VISKOSITAS ZAT CAIRCARA STOKES

Disusun Oleh:

1. M. Haris Yahya (13)2. Putri Aulia (18)3. Raden Roro Aisyah (20)

Kelas : 11-3 Pembimbing : Ibu Sri Rohayati

Pembahasan MateriPengertian ViskositasFaktor yang mempengaruhi ViskositasHukum StokesPrinsip PenetepanPenjelasan bagian-bagian alat yang digunakanKecepatan TerminalCara perhitungan dan contoh soalPenerapan aplikasi dari Viskositas

Pengertian

Viskositas

Viskositas atau kekentalan merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida.

Molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek menggesek ketika fluida tersebut mengalir.

Pada zat cair Viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis) sedangkan dalam zat gas viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.

Faktor-faktor yang mempengaruhi Viskositas

1. Fluida yang digunakan2. Luas penampang3. Objek yang digunakan4. Temperatur sedikit banyak ikut mempengaruhi kekentalan dari fluida

Nilai viskositas setiap fluida berbeda menurut jenis material tempat fluida tersebut mengalir. Tingkat kekentalan suatu fluida juga dipengaruhi oleh suhu, semakin tinggi suhu zat cair, semakin kental zat cair tersebut.

Perbedaan fluida

yang memiliki viskositas

yang tinggi dan

rendah

Contoh Nilai Viskositas• Berikut adalah nilai viskositas beberapa fluida tertentu berdasarkan

eksperimen:Satuan dasar yang digunakan adalah poise( 1 poise = 100 sentipoise ).

KOEFISIEN VISKOSITAS

• Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa.s). Benda yang bergerak dalam fluida kental mengalami gaya gesek yang besarnya dinyatakan dengan persamaan:

F = ηA(v/ℓ)Dimana:

η = Koefisien Viskositas (Ns/m2) = Pa.SF = Gaya ℓ = JarakA = Luas PermukaanV = Laju

Hukum Stokes

Berbunyi: ”bila sebuah bola bergerak dalam suatu fluida yang diam maka terhadap bola itu akan bekerja gaya gesek dalam bentuk gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah gerak bola tersebut.”

Syarat-syarat berlakunya hukum Stokes :1. Ruang tempat fluida terbatas.2. Tidak ada turbulensi di dalam fluida.3. Kecepatan (V) tidak besar sehingga aliran

masih linier.

Jika sebuah benda berbentuk bola (kelereng) jatuh bebas dalam suatu fluida kental, kecepatannya akan bertambah karena pengaruh gravitasi Bumi hingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap. Kecepatan terbesar yang tetap tersebut dinamakan kecepatan terminal. Pada saat kecepatan terminal tercapai, berlaku keadaan ΣF = 0

Ff = 6πrη persamaan hukum Stokes

Persamaan Hukum Stokes

Hukum Stokes

Dimana:Ff = gaya gesek (N),FA = gaya ke atas (N),W= berat benda terhadap gravitasi bumi(N)

Prinsip Penetapan• Kekentalan adalah gaya gesek yang dialami benda saat

bergerak dalam fluida. Kekentalan dapat juga ditentukan berdasarkan hukum stokes. Hukum ini berdasarkan jatuhnya benda melalui medium zat cair. Benda bulat dengan radius (r) dan rapatan (d) jatuh karna ada gaya gravitasi melawan fluida.

• Benda yang jatuh memiliki kecepatan yang makin lama makin besar. Tetapi dalam medium ada gaya gesek yang makin besar bila kecepatan benda jatuh makin besar. Pada saat kesetimbangan besarnya kecepatan benda jatuh tetap.

Menurut George G. Stokes untuk benda bulat, besarnya gaya gesek pada kesetimbangan sama dengan gaya bola yang jatuh. Lalu hukum stokes merupakan dasar viskometer bola jatuh

Alat dan bahan yang digunakan:• ·   Gelas ukur 1000 ml                 : sebagai wadah gliserin,

minyak goreng dan madu• ·         Jangka Sorong                        : untuk mengukur diameter

luar dan dalam dari gelas ukur• ·         Mikrometer Sekrup                 : untuk mengukur diameter

bola besi• ·         Bola besi                                  : sebagai parameter

viscositas• ·         Meteran atau penggaris          : untuk mengukur ketinggian

gelas ukur pada jarak 20 cm dan 30 cm

• ·         Magnet                                    : untuk mengambil bola besi dari gelas ukur

• ·         Nampan                                  : sebagai wadah alat dan bahan

• ·         Timbangan digital matler         : untuk mengukur berat bola besi dengan kelelitian 10-4

• ·         Stopwatch                               : untuk mengukur waktu pengamatan.

