Akbar Fadilla

Biodata Diri

Muhammad Akbar Fadilla Atha'lla

2106727872

Manometer

Manometer analog bekerja dengan menggunakan perbedaan ketinggian fluida sebagai indikator perbedaan tekanan. Manometer biasanya berbentuk seperti tabung-U dengan kedua ujung yang terbuka. Apabila terjadi perbedaan tekanan, fluida pada ujung tabung yang memiliki tekanan lebih tinggi akan memiliki tinggi yang lebih pendek, begitu pun sebaliknya. Perubahan tekanan sebanding proporsional dengan perubahan tinggi. Sehingga dapat dihitung perubahan tekanan berdasarkan perubahan tinggi berdasarkan rumus:

ΔP = ρgh

Dengan ρ adalah densitas fluida, g adalah percepatan gravitasi bumi, dan h adalah perbedaan ketinggian yang dialami. Selain itu, tekanan dapat juga didapatkan dengan membaca skala yang terdapat pada tabung-U manometer.

Ada beberapa hal yang mempengaruhi tekanan. Ketinggian mempengaruhi hasil perhitungan tekanan karena pada ketinggian tinggi, tekanan atmosfer berkurang, pun juga sebaliknya. Selain itu, temperatur juga mempengaruhi tekanan, kenaikan pada temperatur sebanding dengan kenaikan pada tekanan. Ada juga kecepatan fluida di lingkungan manometer. Sesuai dengan prinsip Bernoulli, pada aliran fluida tinggi terdapat tekanan yg lebih rendah. Hal ini dapat mempengaruhi pembacaan manometer.

Satuan tekanan pada manometer adalah miliBar, sedangkan satuan SI untuk tekanan ada pascal (Pa).

1. Hasil Pengukuran P1, P2, dan P2(Manometer Tipe U)

Salah satu katup terbuka

P1: 10 mbar = 1000 Pa

P2: 1,5 mbar = 150 Pa

P2 (tipe U): 9 mmH2O = 88.25985 Pa

Kedua katup terbuka

P1: 8,5 mbar = 850 Pa

P2: 1,2 mbar = 120 Pa

P2 (tipe U): 12 mmH2O = 117.6798 Pa

2. Perbandingan

P1 katup tertutup: P1 katup terbuka = 10 : 8.5 = 20 : 17

P2 katup tertutup : P2 katup terbuka = 1.5 : 1.2 = 5 : 4

P2 (tipe U) katup tertutup : P2 (tipe U) katup terbuka = 12 : 9 = 4 : 3

ChatGPT on Pressure

Pada tanggal 3 Maret 2023, kami belajar mengenai tekanan pada suatu penampang. Tekanan tersebut dapat dihitung dengan:

P = ρ.g.h

dimana ρ adalah densitas fluida, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah kedalaman.

ChatGPT:

Q: What is a hydrostatic force

A: A hydrostatic force is the pressure exerted by a stationary fluid on a surface that is submerged in it. This force is perpendicular to the surface and is proportional to the density of the fluid, the depth of the surface below the fluid level, and the surface area. The hydrostatic force can be calculated using the formula F = ρghA, where F is the force, ρ is the density of the fluid, g is the acceleration due to gravity, h is the depth of the surface below the fluid level, and A is the surface area. The hydrostatic force plays an important role in a wide range of engineering applications, such as the design of dams, pipelines, and hydraulic systems.

Q: Explain what is buoyancy in fluid mechanics

A: Buoyancy is a force exerted on an object when it is submerged in a fluid, either partially or fully. The force is exerted in an upward direction and is equal to the weight of the fluid displaced by the object. This force is also known as the buoyant force and it can cause an object to float or sink depending on its density relative to the fluid.

According to Archimedes’ principle, the buoyant force on an object is equal to the weight of the fluid displaced by that object. If the object weighs less than the fluid it displaces, the buoyant force will be greater than the object’s weight, causing it to float. Conversely, if the object weighs more than the fluid it displaces, it will sink.

