LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

(Viskositas Zat Cair)

(PERCOBAAN-FP1)

Nama : Dessang Pangestu

NIM : 215070501111009

Fak/Jurusan : FK/Farmasi

Kelompok :3

Tgl.Praktikum : 28 Oktober 2021

Nama Asisten : Pebryanti Dwi Marizky

LABORATORIUM FISIKA DASAR

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

2021
 LEMBAR PENILAIAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

(Viskositas Zat Cair)

Nama : Dessang Pangestu

NIM : 215070501111009

Fak/Jurusan : FK/Farmasi

Kelompok :3

Tgl. Praktikum : 28 Oktober 2021

Nama Asisten : Pebryanti Dwi Marizky

Catatan :

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

Paraf Paraf Nilai

 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah dapat dipahaminya hukum Stokes. Selain itu,
tujuan dari percobaan ini juga dapat ditentukannya koefisien kekentalan (viskositas)
zat cair menggunakan hukum Stokes.

1.2 Dasar Teori

Pada umumnya, semua fluida maupun gas memiliki kekentalan. Besaran yang
mengukur kekentalan suatu fluida disebut dengan viskositas. (Abdullah, 2016).
Viskositas pada fluida disebabkan oleh gaya kohesi listrik antara molekul.
Sedangkan, viskositas pada gas disebabkan oleh tabrakan antara molekul. (Giancoli,
2014).

Gambar 1.1 Penentuan Viskositas (Giancoli, 2014).

Gaya perekat antara molekul-molekul fluida dan pelat menahan fluida yang
bersentuhan langsung dengan masing-masing pelat untuk pergi ke permukaan. Jadi,
permukaan atas fluida bergerak dengan kecepatan v yang sama dengan pelat atas,
sedangkan fluida yang bersentuhan dengan pelat stasioner tidak memiliki pergerakan
atau disebut dengan diam. Lapisan stasioner fluida menghambat aliran pada lapisan
lain, dan seterusnya. Sehingga, kecepatan berubah terus menurus dari 0 ke v. Gradien
kecepatan merupakan suatu perbandingan antara peningkatan kecepatan dengan jarak.
Dalam melakukan proses pemindahan pelat atas dibutuhkan sebuah gaya, dengan
menggerakkan pelat datar di atas genangan sirup di atas meja. Pada fluida yang
diberikan, ditemukan bahwa gaya yang diperlukan (F) sebanding dengan luas fluida
yang bersentuhan dengan masing-masing pelat (A) dan dengan kecepatan (v), dan
berbanding terbalik dengan pemisahan pelat (l). (Giancoli 2014).
 v
F=η A
l
(Abdullah, 2016)
dengan:
F = gaya yang diperlukan

η = koefisien viskositas fluida

A = luas penampang pelat

l = jarak pisah dua pelat

Viskositas memiliki satuan N s/m2 dan jika dinyatakan dalam satuan CGS,
maka akan menjadi dyne s/cm2. Satuan tersebut dapat disebut dengan poise (P), dan
koefisian viskositas dinyatakan dalam cP (centipoises = 0,001 P). (Abdullah, 2016).

Dalam menentukan koefisian viskositas fluida, bisa juga dengan menggunakan hukum
Stokes. Gaya gesek pada benda yang bergerak dalam fluida memiliki arah yang
berlawanan dengan arah gerak benda. Ada beberapa faktor yang menjadi penentu
besar gaya gesekan, yaitu kecepatan relatif benda terhadap fluida dan bentuk benda.
Besar gaya gesek yang memenuhi hukum Stokes pada benda yang berbentuk bola,
yaitu: (Abdullah, 2016).

F=6 πηrv

(Abdullah, 2016)

dengan:

F = gaya gesekan pada benda oleh fluida

r = jari-jari bola

v = laju bola relatif terhadap fluida

Kecepatan terminal merupakan suatu keadaan ketika benda dijatuhkan dalam fluida
dengan kecepatan yang semakin besar, kemudian benda tersebut tidak mengalami
perubahan kecepatan benda. Benda yang terjatuh juga memiliki beberapa gaya, yaitu
gaya berat ke bawah, gaya angkat Archimedes ke atas, dan gaya Stokes yang melawan
arah gerak. Gaya-gaya tersebut akan mencapai keseimbangan, apabila benda yang
jatuh mencapai kecepatan terminal. Gaya berat benda dapat dihitung menggunakan
rumus: (Abdullah, 2016).
 W =mg=ρb Vg= ρb ( 43π r ) g
3

(Abdullah, 2016)

Besar gaya angkat Archimedes, dapat dihitung dengan rumus: (Abdullah, 2016).

