LKPD Praktikum Virtual Persamaan Kontinuitas

Kembali ke Asas kontinuitas || Panduan Asas kontinuitas

LKPD Praktikum Virtual Persamaan Kontinuitas

A. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)
Praktikum Virtual Persamaan Kontinuitas

B. Tujuan Praktikum
  • Membuktikan bahwa debit fluida ($Q$) yang mengalir pada penampang pipa atau saluran apa pun besarnya selalu konstan.
  • Membuktikan hukum kontinuitas bahwa perkalian luas penampang dan kecepatan fluida bernilai konstan ($A_1 \cdot v_1 = A_2 \cdot v_2 = \text{konstan}$).
  • Menganalisis hubungan antara luas penampang pipa terhadap kelajuan aliran fluida.
C. Alat dan Bahan
  • Aplikasi Simulasi Virtual Lab Persamaan Kontinuitas
  • Pipa uji dengan ukuran diameter penampang yang dapat divariasikan ($d_1$ dan $d_2$)
  • Penggaris digital (untuk mengukur jarak tempuh fluida / objek penanda, $s$)
  • Stopwatch digital (untuk mengukur waktu tempuh fluida, $t$)
  • Gelas ukur / penampung volume fluida
  • Bola penanda / partikel fluida interaktif
D. Langkah Kerja
  1. Buka aplikasi simulasi Virtual Lab Persamaan Kontinuitas di atas LKPD ini.
  2. Atur diameter penampang masuk ($d_1$) dan penampang keluar ($d_2$) pada slider kontrol sesuai dengan variasi data Percobaan 1 hingga 5.
  3. Hitung luas penampang $A_1$ dan $A_2$ menggunakan rumus lingkaran: $$A = \frac{1}{4}\pi d^2$$
  4. Tentukan lintasan ukur ($s_1$ dan $s_2$) pada pipa dengan menyeret penggaris digital.
  5. Jalankan simulasi air, lalu gunakan stopwatch untuk mengukur waktu ($t_1$ dan $t_2$) yang dibutuhkan fluida/bola penanda untuk melewati jarak $s_1$ dan $s_2$.
  6. Hitung kelajuan fluida ($v_1$ dan $v_2$) pada masing-masing penampang dengan rumus: $$v = \frac{s}{t}$$
  7. Hitung debit fluida pada penampang 1 ($Q_1 = A_1 \cdot v_1$) dan penampang 2 ($Q_2 = A_2 \cdot v_2$).
  8. Isikan data hasil pengukuran ke dalam Tabel Pengamatan di bawah ini. Tabel akan otomatis menghitung nilai $A$, $v$, dan $Q$.
E. Hasil Praktikum

Petunjuk: Masukkan nilai $d_1, d_2, s_1, s_2, t_1,$ dan $t_2$ ke dalam tabel. Kolom $A$, $v$, dan $Q$ akan terhitung secara otomatis.

No Penampang 1 (Besar) Penampang 2 (Kecil / Beda Size) Keterangan
($Q_1 \approx Q_2$)
$d_1$ (m) $A_1$ (m²) $s_1$ (m) $t_1$ (s) $v_1$ (m/s)
$\left(\frac{s_1}{t_1}\right)$
$d_2$ (m) $A_2$ (m²) $s_2$ (m) $t_2$ (s) $v_2$ (m/s)
$\left(\frac{s_2}{t_2}\right)$
1 3.14 2.00 0.79 8.00 Konstan
2 3.14 1.50 1.56 3.00 Konstan
3 7.07 2.00 1.77 8.00 Konstan
4 1.77 4.00 0.79 9.00 Konstan
5 4.91 3.00 1.23 12.00 Konstan
F. Perhitungan dan Pembahasan

Contoh Hasil Perhitungan (Percobaan 1):

1. Menghitung Luas Penampang Pipa:

$$A_1 = \frac{1}{4} \pi d_1^2 = 0,25 \times 3,14159 \times (2,00)^2 \approx 3,14 \text{ m}^2$$ $$A_2 = \frac{1}{4} \pi d_2^2 = 0,25 \times 3,14159 \times (1,00)^2 \approx 0,79 \text{ m}^2$$

2. Menghitung Kelajuan Aliran Fluida:

$$v_1 = \frac{s_1}{t_1} = \frac{4,00\text{ m}}{2,00\text{ s}} = 2,00 \text{ m/s}$$ $$v_2 = \frac{s_2}{t_2} = \frac{8,00\text{ m}}{1,00\text{ s}} = 8,00 \text{ m/s}$$

3. Menghitung Debit Aliran Fluida ($Q$):

$$Q_1 = A_1 \cdot v_1 = 3,14 \text{ m}^2 \times 2,00 \text{ m/s} = 6,28 \text{ m}^3/\text{s}$$ $$Q_2 = A_2 \cdot v_2 = 0,79 \text{ m}^2 \times 8,00 \text{ m/s} = 6,32 \text{ m}^3/\text{s}$$

Terlihat bahwa $Q_1 \approx Q_2$, yang membuktikan bahwa debit fluida di setiap titik penampang bernilai konstan.

G. Kesimpulan

Komentar