Laporan Alat Peraga Pompa Hidrolik

Percobaan Lainnya:

Cara Mudah Membuat Teropong Sederhana 

Turbin Air Sederhana

Koin Ajaib

Mobil Jet Udara

Air Mancur Berapi

Dongkrak Hidrolik dari Stik Es Krim

Telur Maksa Masuk

Gelas Angkat Gelas

Botolnya Haus Tuh!

LAPORAN

POMPA HIDROLIK SEDERHANA

(Konsep Hukum Pascal)

Oleh:

Amiruddin, S.Pd

NIP. 198302052009121005

MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TANJUNGJAYA

KEMENTERIAN AGAMA KABUPATEN TASIKMALAYA

KABUPATEN TASIKMALAYA

2015

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN

1.      Judul Laporan	Pompa Hidrolik Sederhana
2.      a. Mata Pelajaran b. Materi Pelajaran	IPA Hukum Pascal
3.      Peneliti a.       Nama b.      Jenis Kelamin c.       Pangkat/Jabatan d.      NIP e.       Satuan Kerja f.       Alamat	Amiruddin, S.Pd Laki-laki Penata Muda Tk.1/ Guru Pertama 198302052009121005 MTsN Tanjungjaya Kp. Bungursari Desa Tanjungjaya Kecamatan Tanjungjaya Kab. Tasikmalaya
4.      Lama Pembuatan	1 minggu
5.      Sumber Pembiayaan	Pribadi

                                                                                   

Tasikmalaya, 14 Pebruari 2015

Menyetujui dan mengesahkan,   Kepala MTs N Tanjungjaya Hj. Atih Maryati, S.Ag, M.Pd NIP. 1957081719820320

Kata Pengantar

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan laporan pembuatan pompa hidrolik sederhana dengan baik. 

Adapun laporan pembuatan pompa hidrolik sederhana ini telah kami usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan berbagai pihak, sehingga dapat memperlancar pembuatan laporan ini. Untuk itu kami tidak lupa menyampaikan bayak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam pembuatan laporan ini.

Namun tidak lepas dari semua itu, kami menyadar sepenuhnya bahwa ada kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya maupun segi lainnya. Oleh karena itu dengan lapang dada dan tangan terbuka kami membuka selebar-lebarnya bagi pembaca yang ingin memberi saran dan kritik kepada kami sehingga kami dapat memperbaiki laporan ini.

Akhirnya penyusun mengharapkan semoga dari laporan ilmiah biologi tentang limbah dan pemanfaatannya ini dapat diambil hikmah dan manfaatnya sehingga dapat memberikan inpirasi terhadap pembaca.

Tasikmalaya,  Pebruari 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

                                                                                                                                                                                                                                                Halaman

BAB I PENDAHULUAN                                                                           

A.      Latar Belakang Masalah                                                                          1

B.       Identifikasi dan Rumusan Masalah                                                         1

C.       Tujuan                                                                                                      1

D.      Manfaat                                                                                                    1

BAB II   LANDASAN TEORI                                                                               

A.      Tekanan                                                                                                    2

B.       Hukum Pascal                                                                                          4

C.       Pompa Hidrolik                                                                                        5

BAB III PEMBAHASAN                                                               

A.      Alat dan Bahan                                                                                        9

B.       Proses Pembuatan                                                                                    9

BAB 1V PENUTUP                                                                                    

A.      Kesimpulan                                                                                              11

DAFTAR PUSTAKA                                                                                  13

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Miniatur pompa hidrolik adalah alat peraga yang dibuat  untuk menjawab kegelisahan guru dalam membangkitkan motivasi belajar siswa pada mata pelajaran IPA pada Konsep Tekanan sub Konsep Hukum Pascal yang dipelajari di kelas VIII semester genap. Proses pembuatan alat peraga miniatur pompa hidrolik ini sangat sederhana dan relatif mudah. Alat dan bahan yang mudah ditemukan dan murah harganya, menjadikan alat ini mudah didapatkan dan siap untuk membangkitkan motivasi belajar siswa. Alat ini digunakan untuk membantu siswa dalam memahami prinsip kerja hukum pascal yang berkaitan dengan tekanan.

