1. LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR
MODUL 6
PIPA U
Nama
: Nova Nurfauziawati
NPM
: 240210100003
Tanggal / jam
: 18 November 2010 / 13.00-15.00 WIB
Asisten
: Dicky Maulana
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
JATINANGOR
2010

2. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering tidak menyadari banyak
penerapan-penerapan Gerak Harmonik Sederhana, seperti sistem pegas yang
digunakan pada tempat tidur yang dimaksudkan agar tempat tidur terasa
nyaman, sistem bandul pada ayunan di taman kanak-kanak dan sebagainya.
Gerak harmonik sederhana yang selanjutnya disingkat GHS adalah
gerak bolak-balik suatu benda di sekitar titik keseimbangan. Gerak Harmonik
Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan
digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak periodik
adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval
waktu tetap. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian,
yaitu : Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam
silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak horizontal/vertikal
dari pegas, dan sebagainya. Sementara, Gerak Harmonik Sederhana (GHS)
Angular, misalnya gerak bandul/bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan
sebagainya.
Dalam kehidupan sehari-hari kita tentu pernah melihat tukang bangunan
yang sedang bekerja. Banyak sekali alat-alat yang digunakan tukang
bangunan saat membuat sebuah rumah, gedung atau bangunan lainnya. Salah
satu alat yang sering digunakan adalah waterpas. Waterpas berguna untuk
mengetahui datar atau tidak suatu bangunan. Alat tersebut menggunakan
hukum bejana berhubungan seperti halnya pipa U.
Pipa U adalah salah satu bejana berhubungan yang paling sederhana
berbentuk huruf U. Bila pipa U diisi oleh sejenis zat cair tertentu, maka zat
cair di kedua pipa mempunyai tinggi yang sama dan cairan dalam pipa U (air)
bergerak dalam selang waktu tertentu dan menghasilkan suatu gerak
harmonis. Jika zat cair dalam pipa U diletakkan pada posisi yang tidak sama
tinggi lalu dilepaskan, maka zat cair dalam pipa U akan melakukan gerak
harmonik sederhana, gerak naik turun di sekitar kedudukan seimbang. Suatu

3. benda melakukan gerak bolak-balik terhadap suatu titik tertentu, maka gerak
benda itu dikatakan bergetar dan menyebabkan adanya periode yaitu waktu
yang diperlukan untuk melakukan getaran. Selain itu, apabila rumus
persamaan dari periode tersebut kita utak-atik sedikit atau kita turunkan,
maka diperoleh suatu persamaan baru untuk menentukan percepatan gravitasi.
Dengan demikian, sangat jelaslah bahwa untuk banyak bidang ilmu
fisika, pengetahuan mengenai gerak harmonik khususnya gerak osilasi ini
amat penting untuk dipelajari.
1.2 Tujuan
1.2.1 Menentukan percepatan gravitasi dengan menggunakan osilasi cairan
yang berada pada pipa U.

4. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pipa U
Pada modulus pipa U kali ini termasuk gerak harmonis sederhana
linier. Gerak harmonis sederhana ini tidak menghasilkan sudut dalam gerak
osilasinya. Berdasarkan teori atom modern, orang menduga bahwa molekulmolekul benda padat bergetar dengan gerak yang hampir harmonik terhadap
posisi kisi-kisi tetapnya, walaupun gerak molekul-molekul itu tentunya tidak
dapat kita lihat secara langsung.
Gambar 2.1 pipa U dalam keadaan horizontal
Pipa U adalah salah satu bejana berhubungan yang paling sederhana
berbentuk huruf U. Bila pipa U diisi oleh sejenis zat cair tertentu, maka zat
cair di kedua pipa mempunyai tinggi yang sama, berarti mengikuti hukum
bejana berhubungan. Alat yang digunakan oleh para tukang bangunan untuk
mendapatkan sifat datar juga menggunakan hukum bejana berhubungan. Alat
tersebut dinamakan water pas. Gejala-gejala dalam kehidupan sehari-hari
yang pemanfaatannya menggunakan hukum bejana berhubungan akan
bermanfaat sekali untuk mendapatkan sifat datar. Bunyi hukum bejana
berhubungan yaitu : “Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair
yang sama, dalam keadaan setimbang, permukaan zat cair dalam bejanabejana itu terletak pada sebuh bidang mendatar”. Para tukang bangunan juga
sering menggunakan prinsip hukum bejana berhubungan ini untuk mengukur
ketinggian dua tempat yang berbeda letaknya dengan cara menggunakan
selang bening yang berisi air. Tinggi air di kedua bagian ujung selang selalu
sama.

