X1 = 19 cm, X2 = 21 cm, X3 = 24 cm | 31,41 | T1 = 30,97, T2 = 31,35, T3 = 31,91 |
| B | 41 | 70,7 mm | X1 = 21 cm, X2 = 23 cm, X3 = 24 cm | 22,29 | T1 = 22,64, T2 = 22,15, T3 = 22,08 |
F. Tugas
Dengan menggunakan rumus, hitunglah kecepatan air yang mengalir, debit air, dan volume air yang keluar:
- Hitung kecepatan air dengan menggunakan rumus V = 2.G.h.
- Hitung debit air dengan menggunakan rumus La = ¼ π .d2.
- Hitung volume air yang keluar dengan menggunakan rumus Va = Q.t.
G. Jawaban Tugas
- Kecepatan air:
Vtabung a = 2.G.h
= 2. 10 m/s. 0,42 m
= 8,4 m/s
Vtabung b = 2.G.h
= 2. 10 m/s. 0,41
= 8,2 m/s
- Debit air:
La = ¼ π .d2
= ¼ .22/7. (7,06)2
= 39,17 cm2
Lb = ¼ π .d2
= ¼ .22/7. (7,07)2
= 39,25 cm2
- Volume air yang keluar:
Va = Q.t
= 3,29.31,41
= 103,34 m3
Vb = Q.t
= 3,22. 22,29
= 71.78 m3
Kesimpulan: Dalam percobaan ini, kita dapat mengetahui bahwa kecepatan air yang mengalir sebanding dengan luas penampang (A) dan tegangan air (V). Debit air juga tergantung pada luas penampang dan waktu. Volume air yang keluar juga dipengaruhi oleh debit air dan waktu.
Dalam hidrodinamika, teori Bernoulli sangat penting dalam memahami cara air mengalir melalui tabung bonanza. Dengan menggunakan rumus-rumus yang tepat, kita dapat mengetahui besar volume air yang keluar dan kecepatan air yang mengalir.