BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Gambaran Umum Obyek Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika Universitas Negeri Gorontalo, dengan menggunakan tabung yang terbuat dari pipa dan fibber transparan dan kelereng. Setelah peralatan yang digunakan sudah siap dipakai, maka langkah pertama mengukur diameter dalam tabung, menentukan massa jenis kelereng, dan menentukan massa jenis minyak kelapa Langkah kedua adalah memperkirakan kecepatan terminal yang akan dialami kelereng saat dijatuhkan di dalam minyak kelapa .Langkah ketiga dilakukan tes pengambilan data lalu menghitung kecepatan terminal dan mencari koefisien viskositas baik pada temperatur 27°C, temperatur 30°Ctemperatur 80°C, dan temperatur 90°C yang diperoleh kemudian mencari nilai kesalahan atau ralat dari kecepatan terminal dan koefisien viskositas minyak kelapa temperatur 27°C, temperatur 30°Ctemperatur 80°C, dan temperatur 90°C. 4.2 Data Hasil Penelitian Table 4.1 Diameter bola
NO 1 2 3 DAvg
D (mm) 15.56 15.67 15.56 15.5633
mbola= 5,49 dan 6,73 gram 18
19
DAvg =15.5633mm =1.5563cm = 1,556 X 10-2 m maka massa jenis bola yaitu: mKelereng
= 5,489 gr = 0,00549 kg
mKelereng
= 6,73 gr = 0,00673 kg
VKeleren g
=
1 1 3 .d Avg (3,14).( 0,01556 ) 3 6 6
= 0,000001973m 3 Massa 5,49 gram
mb 0,00549 vb 0,000001973
=2783 kg/m3 Massa 6,73 gram
mb 0,00673 vb 0,000001973
=3412 kg/m3 Massa jenis minyak kelapa Vminyak kelapa mgelas ukur
= 16 ℓ =0,0016m3
= 126.9 gr=0,1269 kg
mgelas ukur + minyak kelapa =139.4= 0,1394 kg mminyak kelapa f
mf Vf
= 12.5 gr = 0,0125 kg 0,0125 3 0,782 kg/m 0,016
4.3 Perkiraan Kecepatan Terminal, Standar Error, dan Koefisien Viskositas
20
Untuk mencari nilai kecepatan terminal dapat ditemukan dengan menggunakan sofware origin. Dengan memasukkan data kedalam kolom origin, lalu kita plot data sehingga muncul grafik dan kita fit dengan fit linier untuk grafik kecepatan terminal dan fit non linier untuk grafik koefisien viskositas minyak kelapa atau fluida. 1.6 1.4 1.2
Equation
y = a + b*x
Weight
No Weighting
Residual Sum of Squares
0.00313
Pearson's r
0.99858 0.99684
Adj. R-Square
jarak (m)
Value
1.0
jarak
Intercept
jarak
Slope
Standard Error
0.0195
0.01834
0.10175
0.00181
0.8 0.6 0.4 jarak Linear Fit of Sheet1 jarak
0.2 0.0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
waktu (s) Gambar 4.1 Hubungan x-t pada temperatur 27oC untuk massa 5,4 gram Dari gambar diatas, hasil eksperimen diekspresikan dengan simbol. Sedangkan garis linier merupakan fungsi dari regresi linier dari data-data eksperimen yang dilakukan. Sedagkan nilai kecepatan terminal di dapat dari nilai slope atau kemiringan dari data eksperimen. Sehingga nilai kecepatan terminalnya adalah 0.101 m/s dan ketidakpastian kecepatan terminal didapatkan dari nilai standar dari slope. Sehingga nilai ketidakpastian kecepatan terminal adalah 0,00181 m/s. Dan untuk lebih jelasnya akan ditunjukkan pada table 4.1.