Buoyancy plays an important role in various applications, including ship design, underwater exploration, and the behavior of gases in the atmosphere.

Tugas Praktek

1. Manometer Analog Prinsip kerja dari manometer analog sendiri didasarkan dengan hukum Hooker, dimana bahwa bahwa gaya yang diperlukan untuk memperluas atau mengompres skala pegas secara linier dan berkaitan dengan jarak ekstensi atau kompresi. Biasanya manometer analog menggunakan tabung Bourdon sebagai mekanisme utamanya. Tabung Bourdon sendiri berfungsi dengan cara mengambil tekanan den mengubahnya menjadi energi mekanik. Energi ini menggerakkan tmbol di pengukur dan menampilkan jumlah tekanan di dalam sistem. Tabung Bourdon memiliki beberapa konfigurasi seperti melengkung, heliks, dan spiral. Operasi dari tabung Bourdon ini cukup sederhana. Tabung Bourdon sendiri terdiri dari tabung logam setengah lingkaran dan datar, dipasang di satu ujung dan melekat pada mekanisme tuas sensitif di ujung lainnya. Ketika tekanan meningkat di dalam tabung, gaya cairan mencoba untuk meluruskan tabung yang melengkung. Tabung kemudian menarik diri dari tuas yang terhubung ke jarum di layar yang menunjukkan tekanan pada cairan.

2. Pipa U Prinsip kerja dari manometer tipe U adalah terdapa suatu pipa yang berbentuk U dimana pipa tersebut diisi dengan fluida seperti air atau merkuri. Air dan merkuri ini nantinya berfungsi sebagai media untuk menghantarkan tekanan. Kedua ujung dari pipa ini terbuka dan menyebabkan tekanan di kedua ujung pipa adalah sama. Apabila pipa U dialiri oleh tekanan, maka salah satu ujung dari pipa U yang terhubung dengan sumber tekanan yang lebih tinggi dari atmosfir, akan mengalami perubahan ketinggian menjadi lebih rendah dan ujung pipa U yang terbuka dan terhubung dengan atmosfir menjadi lebih tinggi. Dengan melihat perbedaan ketinggian dari kedua ujung, maka dapat diketahui besarnya tekanan dengan cara menggunakan rumus

3. Pressure Transducer Perangkat yang mengubah pengukuran tekanan fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diukur atau direkam oleh peralatan elektronik. Transduser terdiri dari elemen penginderaan, yang biasanya berupa diafragma logam tipis, dan sirkuit yang mengubah defleksi diafragma menjadi sinyal listrik. Ketika tekanan diterapkan ke elemen penginderaan, terjadi defleksi, menyebabkan perubahan resistansi atau kapasitansi elemen. Perubahan ini dideteksi oleh sirkuit transduser, yang menghasilkan sinyal listrik yang sesuai dengan tekanan yang diukur.

4. Studi Kasus Reaksi Fluida Terhadap Tekanan 300 Pa

 P = ρgh

Keterangan:

P adalah beda tekanan [Pa]: P= 300 Pa

ρ adalah massa jenis fluida [kg/m^3]

g adalah percepatan gravitasi [m/s^2]: g= 9,8 m/s^2

h adalah perbedaan ketinggian fluida pada kedua ujung tabung manometer [m], maka ketinggian fluida dapat dihitung sebagai berikut:

 h = P / (ρ * g)

sehingga hasil perhitungan perbedaan ketinggian tiap fluida terhadap tekanan yang diberikan adalah:

Fluida Air (ρ= 1000 kg/m^3)

h = 300/(1000*9,8) = 0,0306 m = 3,06 cm

Fluida Raksa (ρ= 13.600 kg/m^3)

h = 300/(13600*9,8) = 0,0022 m = 0,22 cm

Fluida Minyak (ρ= 800 kg/m^3)

h = 300/(800*9,8) = 0,0382 m = 3,82 cm

Tugas 2