• ·         Karet gelang                            : untuk menandai jarak 20 dan 30 cm pada gelas ukur

• ·         Tali                                         : untuk mengikat magnet

Bahan Dan Fungsi

• Bahan dan FungsiBahan-bahan yang digunakan dalam praktikum Fisika

Dasar tentang Viscositas Zat Cair adalah :

• Madu : sebagai bahan yang diuji viscositasnya

• Minyak goreng : sebagai bahan yang diuji viscositasnya

• Gliserin : sebagai bahan yang diuji viscositasnya

• Tissue : untuk membersihkan alat

Hubungan Kecepatan Terminal dan Viskositas cara Stokes

Misal sobatt punya sebuah kelereng yang sobat jatuhkan ke dalam seember air (posisi awal jatuh sudah di dalam air). Kelereng tersebut di dalam fluida akan semakin membesar sampai mencapai kecepatan maksimal yang nilainya tetap. Nah kecepatan inilah yang disebut dengan kecepatan terminal.

Dalam peristiwa benda dijatuhkan dalam fluida terlibat beberapa gaya diantaranya gaya gesek fluida (hukum stokes), gaya berat, dan gaya tekan ke atas dengan rumus masing-masing gaya:1. Gaya Berat : W = m.g (arah ke

bawah)2. Gaya tekan ke atas oleh air : Fa =

ρ.g.h3. Gaya hambatan oleh fluida (hukum

stokes) : Fs = 6π η rv

W – Fs – Fa = 0

Kecepatan terminal dirumuskan:

Vt = [2/9] . [r2.g/η] (ρb – ρf)

Dengan:Vt = Kecepatan terminal (m/s)r = jari-jari bola (m)g = gravitasi (m s-2)η = koefisien viskositas (kg m-1 s-1)ρb = massa jenis benda  (kg m-3)ρf = massa jenis fluida (kg m-3)

Perhitungan dan contoh soal

1. Kecepatan maksimum dari tetes air hujan yang berjari-jari 0,3 mm yang jatuh di udara (ρ udara = 1,29 kg m-3) dengan koefisien viskositas = 1,8 x 10-5 kg/ms dan g = 9,8 m/s2 adalah?

Diketahui

r = 0,3 mm 3 x 10-4 mρf = ρudara = 1,29 kg m-3

ρb = ρair = 1000 kg/m3

ρf = 1,8 x 10-5 kg/msditanya kecepatan terminal (Vt) = …?jawab :Vt = [2/9]. [(3 x 10-4)2/1,8 x 10-5] (1.000 – 1,29) = 10,87 m/s

2. Sebuah kelereng memiliki massa jenis 0,9 g/cm3 yang jari-jarinya 1,5 cm dijatuhkan bebas dalam sebuah tabung yang berisi oli yang mempunyai massa jenis 0,8 g/cm3 dan koefisien viskositas 0,03 Pa s. Tentukan kecepatan terminal kelereng tersebut?Penyelesaian:Diketahui :Ρ kelereng = 0,9 g/cm3 = 900 kg/m3r = 1,5 cm = 1,5 x10-2 mρ oli = 0,8 g/cm3 = 800 kg/m3η = 0,03 Pa s.g = 10 m/s2Ditanya : tentukan kecepatan terminal (v) bola tersebut?

Aplikasi viskositas cara stoke dalam kehidupan

• Apa perbedaan jika sobat berjalan di trotoar dengan di kolam renang? Salah satu perbedaan antara jalan di dua tempat tersebut adalah ketika sobat berjalan di dalam kolam renang rasanya akan lebih berat. Apa sebabnya? Karena ada gesekan antara kaki dan badan kita dengan fluida statis (air dalam kolam renang). Dari gesekan tersebut timbul gaya gesek atau gaya hambat. Nah inilah sobat yang diteliti lebih lanjut oleh ahli fisika asal inggris bernama Sir George Stokes satu setengah abad yang lampau (1845 M).

• Fisikawan yang juga ahli matematika ini meneliti Bagaimana pengaruh fluida kental tergadap benda yang bergerak di dalamnya? Ia menemukan bahwa apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan tertentu dalam fluida kental, maka gerakan benda akan dihambat oleh gaya gesek antara permukaan benda dengan fluida.

Just that we can explainedThanks for your appreciate

and attention

Wassalamualaikum