21
Table 4.2Hasil Perhitungan Kecepatan Bola untuk massa 5,4 gram ± ∆ 10 ( m/s) 1,02±0,02 1,10±0,03 1,8±0,06 1,91±0,07
Temperatur (oC) 27 30 80 90
Dari table hasil perhitungan kecepatan terminal pada massa 5,48 gram di atas kita bisa menarik kesimpulan bahwa hubungan antara temperatur dengan kecepatan terminal itu berbanding lurus. Karena bisa dilihat pada temperatur terendah yaitu 27°C menghasilkan kecepatan terminal rendah yaitu (1,02±0,02) 10-1 m/s. Sedangkan pada temperatur tinggi yaitu 90°C menghasilkan kecepatan terminal yang tinggi yaitu (1,91±0,07) 10-1 m/s. 1.6 1.4 1.2
Equation
y = a + b*x
Weight
No Weighting
Residual Sum of Squares
0.00838
Pearson's r
0.99618 0.99154
jarak (m)
Adj. R-Square
Value
1.0
jarak
Intercept
jarak
Slope
Standard Error
-0.19417
0.03607
0.11383
0.00332
0.8 0.6 0.4 jarak Linear Fit of Sheet1 jarak
0.2 0.0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
waktu (s) Gambar 4.2 Hubungan x-t pada temperatur 27oC untuk bola 6,73 gram Dari gambar diatas, hasil eksperimen diekspresikan dengan simbol. Sedangkan garis linier merupakan fungsi dari regresi linier dari data-data eksperimen yang dilakukan. Sedagkan nilai kecepatan terminal di dapat dari nilai
22
slope atau kemiringan dari data eksperimen. Sehingga nilai kecepatan terminalnya adalah 0,11 m/s dan ketidakpastian kecepatan terminal didapatkan dari nilai standar dari slope. Sehingga nilai ketidakpastian kecepatan terminal adalah 0,0033 m/s. Dan untuk lebih jelasnya akan ditunjukkan pada table 4.14. Table 4.3 Hasil Perhitungan Kecepatan terminal untuk bola 6,73 gram Temperatur (oC) 27 30 80 90
± ∆ 10 ( m/s) 1,13±0,03 1,19±0,05 1,88±0,07 2,49±0,12
Dari data di atas kita bisa menarik kesimpulan bahwa hubungan antara temperatur dengan kecepatan terminal itu berbanding lurus. Karena bisa dilihat pada temperatur terendah yaitu 27°C menghasilkan kecepatan terminal rendah dengan nilai (1,13±0,03) 10-1 m/s. Sedangkan pada temperatur tinggi yaitu 90°C menghasilkan kecepatan terminal yang tinggi dengan nilai (2,49±0,12) 10-1 m/s Dengan mengetahui kecepatan terminal maka dapat diketahui nilai koefisien viskositas dengan menggunakan persamaan (10). Sedangkan untuk ralat koefisien viskositas menggunakan persamaan (11). Dan untuk persamaan (12) digunakan untuk mencari kesalahan relatifnya Pada massa 5,49 Pada temperatur 27°C
2r 2 g ( b f ) 9v t
2(0,00778.103 ) 2 9,8(2783 0,782) 9.0,102
23
=0,0374 Pa.s
2r 2 g ( b f ) 9vt
xvt
2
2(0,00778.10 3 ) 2 9,8(2783 0,782) X 0,002 9.(0,102) 2
0,00000763 Pa.s ∆
KR
100%
= =
,
,
100%
=0,02% ( 5AP)
( ±∆ ) = (3,7400±0,0007) 10 -2Pa.s Pada massa 6,78 gram Pada temperatur 27°C
2r 2 g ( b f ) 9v t
2(0,00778.103 ) 2 9,8(3412 0,782) 9.(0,102) = 0,039793 Pa.s
2r 2 g ( b f ) 9v t
2
x v t
2(0,00778.10 3 ) 2 9,8(3412 0,782) = x0,002 9.(0,102) 2 = 0,00000763Pa.s
KR
x 100%
24
0,00000763 x 100% 0,039793 =0,02% ( 5AP)
( ±∆ ) = (3,9793±0,0007) 10 -2Pa.s Tabel 4.3 Kecepatan terminal kelereng, koefisien viskositas Untuk massa 5,48 gram dan 6,73 gram Temperatur (°C) 27 30 80 90
Massa 5,48 gram ± ∆ 10 ( 10 ( . ). m/s) 3,7400 ± 0,0001 1,02±0,02 3,4240 ±0,0013 1,10±0,03 1,980± 0,007 1,8±0,06 1,920± 0,009 1,91±0,07
Massa 6,73 gram ± ∆ 10 ( 10 ( . ). m/s) 3,9793 0,0014 1,13±0,03 3,778±0,003 1,19±0,05 2,392± 0,009 1,88±0,07 1.81± 0,03 2,49±0,12
Dari tabel di atas, hubungan antara temperatur dengan koefisien viskositas kelapa
berbanding terbalik. Karena pada temperatur rendah yaitu 27°C
mengahasilkan nilai koefesien viskositas sanggat tinggi di bandingkan dengan temperatur lainnya dengan nilai koefisiennya (3,63 ± 0,07) 10-2 Pa.s. Sedangkan pada temperatur tertinggi yaitu 90°C dengan nilai koefisien viskositasnya (1,92 ± 0,03) 10-2 Pa.s Sedangkan hubungan antara kecepatan terminal dan koefisien viskositas minyak kelapa itu berbanding terbalik, karena saat nilai kecepatan terminal rendah yaitu (1,02 ± 0,02) 10-1 m/s maka koefisien viskositas yang dihasilkan (3,63 ± 0,07) 10-2 Pa.s. sedangakan pada saat kecepatan terminanya tinggi yaitu (1,91± 0,07) 10-1 m/s dan nilai koefisien viskositasnya juga naik menjadi (1,92 ± 0,03) 10-2 Pa.s. Tabel 4.4 Hubungan temperatur, koefisien viskositas, dan ralat koefisien
