TEKANAN HIDROSTATIS PADA EKSTRAK BATANG TEMBAKAU

 

TEKANAN HIDROSTATIS PADA EKSTRAK BATANG TEMBAKAU

Oleh: Siti Ernawati, Guru IPA MTs Nurul Huda Pagedongan

 

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) perbedaan residu pada ekstrak batang tembakau yang direndam dengan air murni dan yang diberi tambahan alkohol (2)perbedaan masa jenis zat pada ekstrak batang tembakau yang direndam dengan air murni dan yang diberi tambahan alkohol (3) perbedaan tekanan hidrostatis pada ekstrak batang tembakau yang direndam dengan air murni dan yang diberi tambahan alkohol.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen berulang. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) ekstrak batang tembakau dengan tambahan alkohol memiliki residu yang lebih tinggi (2) terdapat masa jenis zat yang berbeda ekstrak  batang tembakau yang tidak diberi bahan tambahan alkohol dengan yang diberi tambahan alkohol (3) ekstrak batang tembakau tanpa alkohol memiliki tekanan hidrostatis yang lebih besar dibandingkan dengan yang diberi tambahan alkohol. terdapat tekanan hidrostatis yang meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman diukur dari air.

Kata kunci : massa jenis, residu, tekanan hidrostatis.

 

PENDAHULUAN

Besar suatu tekanan pada benda dapat didefinisikan sebagai gaya tiap satuan dalam luasan. Apabila gaya sebesar F yang bekerja secara vertikal dan merata pada suatu permukaan bidang dengan luasan A, tekanan yang ada permukaan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut;

P=F/A

Dimana;

P = tekanan (N/m²)=Pa

F = gaya (N)

A = luas penampang (m²)

Tekanan hidrostatis yaitu tekanan yang terjadi akibat adanya gaya yang bekerja pada suatu zat cair terhadap luas tekan dan suatu luasan tertentu. Besarnya tekanan hidrostatis ini tergantung dengan massa jenis suatu zat, percepatan gravitasi dan kedalaman air dalam suatu wadah. Tekanan ini hanya berlaku pada suatu zat cair saja yang tidak bergerak. Dalam suatu kasus yaitu adanya sebuah bendungan yang yang menampung begitu banyak air dan semakin menuju titik kedalaman maka semakin besar tekanan fluida didalamnya.

Pada tekanan hidrostatis masih ada kaitannya dengan fluida, sehingga dapat dimisalkan bahwa fluida itu terdapat berlapis-lapis ruang. Lapisan yang diatas akan membebani pada lapisan yang dibawahnyam sehingga pada lapisan yang paling atas berasal dari tekanan udara atau Po, sedangkan lapisan dibawahnya mendapatkan tekanan dari udara luar dan berat dari lapisan atasnya. Lapisan-lapisan fluida tersebut diam di dalam fluida dan mendapatkan tekanan fluida baik dari lapisan yang atas maupun lapisan yang dibawahnya. Karena permukaan wadahnya silinder seperti halnya gelas ukur, fluida diam maka resultan gaya yang terjadi sama dengan nol. Dan gaya totalnya juga harus nol. Sehingga tekanan yang berasal dari atas maka dapat diambil suatu persamaan ;

Fo=PoA

Tekanan yang disebabkan oleh suatu gaya berat dengan sebesar F = mg, sedangkan tekanan yang dari bawah itu berasal dari fluida yang barada dibawah silinder fluida yaitu F=PA. Untuk luas penampang yang berbentuk silinder sehingga luasannya sama antara luasan yang atas dengan luasan yang bawah. sehingga dapat dituliskan suatu persamaan ;

F=Fo +mg

Jika pada fluida memiliki kerapatan yang sebesar r maka massa fluida yang beluasan silinder yaitu m = rh=rAh. Maka dapat diambil suatu persamaan yaitu;

F=Fo=rgAh 

 

                              

 

Gambar 1.https://www.google.com/gambar tekanan hidrostatis

Persamaan diatas menyatakan tekanan hidrostatik tersebut yang disebabkan oleh zat cair itu sendiri, yang dimana didalam zat cair yang diam tersebut tidak terjadi tegangan geser dan tekanan pada suatu titik didalam zat cair tersebut adalah sama besar kesegala arah. Dengan demikian, tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair, dan dengan kedalaman didalam zat cair. Besarnya tekanan hidrostatis tidak dipengaruhi oleh bentuk wadah zat cair. Berikut ini adalah sifat-sifat dari tekanan hidrostatis, adalah sebagai berikut :

1.      Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin  besar

2.      Pada kedalaman yang sama, tekanannya juga sama

3.      Tekanan zat cair kesegala arah adalah sama besar

Tekanan yang didasar permukaan berbentuk silinder harus lebih besar dari tekanan yang dari atasnya, sehingga dapat menopang berat silinder tersebut. Tekanan yang berkedalaman tertentu yang dapat dimisalkan dengan h lebih besar dari tekanan yang diatasnya dengan selisih rgh, hal ini berlaku untuk fluida dalam bejana apapun. Pada tekanan hidrostatis tidak bergantung pada bentuk wadahnya atau bejananya, akan tetapi hanya bergantung pada suatu kedalaman fluidanya.