F A= ρf Vg=ρ f ( 43π r ) g
3

(Abdullah, 2016)

Besar gaya Stokes, dapat dihitung dengan rumus: (Abdullah, 2016)

F s=6 πηrv

Jika benda yang telah dijatuhkan telah mencapai kecepatan terminal, maka ketiga
persamaan gaya tersebut akan menjadi: (Abdullah, 2016).

9 ηv
ρb −ρf =
2 r2

(Abdullah, 2016)

Sehingga, koefisien viskositas fluida dapat dihitung menggunakan dua cara, yaitu
dengan mengukur kecepatan terminal bola yang dijatuhkan dan menggunakan hukum
Poiseuille dengan mengalirkan bola pada pipa. Jika lokasi bola ketika dijatuhkan
sudah semakin jauh dari lokasi awal, maka kecepatan terminal akan dicapai.
(Abdullah, 2016).
 BAB II

METODOLOGI

2.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini di antaranya yaitu mistar,
stopwatch, jangka sorong, mikrometer sekrup, dan beberapa bola yang memiliki
perbedaan ukuran. Selain itu, alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu
neraca ohauss dan beberapa tabung reaksi yang berisi sabun cuci sunlight, oli, serta
gliserin.

2.2 Tata Laksana Percobaan

Diameter tabung diukur menggunakan jangka sorong dan dilakukan beberapa kali
pada posisi yang berbeda

Massa bola diukur menggunakan neraca ohauss dan diameter bola diukur
menggunakan mikrometer sekrup

Jarak tempuh bola ditentukan menggunakan mistar dengan ukuran 10 cm, 20 cm,
dan 30 cm

Bola dimasukkan ke dalam cairan dan waktu untuk mencapai jarak tempuh
dihitung menggunakan stopwatch

Waktu yang telah dihitung, dicatat sebagai data hasil percobaan

Percobaan dilakukan pada cairan yang lain dengan menggunakan langkah yang
sama
 BAB III

ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1 Data Hasil Percobaan

3.1.1 Diameter dan Massa Bola

Bola 1 Bola 2
No
d (cm) m (gr) d (cm) m (gr)
1. 2,15 16,02 4,2 18,6
2. 2,22 16,06 4,1 18,6
3. 2,13 16,07 4,2 18,4

3.1.2 Diameter Tabung (D)

No Tabung A (cm) Tabung B (cm) Tabung C (cm)

1. 6,19 6,19 6,19
2. 6,13 6,15 6,185
D 6,16 6,17 6,19
R 3,08 3,085 3,095

3.1.3 Percobaan
3.1.3.1 Bola Besar

( )
kg S Waktu Tempuh (s)
Tabung Zat Cair D (m) R (m) ρ0 v (m/s)
m3 (m) t1 t2 t3 t
Sabun 0,1 1,22 1,31 1,35 1,29 0,08
A Cuci 0,0616 0,0308 890 0,2 2,09 2,10 2,23 2,14 0,09 0,08
(Sunlight) 0,3 3,80 4,85 4,72 4,46 0,07
0,1 1,55 1,21 1,27 1,34 0,07
B Oli 0,0617 0,03085 930 0,2 3,46 3,21 3,11 3,26 0,06 0,06
0,3 5,93 5,41 5,08 5,47 0.05
0,1 0,37 0,28 0,34 0,33 0,30
C Gliserin 0,0619 0,03095 1260 0,2 0,47 0,33 0,51 0,44 0,46 0,34
0,3 1,24 1,12 1,17 1,18 0,25
 3.1.3.2 Bola Kecil

( )
kg Waktu Tempuh (s)
Tabung Zat Cair D (m) ρ0 3 S (m) v (m/s)
m t1 t2 t3 t
Sabun 0,1 0,22 0,12 0,22 0,19 0,54
A Cuci 0,0616 890 0,2 0,37 0,44 0,49 0,43 0,46 0,50
(Sunlight) 0,3 0,52 0,61 0,72 0,62 0,49
0,1 0,62 1,26 1,58 1,15 0,09
B Oli 0,0617 930 0,2 1,64 2,34 2,48 2,15 0,09 0,09
0,3 2,95 2,36 3,52 2,94 0,10
0,1 0,81 0,91 0,88 0,87 0,11
C Gliserin 0,0619 1260 0,2 0,99 0,92 1,01 0,97 0,21 0,18
0,3 1,23 1,45 1,50 1,39 0,22