B.     Rumusan Masalah

1.    Bagaimana cara pembuatan miniatur pompa hidrolik ?

2.    Bagaimana miniatur pompa hidrolik dapat menjelaskan konsep hukum pascal ?

3.    Apa saja aplikasi pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari ?

C.    Tujuaan

1.    Mengetahui cara pembuatan dan cara kerja miniatur pompa hidrolik.

2.    Menjelaskan konsep hukum pascal dengan miniatur pompa hidrolik.

3.    Menyebutkan aplikasi atau penerapan pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari.

D.    Manfaat

Adapun manfaat pembuatan alat ini adalah sebagai berikut.

1.      Dapat membantu guru dalam membangkitkan minat belajar siswa dengan cara melakukan percobaan-percobaan menggunakan alat peraga sederhana.

2.      Menjadi konsep dasar dalam membuat alat berat seperti dongkrak hidrolik, mobil pengangkat alat berat, dan sebagainya.

3.      Sebagai acuan untuk menganalisis konsep tentang hukum pascal.

BAB II

LANDASAN TEORI

A.  Tekanan

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A) yaitu secara matematis ditulis ;    .Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi. Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan didapatkan tekanan yang lebih tinggi.

Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer.

Saat ini atau sebelumnya unit tekanan rakyat adalah sebagai berikut:

·      Atmosfer (atm)

·      Manometric unit:

-       Sentimeter, inci, dan milimeter merkuri (torr)

-       Templat: Jangkar Tinggi kolom air yang setara, termasuk milimeter (mm H₂O), sentimeter (cm H₂O), meter, inci, dan kaki dari air

·      Adat unit:

-       Tidur, ton-force (pendek), ton-force (lama), pound-force, ons-force, dan Poundal inci per persegi

-       Ton-force (pendek), dan ton-force (lama) per inci persegi

·      Non-SI unit metrik:

-       Bar, decibar, milibar

-       Kilogram-force, atau kilopond, per sentimeter persegi (tekanan atmosfer).

Gram-force dan ton-force (ton-force metrik) per sentimeter persegi

-       Barye (dyne per sentimeter persegi)

-       Kilogram-force dan ton-gaya per meter persegi

-       Sthene per meter persegi (pieze)

1.    Hukum bejana berhubungan

Apabila kita mengamati bentuk permukaan air dalam teko atau selang yang ditekuk? Ternyata, permukaan zat cair tersebut tetap mendatar, dan tidak terpengaruh bentuk tempat zat cair itu. Teko dan selang termasuk bejana berhubungan. Hal ini kemudian dinyatakan dalam hukum yang terkenal dengan nama hukum bejana berhubungan. Hukum bejana berhubungan berbunyi: “Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama dan berada dalam keadaan setimbang maka permukaan zat cair dalam bejana-bejana terletak pada sebuah bidang datar”.Hukum bejana berhubungan membahas mengenai zat cair sejenis dalam bejana berhubungan. Lalu, apa yang akan terjadi jika bejana berhubungan tersebut diisi dengan beberapa zat cair tidak sejenis? Untuk kasus seperti ini digunakan prinsip tekanan hidrostatis, yaitu tekanan zat cair akan sama pada kedalaman yang sama.

2.    Tekanan hidrostatis

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut. Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut:

"P = ρgh" dimana ρ adalah masa jenis cairan, g (10 m/s²) adalah gravitasi, dan h adalah kedalaman cairan.

Hukum utama hidrostatis adalah sebagai berikut :

Tekanan di titik A, B, C, dan D sama besar, serta tidak bergantung pada bentuk penampang tempat fluida

Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa “semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama”. Jadi, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titik A, B, C, dan D adalah sama. Pada suatu bejana berhubungan dimasukkan dua jenis fluida yang massa jenisnya berbeda, yaitu ρ 1 dan ρ 2.

Tekanan total di titik A dan B pada bejana U yang terisi fluida homogen adalah sama besar, pA = pB. Jika diukur dari bidang batas terendah antara fluida 1 dan fluida 2, yaitu titik B dan titik A, fluida 2 memiliki ketinggian h₂ dan fluida 1 memiliki ketinggian h₁. Tekanan total di titik A dan titik B sama besar. Menurut persamaan tekanan hidrostatis, besarnya tekanan di titik A dan titik B bergantung pada massa jenis fluida dan ketinggian fluida di dalam tabung. Secara matematis, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.

p_A = p_B

p₀ + ρ₁gh₁ = p0 + ρ₂gh₂

ρ₁h₁ = ρ₂h₂

dengan: h₁ = jarak titik A terhadap permukaan fluida 1,

h₂ = jarak titik B terhadap permukaan fluida 2,

ρ₁ = massa jenis fluida satu, dan

ρ₂ = massa jenis fluida dua.