Massa Jenis

Massa jenis merupakan pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda ialah total massa dibagi dengan total volumenya.

Kerapatan suatu zat disebut massa jenis, yang dilambangkan dengan ρ (rho), yakni hasil bagi massa zat oleh volumenya. Hal ini sesuai dengan sifat utama dari suatu zat, yakni massa dan volume.

Massa jenis suatu benda bisa berbeda, meskipun bahan penyusunnya mempunyai ukuran sama. Hal ini karena massa jenis bergantung pada besar massa dan volumenya.

Secara matematis, massa jenis suatu zat bisa ditentukan melalui persamaan berikut ini.

P= m/v

Keterangan:

ρ = massa jenis (kg m-3)

m = massa zat (kg)

V = volume zat (m3)

METODE

Pada penelitian ini kami menggunakan metode eksperime. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium pendidikan fisika universitas sains al-qur’an wonosobo jawa tengah. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan april 2019 sampai bulan juni 2019.

Sebelum melaksanakan penelitian perlu disusun  Rancangan penelitian terlebih dahulu agar penenlitian berjalan sesuai konsep yang telah ditentukan. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan apakah ada perbedaan residu dan tekanan hidrostatis pada ekstrak batang tembakau yang dibedakan menjadi dua macam yaitu batang tembakau yang direndam dengan air murni, dan batang tembakau yang direndang dengan air murni dengan diberi tambahan alkohol.

Pada penelitian ini menggunakan batang tembakau yang sudah agak keras. Sebelum melakukan penelitian tentang tekanan hidrostatis, terlebih dahulu membuat ektrak batan tembakau dengan langkah sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Untuk mengetahui apakah ada residu selama proses pengektrak kan batang tembakau. Kita dapat mengetahui melalui persamaan sebagai berikut:

Vresidu = V1 – V2

Keterangan

Vresidu            = residu air pada ektrak

batang tembakau

V1                   = volume awal zat cair

V2                   = volume akhir zat cair

Untuk mengetahui besarnya masa jenis pada masing-masing ekstrak terlebih dahulu kita menghitung berat zat cair pada masing masing ekstrak. Setelah mengetahui

massa zat cair tersebut kita dapat menggunakan persamaan berikut untuk  mengetahui massa jenis zat cair:

ρ = m / V2

Keterangan

ρ          = massa jenis benda

m         = massa zat cair

V2       = volume akhir zat cair

Untuk mengetahui besar tekanan hidrostatis pada kedua ekstrak tersebut kita dapat melakukan percobaan dengan cara   memasukan benda yang memiliki massa yang sama kedalam ekstrak batang tembakau 1 dan 2 dengan kedalaman yang sama. Pada percobaan ini kita mengambil percobaan sebanyak 3 kali dengan kedalaman yang berbeda-beda.

P = ρ g h

Keterangan

P          = tekanan hidrostatis

ρ          = massa jenis benda

g          = kecepatan grafitasi

h          = kedalaman benda dalam zat cair

 

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil data penelitian diambil  dengan menentukan variabel yang dibuat sama yaitu volume zat cair awal, masa benda yang dicelupkan kedalam zat cair dan kedalaman benda (h). volume zat cair yaitu sebesar 200 mL. dan kedalaman 1,4 x10-2 . Dengan memberikan perlakuan yang sama terhadap dua extrak batang tembakau, dengan cara didiamkan selama 24 jam maka diperoleh data sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

Hasil penelitian	Ektrak Batang Tembakau I  (Air Murni)	Ektrak Batang Tembakau  II (Air Murni + Alkohol)
Residu Air	10 ml	12ml
Massa Jenis	1050 kg /m3	1010 kg /m3

Tabel A.1    residu dan massa jenis  

 

Tabel A.2 tekanan hidrostatis pada ekstrak batang tembakau

 

 

Kedalaman benda	Ektrak batang tembakau 1	Ektrak batang tembakau 2
1,4 x10-2 m	144,06 N/m2	138,572  N/m2
3 x10-2 m	308,7  N/m2	296,94  N/m2
4,6 x10-2 m	473,34  N/m2	455,308  N/m2

Residu Air

Menghitung residu air pada saat penelitian dilakukan untuk mengetahui apakah ada bahan yang tertinggal setelah didiamkan selama 24 jam, antara ektrak batang tembakau dengan air murni dan ektrak batang tembakau dengan air murni yang dicampur dengan alkohol ( air 150 mL+alkohol 50 mL).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan residu air yang diperoleh dari kedua ekstrak batang tembkau tidak memiliki perbedaan yang yang signifikan. Dari keadaan semula ektrak batang tembakau 1 dan 2 sama-sama memiliki volume awal 200 mL masing-masing memperoleh residu yaitu ekstrak batang tembakau 1 sebanyak 10ml, dan ektark batang tembakau 2 sebanyak 12 ml.adanya residu diakibatkan kareana adanya zat cair yang terserap kedalam batang tembakau. Residu pada ekstrak batang tembakau 2 lebih banyak dikarenakan dalam ektrak tersebut mengandung alkohol yang dapat mengikat senyawa air.