25
viskositas minyak kelapa dengan massa 5,48 gram Temperatur (oC) 27 30 80 90
10 ( . ). 3,7400 ± 0,0001 3,4240 ±0,0013 1,980± 0,007 1,920± 0,009
KR (%) 0,02 0,04 0,36 0,49
Dari tabel di atas, hubungan antara temperatur dengan koefisien viskositas kelapa
berbanding terbalik. Karena pada temperatur rendah yaitu 27°C
mengahasilkan nilai koefesien viskositas sanggat tinggi di bandingkan dengan temperatur lainnya dengan nilai koefisiennya (3,63 ± 0,07) 10-2 Pa.s. Sedangkan pada temperatur tertinggi yaitu 90°C dengan nailai koefisien viskositasnya (1,92 ± 0,03) 10-2 Pa.s Tabel 4.5 Hubungan temperatur, koefisien viskositas, dan ralat koefisien viskositas minyak kelapa dengan massa 6,73 gram Temperatur (oC) 27 30 80 90
10 ( . ). 3,9793 ± 0,0014 3,778±0,003 2,392± 0,009 1.81± 0,03
KR (%) 0,04 0,1 0,5 1,9
Dari tabel di atas, hubungan antara temperatur dengan koefisien viskositas berbanding terbalik. Karena pada temperatur rendah yaitu 27°C mengahasilkan nilai koefesien viskositas sanggat tinggi di bandingkan dengan temperatur lainnya dengan nilai koefisiennya (3,33 ± 0,07) 10-
2
Pa.s. Sedangkan pada
temperatur tertinggi yaitu 90°C dengan nailai koefisien viskositasnya (1,52 ± 0,07) 10-2 Pa.s.
26
Untuk melihat pengaruh
temperatur terhadap koefisien viskositas,
diberikan pada grafik berikut ini
3,5
5,48 gram 6,73 gram Exp3P1 Fit of Sheet1 viskositas Exp3P1 Fit of Sheet1 viskositas
3,0
-2
viskositas (10 (Pa.s))
4,0
2,5
2,0
1,5 20
30
40
50
60
70
80
90
100
o
Temperatur ( C) Gambar 4.3 hubungan temperatur dengan viskositas dengan massa 5,48 gram dan 6,78 gram Dilihat dari gambar diatas kita dapat mengetahui bahwa hubungan antara temperatur dengan viskositas itu berbanding terbalik, semakin tinggi temperatur suatu benda maka nilai viskositasnya akan rendah. Dan semakin rendah nilai temperatur maka nilai viskositasnya akan lebih tinggi.
4.4 Analisis Data Untuk melihat keberartian data hasil eksperimen yang diperoleh, maka dilakukan analisis dengan data hasil eksperimen yang dilakukan oleh Kailas M.
27
Talkit, dkk dan Bernard senge,dkk Karena dengan membandingkan data saya dapat dilihat keberhasilan dari eksperimen tersebut. Table 4.6 perbandingan koefisien viskositas dengan literatur N o 1
Temper atur (oC) 27
2
30
3
80
4
90
Massa 5,49 gr
Massa 6,73 gr
(mPa.s)
(mPa.s)
37,400 ± 0,0010 34,240 ±0,013
39,793 ± 0,0140 37,78±0,03
19,80± 0,07
23,92± 0,09
19,20± 0,09
18,1± 0,3
(mPa.s)
(literarur) 35,4 (Bernhard Senge,dkk.2008). 28.30 ( kailas M. talkit,dkk. 2012:492). -
Dari table diatas dapat disimpulkan bahwa perbedaan antara hasil eksperimen yang saya lakukan dengan hasil eksperimen peneliti lain, tidak beda jauh dengan literatur. Ini ditujukan pada temperatur 30°C perbedaanya -1,2 mPa.s dan 2,3 mPa.s dam pada temperatur 80°C perbedaannya -7,5 mPa.s dan -5,4 mPa.s Table 4.7 korelasi untuk viskositas minyak kelapa dengan literature Massa 5,49 gr 6,73 gr Literature Data (Hossen Noureddini, 1992) Literature Data (Sege, 2008) Literature Data (Talkit, 2012)
Kostanta A B -6,53 ± 0,02 25,2 ± 0,8 -6,7 ± 0,1 26 ± 4 1,0945
-2,26145.10-3
-7,9± 0,2
73±17
-6,5±0,1
51±6
28
Dari table diatas dapat disimpulkan bahwa perbedaan antara hasil eksperimen yang saya lakukan dengan hasil eksperimen peneliti lain, tidak beda jauh dengan peneliti sebelumnya. 4.5 Kemungkinan Kesalahan Kemungkinan kesalahan dalam melakukan eksperimen ini adalah: 1) Dari segi peneliti, yakni kurangnya teliti dalam menekan stopwatch (menghidupkan dan mematikan stopwatch) saat bola melewati jarak yang telah ditentukan. 2) Dari segi bahan bola yang berbeda mempenggaruhi hasil penelitian ini. 3) Dari segi alat ukur dan objek yang digunakan, yakni: Gelas ukur yang digunakan dalam mengukur volume dari sampel cairan memiliki nst 0,1 mL masih besar.