B.  Hukum Pascal

Salah satu penggunaan hukum Pascal yaitu pada dongkrak hidrolik, yang prinsipnya ditunjukkan pada di bawah yaitu sebuah bejana tertutup yang dilengkapi dengan dua buah pengisap pada dua kakinya. Luas penampang kaki (1) ialah A₁ dan luas penampang pada kaki (2) ialah A₂ (A₁< A₂), dengan A = 1/4 πd².

Tekanan yang diberikan pada pengisap (1) ialah p₁. Tekanan ini akan diteruskan oleh zat cair ke kaki (2) dengan sama besar yaitu p₂. Jadi, P₁ = P₂. Maka :

1.        Bunyi hukum pascal

Bunyi hukum pascal adalah sebagai berikut :

“Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair didalam suatu wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”

2.         Rumus hukum pascal

Hukum Pascal dirumuskan dengan istilah Pa (Pascal) yaitu sebuah satuan turunan untuk tekanan. Sesuai dengan bunyinya, maka Hukum Pascal di rumuskan sebagai berikut:

P_A = P_B    atau  F₁ = F₂

 Jika:

F₁/A₁ =  F₂/A₂  maka  F₁ = A₁/A₂ x F₂
atau  F₁ = (D₁/ D₁)2 X F₂

Keterangan Simbol:

F₁ /F₂ = Gaya pada permukaan A atau B (N)
A₁/A₂ = Luas permukaan A atau B (m2)
D₁/D₂ = Diameter permukaan A atau B (m).

C.  Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik merupakan komponen dari sistem hidrolik yang membuat oli mengalir atau pompa hidrolik sebagai sumber tenaga yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga hidrolik. Pompa hidrolik menggunakan energy kinetik dari cairan yang dipompakan pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidraulik bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidraulik dan mendorongnya kedalam sistem hidraulik dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidraulik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh orifice, silinder, motor hidraulik, dan aktuator. Pompa hidraulik yang biasa digunakan ada dua macam yaitu positive dan nonpositive displacement pump (Aziz, 2009). Ada dua macam peralatan yang biasanya digunakan dalam merubah energi hidraulik menjadi energi mekanik yaitu motor hidraulik dan aktuator. Motor hidraulik mentransfer energi hidraulik menjadi energi mekanik dengan cara memanfaatkan aliran oli dalam sistem merubahnya menjadi energi putaran yang dimanfaatkan untuk menggerakan roda, transmisi, pompa

BAB III

PEMBAHASAN

Miniature pompa hidrolik merupakan alat peraga praktikum pada mata pelajaran fisika. Alat ini digunakan untuk menjelaskan secara kualitatif prinsip dari hukum pascal. Cara pembuatan alat ini sangat mudah dan murah, yaitu cukup dengan menggunakan alat dan bahan yang sederhana seperti selang kecil, suntikan berdiameter besar dan kecil, dua buah potongan papan dan air. Dengan alat dan bahan yang sederhana ini kemudian rangkai  alat dan bahan tersebut dengan cara menyambungkan suntikan kecil dan besar dengan menggunakan selang, lalu ikat kedua suntikan dan selang pada papan yang sudah disambungkan dengan papan lainnya dengan tegak lurus. Untuk lebih jelasnya seperti gambar berikut:

Setelah rangkaian sudah siap, maka untuk melakukan praktikum yaitu dengan cara mengisi selang dengan air sampai penuh dan mengisi suntikan kecil sampai penuh lalu sambungkan suntikan kecil dengan selang. Setelah itu masukkan suntikan besar yang belum terisi ari ke ujung selang yang sudah terisi air. Sekarang antara suntikan kecil dengan suntikan besar sudah tersambung dengan selang yang sudah terisi air. Untuk percobaan pertama, mendorong suntikan kecil dan percobaan kedua mendorong suntikan besar. Pada saat mendorong suntikan kecil, air mengalir ke suntikan besar sehingga poston pada suntikan besar naik. Ketinggian air di suntikan besar tidak bisa memenuhi panjangnya suntikan dan terasa ringan saat mendorong suntikan kecil. Kemudian pada percobaan kedua yaitu mendorong suntikan besar, air juga mengalir ke suntikan kecil dan ketinggian ari di suntikan kecil sampai memenuhi panjang suntikan dan pada saat mendorong suntikan besar terasa sedikit berat dibandingkan dengan mendorong suntikan kecil.