Massa Jenis dan Tekanan Hidrostatis

Menghitung tekanan hidrostatis dilakukan untuk mengetahui apakah ada perbedaan tekanan hidrostatis pada ektrak batang tembkakau yang direndam dengan air murni dengan yang diberi tambahan bahan berupa alkohol.

Untuk mengetahui seberapa besar hidrostatis pada ektrak batang tembakau 1 dan 2 terlebih dahulu kita harus mengetahui besar massa jenis dari ektrak tersebut. Setelah melakukan penelitian sesuai metode yang telah dituliskan ektrak batang tembakau 1 memiliki massa jenis sebesar 1050 kg /m³  sedangkan ekstrak batang tembakau 2 memiliki massa jenis 1010 kg /m³ . keduanya memiliki massa jenis yang berbeda dikarenakan kandungan dalam zat cair tersebut berbeda.

Berdasarkan penelitian, kedua ekstrak tersebut memiliki tekanan hidrostatis yang berbeda, adanya bahan tambahan berupa alkohol pada ekstrak batang tembakau 2 mempengaruhi besarnya masa jenis dan tekanan hidrostatis pada ektrak tersebut.

Berdasarkan penelitian juga diperoleh hasil bahwa semakin dalam keadaan benda, maka tekanan hidrostatis nya semakin besar. Hal itu sesuai dengan teori yang ada bahwasannya kedalaman suatu benda di dalam zat cair mempengaruhi besarnya tekanan hidrostatis, sesuai dengan persamaan p = . Dari persamaan tersebut diketahui bahwa tekanan berbanding lurus dengan kedalaman. Hasil tekanan hidrostatis pada ketinggian tertentu dapat dilihat pada tabel A.2.

PENUTUP

Berdasarkan penelitian yang dilakukan residu air yang diperoleh dari kedua ekstrak batang tembkau tidak memiliki perbedaan yang yang signifikan. Dari keadaan semula ektrak batang tembakau 1 dan 2 sama-sama memiliki volume awal 200 mL masing-masing memperoleh residu yaitu ekstrak batang tembakau 1 sebanyak 10ml, dan ektark batang tembakau 2 sebanyak 12 ml

ektrak batang tembakau 1 memiliki massa jenis sebesar 1050 kg /m³  sedangkan ekstrak batang tembakau 2 memiliki massa jenis 1010 kg /m³ . keduanya memiliki massa jenis yang berbeda dikarenakan kandungan dalam zat cair tersebut berbeda.

kedua ekstrak tersebut memiliki tekanan hidrostatis yang berbeda, adanya bahan tambahan berupa alkohol pada ekstrak batang tembakau 2 mempengaruhi besarnya masa jenis dan tekanan hidrostatis pada ektrak tersebut

.

KETERBATASAN HASIL PENELITIAN

Penelitian ini memiliki keterbatasan yaitu hanya menggunakan bahan secukupnya saja dikarenakan keterbatasan batang tembakau. Memiliki satu penelitian percobaan terhadap kajian yang diteliti, jadi percobaan yang dilakukan adalah percobaan sederhana.

SARAN

1.      Pembahasan materi tekanan hisrostatis dalam fisika sebaiknya lebih diperluas lagi, terutama mengenai penerapan ilmu fisika dalam percobaan penelitian suatu objek, sehingga mahasiswa mempunyai pengetahuan yang lebih luas mengenai materi yang berhubungan dengan fisika.

2.      Sebelum melakukan percobaan penelitian , terlebih dahulu harus memahami fungsi kerja masing-masing alat dan bahan yg digunakan.

3.      Sebelum melakukan suatu penelitian, maka terlebih dahulu harus memahami batas ketelitian dan fungsi bahan yang digunakan.

4.      Bagi insan peneliti selanjutnya diharapkan lebih mengembangkan penelitiannya agar lebih banyak lagi kajian yg di teliti.

5.      Bagi insan peneliti selanjutnya, sebaiknya saat melakukan penelitian tidak hanya mengambil dua percobaan melainkan bisa lebih dari itu. Karena semakin banyak mengambil sample percobaan maka akan semakin baik.

6.      Untuk mahasiswa, sebelum melakukan pnelitian terhadap suatu objek yang berhubungan dengan fisika, perlu diperhatikan bagaimana fungsi dan manfaatpenelitian yang akan dikaji

DAFTAR  PUSTA

Amalia, Rohimah. Tanpa Tahun, Penerapan Tekanan Dalam Kehidupan Sehari-hari.

Giancoli. 2001. Fisika Edisi ke-5 Jilid 1. Jakarta : Erlangga

https://www.google.com/gambar tekanan hidrostatis, 27-06-2019, jam 10.30

https://www.google.com/berat jenis suatu benda, 27-06-2019, jam 10.45

White, Frank M. 1994. Mekanika Fluida. Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama