INTISARI PERCOBAAN

Percobaan yang dilakukan adalah untuk memahami

mekanika fluida tantang viskositas dan dari hasil

percobaan teresebut kita dapat menentukan koefisiean

pergeseran zat cair hasil percobaan dan harga hasil

koreksi.

Suatu benda yang dimasukan ke dalam suatu fluida

tanpa kecepatan, maka benda tersebut akan mengalami

berbagai gaya. Yaitu gaya grafitasi, gaya archimedes,

dan gaya gesekan. Fluida yang rill memiliki internal

yang besarnya tertentu disebut sebagai viskositas.

Viskositas terdapat pada zat cair maupun gas, yang

intinya merupakan gaya gesekan antara lapisan-lapisan

yang bersisipan pada fluida sewaktu lapisan-lapisan

tersebut melewati yang lainnya. Viskositas yang terjadi

pada zat cair disebabkan oleh gaya kohesi antar

molekul-molekul. Sedangkan viskositas pada gas

muncul dari tumbukan antar molekul-molekul. Pada

percobaan ini yang akan dilakukan adalah viskositas

pada zat cair.

DAFTAR ISI

LEMBAR

PENGESAHAN………………………………………

…………. 2

2

INTISARI

PERCOBAAN…………………………………………

………... 3

DAFTAR ISI

…………………………………………………………

………4

TUJUAN

PERCOBAAN…………………………………………

…………. 5

ALAT PERCOBAAN DAN

FUNGSINYA………………………………… 5

TINJAUAN

PUSTAKA………………………………………………

……... 5

PROSEDUR

PERCOBAAN…………………………………………

………7

TUGAS

PENDAHULUAN………………………………………

…………..7

3

DAFTAR

PUSTAKA………………………………………………

……….. 9

4

Percobaan III (B-1)

Koefisien pergeseran zat cair

I. Tujuan Percobaan

1. Memahami mekanika fluida tentang

Viskositas

2. Menentukan koefisien pergeseran zat cair

3. Membandingkan harga koefisien pergeseran

zat cair hasil percobaan dengan harga hasil

koreksi

II. Alat-alat percobaan dan fungsinya

1. Bola-bola kecil : sebagai alat percobaan untuk

membuktikan hukum Stokes

2. Tabung berisi zat cair (gliseril) : sebagai

wadah zat cair yang akan diukur koefisien

pergeserannya

3. Sendok penyaring : untuk mengambil bola

dalam air

5

4. Mikrometer sekrup : mengukur diameter bola

5. Jangka sorong : mengukur diameter bola

6. Areometer : mengukur massa jenis zat cair

7. Stopwatch : untuk menghitung waktu jatuhnya

bola

8. Penggaris : mengukur jarak jatuh bola

III. Tinjauan Pustaka

Jika sebuah benda berbentuk bola bergerak dalam

suatu zat cair atau gas yang homogen, maka benda akan

mengalami gaya gesekan sesuai kaidah Stokes

Fs = -6 π r η v ………………..(1)

Dengan : Fs = gaya gesekan Stokes

η = koefisien pergeseran zat cair

r = jari-jari bola

v = kecepatan relatif bola terhadap fluida

Setiap benda akan mengalami gaya ke atas archimedes

yang besarnya :

FA = ρf g V

FA = ρf g 4/3 π r3 ……………….(2)

Jika sebuah benda dilepaskan dalam suatu zat cair

tanpa kecepatan awal, sehingga gerakan ke bawah hanya

6

disebabkan oleh gaya gravitasi saja, maka gaya luar

yang bekerja pada benda dinyatakan sebagai:

FA

Fs

m.g

Gaya luar yang bekerja pada bola tersebut dinyatakan

sebagai :

F = m.g – Fs – FA =

Sehingga : v = 2 r2 g ( ρbola – ρf )

9η

Jika dalam “t” detik bola menempuh jarak d, maka

Tr2 = 9 π d

2g ( ρbola - ρf )

Dalam penerapan hukum Stokes, diperlukan syarat-

syarat :

1. ruang tempat zat cair tidak terbatas

2. tidak terjadi turbelensi pada zat cair

3. kecepatan bola tidak besar

7

Pada percobaan, syarat (1) tidak terpenuhi. Sehingga v

dapat dikoreksi menjadi:

vkor = v ( 1 + k ( r/R ) ) dengan :

vkor = kecepatan hasil koreksi

v = kecepatan hasil percobaan

r = jari-jari bola

R = jari-jari tabung

k = konstanta koreksi

karena v = d/t maka dapat pula dikoreksi t sebagai :

t = to ( 1 + k ( r/R ) ) dengan :

to = waktu jatuh bola sebenarnya

t = waktu jatuh bola hasil percobaan

Sesatan rumus :

Dari rumus : T r2 = 9ηd

2g (ρ – ρo)

η = T r2 2 g (ρ – ρo)

9 d

= T r2 2 g ( ρ – ρo ) d-1

9

maka :

Δη = δη Δr + δη ΔT + δη Δ(ρ – ρo) + δη Δd

8

δr δT δ(ρ – ρo) δd

Δη = 2T (ρ – ρo )r Δr + r2 ( ρ – ρo) ΔT + Tr2 Δ (ρ –

ρo) + Tr2 (ρ – ρo) Δd

d d d

d2

Δη = 2Δr + ΔT + Δ(ρ –ρo) + -Δd

η r T (ρ – ρo) d

IV. Prosedur Percobaan

1. Ukur diameter dan timbang masing-masing bola

sebanyak 3 kali

2. Ukur diameter tabung sebanyak 3 kali

3. Ukur temperatur zat cair dan massa jenisnya

4. Letakkan karet melingkar dengan batas atas

permukaan zat cair an tabung minimal 4 cm.

tentukan jarak jatuh bola (d) dengan mengatur karet

melingkar sesuai yabel pengamatan

5. Ukur waktu jatuh (t) untuk masing-masing bola

pada jarak jatuh tersebut. Ulangi pengukuran

sebanyak 3 kali

9

6. Ubah letak karet melingkar untuk jarak jatuh d

yang lain. Lakukan pengukuran yang sama seperti

langkah 5

7. Ukur temperatur zat cair dan massa jenisnya setelah

percobaan

V. Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan dalam teori dasar, apa yang dimaksud

dengan koefisien pergeseran zat cair. Buktikan dan

jelaskan rumus-rumus yang mendasari percobaan !

2. gambarkan bentuk grafik t r2 terhadap d dengan

grafik t terhadap r / R dengan rumus di atas !

Jawab :

1. fluida yang bergerak memiliki viskositas yang

berbeda, contoh : sirup lebih kental ( lebih visko )

dari air, minyak lebih kental dari minyak mesin, zat

cair pada umumnya lebih kental dari gas.

Viskositas fluida yang berbeda dapat dinyatakan

secara kuantitatif oleh koefisien viskositas (η). Jadi,

koefisien viskositas merupakan konstanta yang

menunjukan keadaan suatu benda yang dapat

10

memberikan gaya yang dikenakan pada benda

tersebut. Rumus yang mendasari:

Fs = - 6 π η r v

Dari : F = m.g – Fs - FA

F = m.g – 6 π η r v – ρf g 4/3 π r3 = 0

6 πηrv = ρbola g 4/3 πr3 – ρf g 4/3 πr3

6 π η v = 4/3 g π r2 ( ρbola – ρf )

η = 2 g r2 ( ρbola – ρf )

9 v

2. a. Bentuk grafik tr2 terhadap d berdasarkan

persamaan :

tr2 = 9 π d

2g ( ρbenda – ρf )

tr2

d

11

b. bentuk grafik t terhadap r / R

t = to ( 1 + k r / R )

t

r/R

t0

DAFTAR PUSTAKA

Petrucci, r.h. 1993. Fisika Dasar Jilid I.

Erlangga : Jakarta

12

Giancoli, C. Douglas. 2001. Fisika I.

Erlangga : Jakarta

Ismanto, Dikdik. 2000. Modul Primagama.

Primagama : Yogyakarta

Lab. Fisika PTBS, UNPAD. Petunjuk

Praktikum Fisika Dasar. Jatinangor

13