Miniature pompa hidrolik ini dibuat untuk menjelaskan secara kualitatif prinsip dari hukum pascal. Prinsip ini membahas tentang tekanan. Jadi dalam hukum pascal ini juga berkaitan dengan bejana berhubungan. Untuk memahami konsep tekanan, prisnsip bejana berhubungan dan hukum pascal, maka sangat tepat sekali miniatur pompa hidrolik dibuat untuk mengilustrasikan konsep itu.

Tekanan atau biasa dilambangkan (P) adalah sebuah satuan fisika yang digunakan untuk menyatakan gaya (F) yang dikeluarkan persatuan luas (A). secara matematis dirumuskan  . Biasanya tekanan ini digunakan untuk mengukur kekuatan suatu cairan atau gas. Untuk pompa hidrolik, tekanan ini digunakan untuk mengukur kekuatan cairan. Semakin tinggi tekanan dalam suatu tempat dengan isi (volume) yang sama, maka suhu akan semakin naik. Itulah hubungan tekanan dengan suhu. Alat peraga miniature pompa hidrolikini menggunakan dua buah suntikan yang berdiameter besar dan kecil yang dihubungkan dengan seutas selang kecil. Artinya bahwa pompa hidrolik ini menggunakan prinsip bejana berhubungan, bunyi hukum bejana berhubungan adalah “bila bejana-bejana berhubungan di isi dengan zat cair yang sama dan berada dalam keadaan seimbang maka permukaan zat cair pada bejana-bejana terletak pada sebuah bidang datar”.Hukum bejana berhubungan ini membahas mengenai zat cair sejenis dalam sebuah bejana yang berhubungan. Tepat sekali dengan alat peraga yang dibuat ini (miniature pompa hidrolik) yaitu mengguanakan zat cair yang sejenis, hanya menggunakan air saja sebagai bahan.

Pompa hidrolik tidak lepas dari konsep tekanan. Ada hal menarik pada pompa hidrolik untuk dianalisis yaitu pada luas penampang tabung yang berbeda, ternyata ketika diberikan tekanan maka antara tabung yang kecil dengan yang besar akan memiliki tekanan total yang sama. Inilah yang kemudian disebut dengan hukum utama hidrostatis yaitu berhubungan dengan fluida yang homogen dan tekanan total yang sama pada luas penampang yang berbeda. Untuk menjelaskan sistim kerja pompa hidrolik ini digunakan prinsip hukum utama hidrostatis dan juga hukum pascal, hukum pascal berbunyi “tekanan yang diberikan pada suatu zat cair dalam suatu wadah akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”. Jelaslah bahwa antara hukum utama hidrostatis dengna hukum pascal tidak jauh beda, menjelaskan tentang kesamaan tekanan antara luas penampang yang berbeda satu dengan lainnya.

Di kehidupan sehari-hari penerapan konsep hukum pascal, dalam hal ini adalah pompa hidrolik sudah banyak sekali membantu meringantkan kerja manusia khususnya dalam bidang gerak. Inovasi yang sudah dibuat oleh manusia dengan konsep pompa hidrolik adalah adanya dongkrak hidrolik yang mengangkat mobil-mobil besar pada bengkel mobil. Kemudian di bidang pembangunan ada mobil penggali tananh (mobil sekop). Itu menggunakan prinsip kerja pompa hidrolik, karena dibagian atas sekop mobil itu terdapat pompa besar yang menggunakan pelumas sebagai cairannya. Di bidang pertanian misalnya, digunakan juga prisnsip pompa hidrolik ketika musim kering tiba dan hanya terdapat sedikit air. Kekurangan air ini bisa digunakan pompa hidrolik untuk memompa air dengan cara otomatis. Karena tenaga yang memompa air berasal dari air itu sendiri. Inilah beberapa contoh penerapan konsep hukum pascal atau lebih khususnya aplikasi dari pompa hidrolik. Jadi miniature pompa hidrolik dapat membantu siswa untuk memahami konsep hukum pascal secara kulitatif sehingga dengan pemahaman ini akan ada inovasi – inovasi untuk membuat alat berat yang dapat membantu aktivitas manusia.