3.2 Perhitungan
3.2.1 Bola Besar

2 2
|d −d| |m−m| 2
No d (m) m (kg) V (m3) |V −V | (m2)
(m2) (kg2)
1 0,042 1,11E-07 0,0186 4,44E-09 0,00003808 8,13919E-13
2 0,041 4,44E-07 0,0186 4,44E-09 3,61015E-05 3,25568E-12
3 0,042 1,11E-07 0,0184 1,778E-08 0,00003808 8,13919E-13

d=
∑ d = 0,042+0,041+0,042 = 0,125 =0,041667
n 3 3

√ ∑|d−d| =
√
2
( 1,11E-07 ) + ( 4,44E-07 ) +(1,11E-07)
δd = =0,000577
n−1 3−1
δd
Kr d= × 100 %=1,385641 %
d

m=
∑ m = 0,0186+0,0186+0,0184 =0,01853
n 3

√ ∑|m−m| =
√
2
( 4,44E-09 )+ ( 4,44E-09 ) +(1,778E-08)
δm= =0,000115
n−1 3−1
δm
Kr m= ×100 %=0,62304 %
m
 ()
3 2
= × ×
3 7 ( )
4 d 3 4 22 0,042 3
V 1= π
2
=0,000038808

V = π ( ) = × ×(
2 )
3 3
4 d 4 22 0,041
2 =3,61015E-05
3 2 3 7

V = π ( ) = × ×(
2 )
3 3
4 d 4 22 0,042
3 =0,000038808
3 2 3 7

V=
∑ V = 0,000038808 + ( 3,61015E-05 ) +0,000038808 =3,79058E-05
n 3
m 0,01853
ρbola = = =488,9
V 3,79058E-05
2 g r 2 ( ρbola −ρ 0 )
ηA= =−4,25602
r
9 v (1+0,24 )
R
2
2 g r ( ρbola −ρ0 )
η B= =−5,59153
r
9 v (1+0,24 )
R
2
2 g r ( ρbola− ρ 0 )
ηC = =−1,91878
r
9 v (1+ 0,24 )
R

3.2.2 Bola Kecil

2 2
|d −d| |m−m| 2
No d (m) m (kg) V (m3) |V −V | (m2)
(m )
2
(kg )
2

1 0,0215 0,0041 0,01602 9E-10 5,206E-06 2,8417E-06

2 0,0222 0,0040 0,01606 1E-10 5,731E-06 2,8399E-06
3 0,0213 0,0162 0,01607 4E-10 0,00506 1,1363E-06

d=
∑ d = 0,042+0,041+0,042 = 0,125 =0,85567
n 3 3

√ ∑|d−d| =
√
2
0,0041+0,0040+0,0162
δd = =0,110631
n−1 3−1
δd
Kr d= × 100 %=128,9767 %
d

m=
∑ m = 0,01602+ 0,01606+0,01607 = 0,04815 =0,01605
n 3 3

√ ∑|m−m| =
√
2
( 9E-10 )+ (1E-10 )+( 4E-10)
δm= =2,646E-05
n−1 3−1
 δm
Kr m= ×100 %=0,164844
m

()
3 2
= × ×
3 7 ( )
4 d 3 4 22 0,0215 3
V 1= π
2
=5,206E-06

V = π ( ) = × ×(
2 )
3 3
4 d 4 22 0,0222
2 =5,731E-06
3 2 3 7

V = π ( ) = × ×(
2 )
3 3
4 d 4 22 0,0213
3 =0,00506
3 2 3 7

V=
∑ V = ( 5,206E-06 ) + ( 5,731E-06 ) +0,00506 =0,00169
n 3
m 0,01605
ρbola = = =9,49176
V 0,00169
2
2 g r ( ρbola −ρ0 )
ηA= =−0,42186
r
9 v (1+0,24 )
R
2 g r 2 ( ρbola −ρ0 )
η B= =−2,47239
r
9 v (1+0,24 )
R
2 g r 2 ( ρbola− ρ0 )
ηC = =−96,58801
r
9 v (1+ 0,24 )
R

3.3 Grafik
3.3.1 Bola Besar

Bola Besar
0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4

-1

-2

-3

-4

-5

-6

Bola Besar
Tabung
v η
 A 0,08 -4,25602
B 0,06 -5,59153
C 0,34 -1,91878

3.3.2 Bola Kecil

Bola Kecil
0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55

-20

-40

-60

-80

-100

-120

Bola Besar
Tabung
v η
A 0,50 -0,42186
B 0,09 -2,47239
C 0,18 -96,58801

3.4 Pembahasan
3.4.1 Analisa Prosedur
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini di antaranya
yaitu mistar, stopwatch, jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca
ohaussm tabung reaksi yang berisi cairan yang berbeda, serta beberapa
bola dengan ukuran yang berbeda. Jangka sorong digunakan untuk
mengukur diameter tabung reaksi. Mikrometer sekrup digunakan untuk
mengukur diameter bola. Neraca ohauss digunakan untuk menimbang
massa dari bola. Mistar digunakan untuk mengukur jarak tempuh bola.
Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu tempuh bola.
Dari alat dan bahan yang digunakan pada percobaan, diameter
tabung diukur menggunakan jangka sorong. Pengukuran dilakukan
beberapa kali dan pada posisi yang berbeda untuk mendapatkan data yang
 beragam. Kemudian, massa bola ditimbang menggunakan neraca ohauss
dan diameter bola diukur menggunakan mikrometer sekrup. Pengukuran
diameter bola dilakukan beberapa kalo dan pada posisi yang berbeda untuk
mendapatkan data yang beragam. Kemudian, jarak tempuh bola dihitung
dengan ukuran 10 cm, 20 cm, dan 30 cm menggunakan mistar. Waktu
yang dibutuhkan oleh bola untuk melalui jarak tempuh juga dihitung
menggunakan stopwatch. Perlakuan tersebut kemudian diulang dengan
menggunakan cairan yang lain yang terdapat pada tabung reaksi.
3.4.2 Analisa Hasil
Dalam percobaan ini, data yang diperoleh memiliki angka yang
sulit. Sehingga, dalam melakukan perhitungan juga cukup sulit dilakukan.
Namun, dalam data yang didapatkan memiliki hubungan antara satu sama
lain. Dalam data yang diperoleh, koefisien kekentalan zat cair memiliki
nilai negatif. Namun, jika dibandingkan dengan teori, nilai koefisien
kekentalan zat cair merupakan positif. Sehingga, dalam data tersebut
terjadi error, Ada beberapa hal yang menjadi faktor error, salah satunya
yaitu pada kalor jenis yang dimiliki oleh cairan.
Pada grafik yang telah dibuat, terlihat bahwa sumbu-x mewakili
nilai kecepatan rata-rata dalam tabung, dan sumbu-y mewakili koefisien
kekentalan zat cair. Dalam grafik juga terlihat, bahwa grafik tersebut
memiliki arah ke atas, atau yang bisa disebut dengan naik. Namun, pada
grafik bola besar dan grafik bola kecil memiliki perbedaan. Perbedaan
tersebut dapat dilihat pada kemiringan grafik tersebut. Grafik bola besar
memiliki kemiringan yang lebih besar daripada grafik bola kecil, sehingga
menunjukkan bahwa grafik bola besar memiliki tingkat kenaikan yang
drastis daripada grafik bola kecil.
Hukum Stokes merupakan hukum yang dapat digunakan untuk
menentukan koefisien kekentalan zat cair. Terdapat dua prinsip yang dapat
digunakan dalam menentukan kekentalan zat cair. Prinsip pertama, yaitu
dengan menggunakan hubungan antara jarak (S) dan juga waktu tempuh,
sehingga koefisien kekentalan zat cair dapat ditentukan. Prinsip yang
kedua yaitu dengan menggunakan faktor koreksi. Untuk prinsip yang
kedua ini digunakan apabila bola yang digunakan memiliki jari-jari yang
berbeda. Sedangkan, pada prinsip yang pertama hanya menggunakan satu
jenis bola, sehingga nilai jari-jari bola menjadi konstan.
 Aplikasi dari viskositas zat cair dapat dilihat dalam sebuah
penelitian, salah satunya yaitu viskositas skin cream menggunakan gelatin
tulang tuna sebagai pengemulsi dan humektan. Viskositas dalam penelitian
tersebut diuji untuk melihat kekentalan dan laju aliran partikel dalam
produk herbal. Prinsip uji viskositas yang dilakukan yaitu dengan
menggunakan viscometer brookfield. Dalam penggunaannya, spindel
terlebih dahulu dipanaskan pada suhu 75°C, dan kemudian dipasang pada
alat uji viskositas. Posisi spindel dalam larutan panas diatur hingga tepat,
kemudian viskometer dihidupkan dan suhu larutan diukur. Ketika suhu
larutan mencapai 75°C, dapat diketahui nilai viskositas dengan pembacaan
viskometer. Skala pembacaan viskometer memiliki rentang dalam skala 1
hingga 100. Pembacaan dilakukan setelah satu menit putaran penuh
sebanyak dua kali menggunakan spindel. (Yusuf dan Naiu, 2018).
Gambar 3.1. Mindmap Viskositas Zat Cair
 BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini, praktikan dapat memahami hukum
Stokes. Selain itu, praktikan juga dapat menentukan koefisien kekentalan zat cair
atau viskositas zat cair menggunakan hukum Stokes.