5. Hukum bejana berhubungan tidak berlaku jika terdapat pipa kapiler di
salah satu bejana, dan tidak berlaku pula jika diisi dengan lebih dari satu jenis
zat cair yang berbeda. Pada pipa U bila dari salah satu mulut pipa U
dituangkan zat cair yang berbeda (massa jenisnya berbeda dengan massa jenis
zat cair yang sudah ada di dalam pipa). Tekanan pada kedua permukaan zat
cair di kedua mulut pipa U selalu sama, yaitu merupakan tekanan hidrostatis.
Jika pipa U diisi dengan dua zat cair yang tidak bercampur, tinggi
permukaan zat cair pada kedua mulut pipa berbeda. Hubungan antara massa
jenis dan tinggi zat cair dalam pipa U adalah sebagai berikut:
Misalkan, massa jenis zat cair pertama adalah ρ1 dan massa jenis zat
cair kedua adalah ρ2. Dari titik pertemuan kedua zat cair, kita buat garis
mendatar yang memotong kedua kaki pipa U. Misalkan, tinggi permukaan zat
cair pertama dari garis adalah h1 dan tinggi permukaan zat cair kedua dari
garis adalah h2. Zat cair pertama setinggi h1 melakukan tekanan yang sama
besar dengan tekanan zat cair kedua setinggi h2.
P1 = P2
Dengan menggunakan persamaan di atas, maka diperoleh :
ρ1 g h1 = ρ2
g
h2
,
ρ1 h1 = ρ2 h2
Gambar 2.2 Pipa U yang berisi cairan
Sebuah tabung berbentuk U diisi air sampai ketinggian tertentu.
Kemudian air disebelah kanan ditekan kebawah hingga turun setinggi x, lalu
dilepas sedemikian, sehingga air bergerak harmonik sedehana. Jika luas
permukaan tabung A dan massa air seluruhnya m, maka besar perioda gerak
harmonik ini adalah sebagai berikut.

6. Gaya pemulih adalah gaya berat air di kolom sebelah kiri setinggi 2x
yang mendorong air bergerak ke sebelah kanan, besarnya adalah
F = -mg = -ρVg = -ρA(2x)g = -(2ρAg) x
Sesuai dengan persaman gaya pemulih bahwa F = -k x, maka diperoleh:
k = 2ρAg
Massa total cairan : m = ρV = ρA(2l) = 2ρAl
Periode gerak harmonik adalah
T = 2π
atau
T = 2π
2
2
sehingga periode getaran memenuhi hubungan :
T = 2π
Dengan:
T = perioda (sekon)
l = panjang kolom zat cair (m)
g = percepatan gravitasi (ms-2)
2.2 Hukum Pascal
Hukum Pascal berbunyi “Tekanan yang diberikan kepada zat cair oleh
gaya dari luar akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata”.Pada
kegiatan menggunakan pompa Pascal, Kamu dapat membuktikan kebenaran
hukum Pascal dalam tekanan yang diberikan kepada zat cair akan diteruskan.
Pancaran air akan keluar pada setiap lubang dan kekuatan pancaran tersebut
sama rata ke segala arah. Hukum Pascal tidak hanya berlaku pada zat cair saja
tetapi berlaku pula pada zat gas. Zat cair dan zat gas keduanya sering disebut
dengan fluida.Alat-alat teknik yang bekerjanya berdasarkan hukum Pascal
antara lain; dongkrak hidrolik, kempa/alat pengepres hidrolik, rem hidrolik,
pompa hidrolik, alat pengangkat mobil di tempat-tempat cucian mobil atau di
bengkel, dan berbagai alat yang lain.

7. 2.3 Paradoks Hidrostatis
Semua bejana yang mempunyai luas dasar (A) yang sama dan berisi
zat cair dengan ketinggian yang sama pula (h).
Menurut Hukum Utama Hidrostatis: Tekanan hidrostatis pada dasar
masing-masing bejana adalah sama yaitu : Ph = r . g . h
Paradoks Hidrostatis: Gaya hidrostatis pada dasar bejana tidak
tergantung pada banyaknya zat cair maupun bentuk bejana, melainkan
tergantung pada massa jenis zat cair, tinggi zat cair di atas dasar bejana, luar
dasar bejana. Jadi, gaya hidrostatis pada dasar bejana tersebut sama yaitu: Fh
= r. g . h . A
Besarnya tekanan di suatu titik di dalam zat cair tak bergerak sebanding
dengan kedalaman titik itu (h) dan sebanding dengan massa jenis zat cair
tersebut. Secara matematis, besarnya tekanan oleh fluida tak bergerak dapat
dirumuskan sebagai berikut :
Ph = ρgh
Keterangan :
Ph = tekanan yang dialami zat cair (tekanan hidrostatis) (Pa)
ρ
= massa jenis zat cair (kh/m3)
g
= percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h
= kedalaman/tinggi titik diukur dari permukaan (mm)
Oleh karena tekanan udara luas Patm memengaruhi besar tekanan
hidrostatis, tekanan total yang dialami suatu zat cair titik tertentu merupakan
jumlah dari tekanan udara laut dengan tekanan hidrostatis yang dirumuskan:
Ptotal = Patm + Ppgh
2.4 Hukum Utama Hidrostatis
Hukum ini berbunyi ”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang
terletak pada bidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan
setimbang adalah sama”.
(Ph) di A = (Ph) di B = (Ph) di C = P0 + P g h
P0 = tekanan udara luar

8. Hukum utama hidrostatika berlaku pula pada pipa U (Bejana
berhubungan) yang diisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak bercampur.
(Ph)A = (Ph)B
r1h1 + r2h2 = r3h3
Percobaan pipa U ini biasanya digunakan untuk menentukan massa
jenis zat cair.
2.5 Gravitasi
Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel
yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan
gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum
gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang
cukup akurat dalam kebanyakan kasus.
Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar
menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda
disekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda benda yang ada di bumi.
Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada diluar angkasa, seperti
bulan, meteor, dan benda angkasa laiinnya, termasuk satelit buatan manusia.
Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya
gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.
Satuan percepatan rata-rata gravitasi bumi yang disimbolkan sebagai g
menunjukkan rata-rata percepatan yang dihasilkan medan gravitasi pada
permukaan bumi (permukaan laut). Nilai sebenarnya percepatan gravitasi
berbeda dari satu tempat ke tempat lain tergantung ketinggian dan kondisi
geologi. Simbol g digunakan sebagai satuan percepatan. Dalam fisika, nilai

9. percepatan gravitasi standar g didefinisikan sebagai 9,806.65 m/s2 (meter per
detik2), atau 32.174,05 kaki per detik2. Pada ketinggian p maka menurut
International Gravity Formula, g = 978,0495 (1+0.0052892 sin2 (p) 0.0000073 sin2 (2p)) sentimeter per detik2. (cm/s2).
Simbol g pertama kali digunakan dalam bidang aeronautika dan
teknologi ruang angkasa, yang digunakan untuk membatasi percepatan yang
dirasakan oleh kru pesawat ulang-alik, disebut juga sebagai g forces. Istilah
ini menjadi populer di kalangan kru proyek luar angkasa. Sekarang ini
berbagai pengukuran percepatan gravitasi diukur dalam satuan g. Istilah
satuan gee dan grav juga menunjuk kepada satuan ini.

10. BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Pipa U
3.1.2 Kabel / benang untuk menggukur tinggi permukaan zat cair
3.1.3 Air
3.1.4 Stopwatch
3.1.5 Mistar panjang
3.2 Prosedur
3.2.1 Mengambil alat-alat yang diperlukan.
3.2.2 Mengukur panjang kolom zat cair.
3.2.3 Membuat kedudukan zat cair tidak sama tinggi dengan cara
memiringkan pipa U sekitar 450, kemudian lepaskan.
3.2.4 mengukur T sebanyak 5 kali, (setiap t terdiri dari 5 ayunan) T = t/5.
3.2.5 Mencatat hasil perhitungan dari T.
3.2.6 Menghitung percepatan gravitasi dari percobaan ini.
3.2.7 membandingkan dengan literatur (g = 9,78 m/s2).

11. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
= (27,8 x 10-2 ± 5 x 10-4) m.
Panjang kolom zat cair awal
1
l = 2 panjang kolom zat cair awal= (13,9 x 10-2 ± 5 x 10-4) m.
<t> ±Δt
1
3,63
3
3,75
4
3,44
5
0,726
3,75
2
T = <t>/5
3,634
No t ± ..... (s)
3,60
4.1.1 Perhitungan <t>
t 
=
t1  t 2  t3  t 4  t5
5
3,75 + 3,63 + 3,75 + 3,44 + 3,60
5
= 3,634 sekon
4.1.2 Perhitungan nilai ketidakpastian (±)
ΔT =
1
2 (
−
)2
−1
1
5.66,095- (18,17)2
5-1
1
330,4775-330,1489
4
1
0,3286
4
=5
=5
=5
1
= 5 0,08215
= 0,057323645

12. 4.1.3 Perhitungan T
<>
5
T=
=
3,634
5
= 0,7268
4.1.4 Perhitungan g
Perhitungan g dapat dirumuskan melalui persamaan :
T  2
l
g
T 2  4 2
g
l
g
4 2 l
T2
Keterangan :
T = periode (s)
l
= panjang kolom zat cair (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
dengan menggunakan perrsamaan di atas, maka akan diperoleh:
g=
g=
4 2
2
4 (3,14)2 13,9 10 −2
0,72682
g= 10,396 m/s2
Bandingkan dengan literatur (g=9,78 m/s2).
g percobaan (g= 10,396 m/s2) lebih besar dari pada g literatur (g=9,78
m/s2)
4.2 Pembahasan
Dalam praktikum ini dilakukan gerak osilasi pada pipa U. Dari data
yang diperoleh pada percobaan ini bahwa waktu yang dibutuhkan zat cair
yang terdapat dalam pipa U melakukan satu getaran dipengaruhi oleh
ketinggian zat cair ketika pipa U dimiringkan dan diberikan tekanan pada
salah satu ujung pipa terbuka. Hal ini disebabkan ketinggian tersebut
berbanding lurus dengan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu
getaran. Semakin besar ketinggiannya, maka waktu yang dibutuhkan akan

13. lama. Waktu yang dibutuhkan itu akan mempengaruhi nilai Periode (T). Hal
ini disebabkan semakin lama waktu yang dibutuhkan dalam melakukan satu
getaran yang diberikan maka periodenya (T) akan semakin besar. Waktu yang
dibutuhkan dalam melakukan satu getaran berbanding lurus dengan periode.
Nilai percepatan gravitasi (g) pada percobaan ini ditentukan melalui
perhitungan menggunakan rumus g 
4 2 l
yang telah dijabarkan pada
T2
bagian perhitungan. Data yang didapatkan sebesar 10,396 m/s2 melebihi dari
percepatan gravitasi literatur sebesar 9,78 m/s2 dan cukup jauh dengan nilai
percepatan gravitasi pada praktikum pegas sebelumnya, yaitu
sebesar
11,434976m/s2. Dapat kita lihat dari data teraebut bahwa selisih antara nilai
percepatan gravitasi berdasarkan hasil praktikum dan berdasarkan literatur
berbeda sebesar 0,616 m/s2.
Dengan melihat persamaan rumus di atas dapat diketahui bahwa
percepatan gravitasi dapat dipengaruhi oleh panjang kolom zat cair dan
periodenya. Semakin besar panjang kolom zat cair maka semakin besar pula
percepatan gravitasinya, sedangkan semakin besar periode maka semakin
kecil percepatan gravitasinya. Hal ini disebabkan percepatan gravitasi
berbanding lurus dengan panjang kolom zat cair dan berbanding terbalik
dengan periode (T).
Perbedaan yang melebihi literatur yang ada tersebut dapat disebabkan
kesalahan terhadap alat yang digunakan dalam praktikum terutama pada pipa
U karena peralatan percobaan yang sudah sering dipakai sehingga
mengurangi tingkat akurasinya dan ketinggian zat cair pada salah satu ujung
pipa yang diberikan tidak konstan. Dapat juga dalam proses pengamatan,
terjadi kesalahan dalam melihat skala yang dihasilkan atau lingkungan
percobaan yang kurang mendukung. Ketidaktelitian penagamatan ini
kemungkinan
disebabkan
akibat
pada
saat
memiringkan
pipa
U,
kemiringannya tidak sama setiap kali dilakukan pemiringan tersebut. Ada
kalanya sudut kemiringannya sangat besar sehingga diperoleh nilai T yang
sangat keci dan ini sangat mempengaruhi nilai g yang diperoleh. Nilai ±Δt
yang diperoleh hanya menunjukkan nilai satuan terkecil, yaitu menunjukkan

14. angka ketelitian. Nilai ini sama sekali tidak mempengaruhi nilai t. Oleh
karena itu nilai ±Δt tidak ikut masuk ke dalam perhitungan. Didasarkan atas
ketidakpastian dalam pengukuran, bahwa setiap pengukuran terhadap suatu
benda berpeluang terjadi kesalahan dalam pembacaan skala sehingga
menyebabkan data yang didapat menjadi sedikit menyimpang. Kesalahan
dalam perhitungan data juga dapat menjadi penyebab dari hal ini.

15. BAB V
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Gerak harmonik sederhana yang selanjutnya disingkat GHS adalah
gerak bolak-balik suatu benda di sekitar titik keseimbangan. Gerak Harmonik
Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu : Gerak Harmonik
Sederhana (GHS) Linier dan Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular.
Pipa U termasuk ke dalam GHS linear. Dari praktikum pipa U dapat
diperoleh periode getaran dan percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi pada
pipa U dipengaruhi oleh periode dan panjang kolom zat cair, seperti yang
tercantum dalam persamaan berikut:
g=
Keterangan :
4 2l
T2
T
= periode (s)
l
= panjang kolom zat cair (m)
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
Dari hasil praktikum diperoleh nilai percepatan gravitasi yang lebih
besar dari pada nilai gravitasi yang terdapat pada literatur.
4.2 Saran
Untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi secara akurat, sebaiknya
praktikan melaksanakan praktikum ini secara cermat dan teliti. Begitu juga
dalam melakukan perhitungan yang menggunakan rumus.

16. DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit
Erlangga.
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta :
Penebit Erlangga.
Umar, Efrizon. 2004. Fisika dan Kecakapan Hidup. Jakarta : Ganeca Exact.
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan),
Jakarta : Penerbit Erlangga.
Zaida. 2008. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Bandung: Fakultas Teknologi
Industri Pertanian Universitas Padjadjaran.
http://www.mahasiswasibuk.co.cc/1_7_Pipa-U.html Kamis, 25 November 2010.
12:17 WIB