A.  Alat dan Bahan

1.      Tabung suntikan berdiameter besar : 1 buah.

2.      Tabung suntikan berdiameter kecil : 1 buah.

3.      Selang berdiameter kecil

4.      Papan brukuran kecil : 2 buah.

5.      Sabuk pengikat pipa : 4 buah.

6.      Sabuk pengikat kabel : 1 buah

7.      Air secukupnya.

B.  Cara kerja

1        Menyiapkan alat dan bahan

2        Menyambungkan suntikan berdiameter besar dengan suntikan berdiameter kecil menggunakan selang.

3        Mengisi selang dan suntikan kecil dengan air sampai penuh.

4        Memasang suntikan besar yang tidak berisi air pada ujung selang yang sudah terisi air.

5        Mendorong suntikan kecil dan merasakan tekanan dan perubahan yang terjadi.

6        Mendorong suntikan besar dan merasakan tekanan dan perubahan yang terjadi.

7        Membandingkan perbedaan antara tekanan pada suntikan kecil dengan suntikan besar.

 

BAB IV

PENUTUP

A.  Kesimpulan

a.       Miniature pompa hidrolik adalah sebuah alat yang dibuat untuk menjelaskan secara kualitatif prinsip hukum pascal.Cara pembuatannya adalah dengan merangkai suntikan kecil dan suntikan besar yang dihubungkan dengan selang kecil. Kemudian mengisi selang dan suntikan kecil dengan air sampai penuh, lalu mengikat kedua suntikan dan juga selang pada papan yang sudah dirangkai menjadi tegak lurus. Cara kerja alat ini dengan cara mendorong suntikan kecil dan besar secara bergiliran dan merasakan besar tekanan yang terjadi. Ternyata hasilnya adalah ketika suntikan kecil di dorong tekanannya kecil dan ketika suntikan besar di dorong tekanannya lebih besar.

b.      Tekanan (P) adalah sebuah satuan fisika yang digunakan untuk untuk menyatakan banyaknya gaya (F) persatuan luas (A). Secara matematis dapat ditulis   .

c.       Hukum bejana berhubungan berbunyi “bila bejana-bejana berhubungan di isi dengan zat cair yang sama dan berada dalam keadaan seimbang maka permukaan zat cair pada bejana-bejana terletak pada sebuah bidang datar”.

d.      Hukum utama hidrostatis berbunyi “semua titik yang berada pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama”.

e.       Hukum pascal berbunyi “tekanan yang diberikan pada suatu zat cair dalam suatu wadah, akan diteruskan ke segala arah dan sama besar”. Maka dengan menggunakan alat peraga praktikum fisika yaitu miniature pompa hidrolik, dapat dijelaskan konsep hukum pascal. Terlihat jelas bahwa ketika salah satu suntikan di tekan maka tekanan itu akan diteruskan oleh air yang ada pada selang ke suntikan lainnya.

f.       System hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran.

g.       Penerapan konsep pompa hidrolik dalam kehidupan sehari-hari contohnya adalah dongkrak hidrolik, mobil penggali tanah, pompa penyiram tanah pertanian, dan lain sebagainya.

DAFTAR  PUSTAKA

Azhari, Habib (2012). Laporan Eksperimen Fisika II "MINIATUR POMPA HIDROLIK"[online]. Tersedia: http://sukasukahabib.blogspot.com/2013/08/laporan-eksperimen-fisika-ii-miniatur.html [21 Januari 2015]

 

Mangunwiyoto, Widagdo. 2000.Pokok-pokok fisika SLTP untuk kelas 2. Jakarta: Erlangga.

 

NN.  (2014). Praktek Fisika, Hidrolik sederhana. [online]. Tersedia: http://pawestrikartini.blogspot.com/2014/02/praktek-fisika-hidrolik-sederhana.html  [21 Januari 2015]

 

Surdijani, Dian. 2002. Pelajaran Fisika untuk SLTP Kelas 2. Bandung: PT Sarana Panca Karya Nusa.

Subscribe to receive free email updates: