Fisika kelompok 4
-
Upload
hutami-mawdy -
Category
Education
-
view
516 -
download
2
Transcript of Fisika kelompok 4
Tegangan Permukaan Zat Cair Dan Viskositas Fluida
KELOMPOK 4♠GITA AYU AULIANI
♠ISMI AHIRANI
♠MAULIDIYAH HUTAMI WIDYADANA
♠NUR AINI
STANDAR KOMPETENSI
• Menerapkan konsep dan prinsipmekanika klasik sistem kontinudalam menyelesaikan masalah
KOMPETENSI DASAR
• Menganalisis hukum – hukum yangberhubungan dengan fluida statik dandinamik serta penerapannya dalamkehidupan sehari – hari.
TEGANGAN PERMUKAAN Tegangan permukaan zat cair, besarnya
gaya yang dialami oleh tiap satuan
panjang pada permukaan zat cair.
y = 2cosgrKeterangan:
= tegangan permukaan (N/m)F = gaya yang menyinggung permukaan zat cair (N)l = panjang (m)d = panjang (m)Y= naik turunnya permukaan fluida (m)= sudut kontak ( ᴼ )r= jari – jari pipa kapiler (m)= massa jenis fluida
= Fd
atau = Fl
Contoh Soal
• Pipa kapiler yang berjari-jari 2 mm dimasukkan tegak lurus ke dalam zat cair yang memiliki tegangan permukaan 3 x 10-2 N/m. Ternyata permukaan zat cair dalam pipa naik 2 mm. Jika sudut kontak zat cair 37ᴼ dan g = 10 m/s2, hitunglah massa jenis zat cair!
(Sumber: LKS hlm. 33 No. 5)
• Dik : r = 2 mm = 0,002 m, d = 0,001 m
= 3 x 10-2 N/m
= 37ᴼ
g = 10 m/s2
• Dit : =..........?
• Jwb : y = 2..cos
.g.r
= 2.3 x 10-2 N/m.cos 37ᴼ
.10 m/s2.0,002 m
=
Alat sederhana untuk memperlihatkan adanya tegangan permukaan dilukis-kan pada gambar di samping.
Besarnya tegangan permukaan lapisan gelembung sabun yang terbentuk oleh gaya pada kawat adalah sebesar:
= F2l
Nilai Tegangan Permukaan Beberapa Zat () pada BerbagaiSuhu
Viskositas dan Hukum Stokes
1. Viskositas• Viskositas (kekentalan), gesekan
pada fluida.
• Fluida, baik zat cair maupun gasmempunyai viskositas.
• Jenis alat pengukur viskositaszat cair yang disebutviskosimeter.
• Zat cair lebih kental dibanding gas, sehingga gerak benda di dalam zat cair akanmendapatkan gesekan yang lebih besardibanding di dalam gas.
2. Hukum Stokes
• Gaya gesek terhadap bolayang bergerak di dalam fluidadiam disebut dengan gayaStokes.
• Gaya gesek Stokes dirumuskan dengan:
Fs = 6 rvKeterangan:Fs = gaya gesekan Stokes (N) = koefisien viskositas fluida (Pa s)r = jari-jari bola (m)v = kecepatan relatif bola terhadap fluida (m/s)
Contoh soal
• Sebuah tetesan air hujan yang memilikidiameter 0,8 mm melaju diudara dengankecepatan 14 m/s. jika koefisien viskositasudara adalah 1,8 x 10-5 kg/ms, maka besargaya gesek yang dikerjakan udara padatetesan air hujan tersebut adalah…
( Sumber: LKS hlm. 60 No. 19)
Dik = d: 0,8 mm = 0,0008 m r: 0,0004 m= 4 x 10-4 m
V: 14 m/s
: 1,8 x 10-5 kg/ms
Dit = F = ..........?
Jwb =
Fs = 6 rv
= 6 . 3,14 . 1,8 x 10-5 kg/ms . 4 x 10-4 m . 14 m/s
= 1899,072 x 10-9
= 1900 x 10-9
= 1,9 x 10-6 N
Jika sebuah bola jatuh ke
dalam fluida yang kental,
selama bola bergerak di
dalam fluida pada bola
bekerja gaya – gaya
berikut.
• Gaya berat bola (w) berarah vertikal ke bawah.
• Gaya Archimedes (FA) berarah vertikal ke
atas.
• Gaya Stokes (FS) berarah vertikal ke atas.
Koefisien viskositas fluida dihitung dengan
persamaan:
)'(9
2 2
v
gr
Keterangan: = koefisien viskositas (Ns/m2)r = jari-jari bola (m)v = kecepatan maksimum bola (m/s) = massa jenis bola (kg/m3)’ = massa jenis fluida (kg/m3)
Contoh Soal
Sebuah bola yang massa jenisnya 6,26 g/cm3 danberdiameter 2 cm jatuh ke dalam gliserin yangmassa jenisnya 5,10 g/cm3 dan koefisienvisikotasnya 1,4 Pa s. Jika g = 10 m/s2, makatentukan kecepatan terminal bola tersebut!
(Sumber: Buku Cetak Fisika hlm. 215 No. 5)
Dik : b = 6,26 g/cm3 = 6260 kg/m3
f = 5,10 g/cm3 = 5100 kg/m3
= 1,4 Pa s
d = 2 cm = 0,02 m R = 0,01 m
g = 10 m/s2
Dit : VT = ..........?
Jawab : VT = 2 R2g ( b - f )9
= 2 (0,01 m) 2 . 10 m/s2 ( 6260 kg/m3 - 5100 kg/m3 )9 1,4 Pa s
= 2 0,001 ( 1160 kg/m3 ) 9 1,4 Pa s
= 0,002 ( 1160 kg/m3 )12,6
= 2,3212,6
= 0,184 m/s
Contoh soal
• Sebuah bola dengan jari – jari 1 mm danmassa jenisnya 2500 kg/m3 jatuh ke dalam air.Jika koefisien viskositas air 1x10-3 Ns/m2 dan g= 10 m/s2, tentukan kecepatan terminal bola!
( Sumber: LKS hlm. 33 No. 4)
Dik : R = 1 mm = 0,001 m b = 2500 kg/m3
f =1000 kg/m3
= 1 X 10-3 Ns/m3
g = 10 m/s2
Dit : VT = ......... ?Jawab : VT = 2 R2g ( b - f )
9
= 2 (0,001 m) 2 . 10 m/s2 (2500 kg/m3 - 1000 kg/m3 )9 1 X 10-3 Ns/m3
= 2 0,001 m. 0,001 m . 10 m/s2 ( 1500 kg/m3 ) 9 1 X 10-3 Ns/m3
= 0,02 ( 1500 kg/m3 )9
= 309
= 3,33 m/s
KESIMPULAN
• Jika pada suatu permuakaan sepanjang lbekerja gaya sebesar F yang arahnya tegaklurus pada l dan y menyatakan teganganpermukaan, maka persamaannya adalah
= Fl
• Jika panjang kawat kedua l dan larutan sabunmenyentuhnya memiliki 2 permukaan, makategangan permukaan bekerja sepanjang 2l
= F2l
• Persamaan yang dikenal sebagai hukum stokes
• Untuk benda berbentuk bola, makapersamaanya menjadi :
Fs = 6 rv
)'(9
2 2
v
gr
Terimakasih