Viskositas
Viskositas
Viskositas
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
I. Alat-alat percobaan dan fungsinya
4. Bola-bola kecil : sebagai alat percobaan untuk
membuktikan hukum Stokes
5. Tabung berisi zat cair (gliseril) : sebagai
wadah zat cair yang akan diukur koefisien
pergeserannya
6. Sendok penyaring : untuk mengambil bola
dalam air
5
7. Mikrometer sekrup : mengukur diameter bola
8. Jangka sorong : mengukur diameter bola
9. Areometer : mengukur massa jenis zat cair
10. Stopwatch : untuk menghitung waktu
jatuhnya bola
11. Penggaris : mengukur jarak jatuh bola
II. 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)
9d
= 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
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 )
9v
11
b. bentuk grafik t terhadap r / R
t = to ( 1 + k r / R )
t
r/R
t0
DAFTAR PUSTAKA
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