4.2 Saran
Agar praktikum dapat berjalan dengan lancar, praktikan harus
memanfaatkan waktu dengan sebaik-baiknya, agar semua perhitungan dalam
pembahasan bisa selesai dengan baik. Selain itu, praktikan juga harus teliti dalam
melakukan praktikum agar tidak terjadi suatu kesalahan seperti salah memasukkan
nilai atau data, karena data yang diambil dalam percobaan ini memiliki ragam
yang sangat banyak.
 DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M. 2016. Fisika Dasar I. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Giancoli, D. C. 2014. Physics: Principles with Application. 7th Edition. United States of

America: Pearson Education.

Yusuf, N., dan Naiu, A. S. 2018. ‘Nilai Sensoris dan Viskositas Skin Cream Menggunakan

Gelatin Tulang Tuna sebagai Pengemulsi dan Humektan’, JPHPI, vol. 21, no. 2, p.
199-

207.
 LAMPIRAN

(Giancoli, 2014).

(Abdullah, 2016).
(Abdullah, 2016).

(Abdullah, 2016).
(Abdullah, 2016).

(Abdullah, 2016).
(Abdullah, 2016).

(Yusuf dan Naiu, 2018).

(Yusuf dan Naiu, 2018).

(Yusuf dan Naiu, 2018).

Tugas Pendahuluan

1. Apakah pengertian kekentalan fluida serta apakah kegunaan konsep tersebut dalam
kehidupan sehari-hari?
Kekentalan fluida merupakan suatu sifat pada fluida yang memiliki daya tahan
terhadap gaya geser dan dipengaruhi oleh molekul-molekul pada suatu fluida tersebut.
 Kegunaan konsep fluida dalam kehidupan sehari-hari yaitu ketika minum obat
dicampur dengan madu agar anak tidak terlalu merasakan pahit.
2. Dengan mengacu pada persamaan (1), tentukan dimensi η serta satuannya dalam
sistem MKS dan CGS. Ungkapkan dalam satuan dasar!
Dalam sistem MKS, satuan koefisien viskositas fluida adalah N s/m 2.
Sedangkan dalam sistem CGS, satuan koefisien viskositas fluida adalah dyne s/cm2.
Dimensi η:

η→
Ns
→
( kg
s )
m
s
→
kg
2
→ [ M ][ L ]
−1 −1
[T ]
2 2
m m ms
3. Turunkan persamaan (6) serta berikan batasan berlakunya!
2 r 2 g ( ρ−ρ0 ) 2 r 2 > ( ρ−ρ0 )
S= ⇒ S=
9η r
9 η(1+0,24 )
R
Batasan berlakunya persamaan tersebut pada percobaan ini yaitu 10 cm, 20 cm, dan 30
cm.
4. Skala kekentalan minyak pelumas dinyatakan dalam nomor SAE, dimana nilai SAE
sebanding dengan kekentalannya. Jika ada dua minyak pelumas, misalnya SAE 10 dan
SAE 40, bagaimana Saudara dapat membedakan satu dari yang lain?
Dalam membedakan kedua minyak pelumas tersebut, diperlukan sebuah alat
yang bernama viskometer. Alat tersebut yang akan membantu dalam membedakan
viskositas suatu cairan, sehingga akan diketahuilah yang mana minyak pelumas
dengan viskositas 10 dan minyak pelumas dengan viskositas 40.
Jawaban Post-test
Lembar DHP
Perhitungan dalam Excel