FISIKA VISKOSITAS

Viskositas zat cair [M-6]

Akhmad Sjahrir ( 113184204)Nursanti H. R (113184214)

S1 PENDIDIKAN FISIKA NON REGULER 2011FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

ABSTRAKViskositas Zat Cair

Pada percobaan “Viskositas Zat Cair” ini, bertujuan untuk menentukan koefisien viskositas zat cair dengan menggunakan Hukum Stokes. Dengan metode mengukur massa bola, diameter bola , massa jenis zat cair dan panjang kolom zat cair dan panjang kolom zat cair dalam tabung. Kemudian menentukan jarak yang ditempuh bola, diukur jarak tersebut dan diletakkan holding magnet. Selanjutnya bola di jatuhkan ke dalam zat, pada saat menyentuh permukaan zat cair waktu di jalankan dan dihentikan pada saat bola tepat berada jarak tersebut. Dari percobaan didapatkan nilai koefisien viskositas zat cair yang berbeda pada setiap bola, dikarenakan beberapa faktor. Seperti ketidakjelasan penglihatan bola karena zat caur tidak jernih, adanya gaya tarik dari holding magnet yang mempercepat bola, dan kurang tepatnya penghentian waktu. Kesimpulannya adalah koefisien viskositas zat cair berbanding lurus dengan gaya penghalang. Semakin besar gaya penghalang, maka nilai koefisien viskositas semakin besar. Nilai koefisien viskositas zat cair yang kami peroeh Untuk η=(0,,065±0,0036) dyne.s/cm2 Kata kunci:gaya gesek zat cair,Hukum Stokes

BAB I PENDAHULUAN

Dalam kehidupan ini, kita mengenal tekanan. Tekanan merupakaan suatu peeristiwa pada suatu zat yang mendapatkan gaya tekan dari zat lain atau zat yang sama. Contohnnya seseorang berdiri di atas lantai, maka lantai tersesbut mendapatkan tekanan dari berat badan seseorang tersebut. Tekanan pada zat cair disebut tekanan hidrostatis, tekanan hidrostatis adalah terjadinya tekanan pada zat cair yang disebabkan oleh beratnya sendiri

Peristiwa yang berkaitan engan tekanan hidrostatis seperti, jatuhnya benda padat ke dalam zat cair. Benda yang jatuh ke dalam zat cair memiliki waktu yang berbeda pada saat mencapai kedalaman cairan tersebut, tergantung massa jenis benda dan keentalan pada cairan. Taraf kekentalan pada zat cair disebut viskositas. Semakin besar nilai koefisien viskositas, maka semakin besar gaya penghalang pada benda .Sehingga benda akan lambat untuk mencapai kedalaman cairan

tersebut percobaan ini bertujuan untuk menentukkan koefisien viskositas zat cair dengan menggunakan Hukum Stokes. Untuk mengetahui dan memahami cara kerja dan konsep pada viskositas, maka kami melakukan percobaan M-6 dengan judul ”Viskositas zat Cair”

BAB IIIDASAR TEORI

Setiap benda yang bergerak terhadap benda lain akan mengalami gaya gesek. Hal ini juga dialami oleh benda yang bergerak dalam zat cair maupun gas, disebabkan oleh viskositas. Viskositas adalah ukuran atau taraf kekentalan fluida yang memiliki gesekan tertenrtu. Pada zat cair viskositas disebabkan oleh gaya kohesi antar molekul sejenis, sedangkan pada gas viskositas disebabkan oleh adanya tumbukkan antar molekul.

Benda yang dijatuhakn pada zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan percepatan dengan gaya-gaya yang bekerja:


åF=W-Fa-Fr= m a..............1)

Dengan W adalah gaya berat benda, Fa adalah gaya angkat ke atas dan Fr adalah gaya gesek zat cair dengan permukaan benda. Gaya tersebut dinamakan gaya Stokes. Gaya ini berhubungan dengan nilai koefisien viskosits zat cair

Gambar gaya angkat dan gaya Stokes

Sir George Stokes menunjukkan bahwa suatu boala berjari-jari (r) yang bergerak dengan kecepatan (v) di dalam suatu fluida homogen, akan mengalami gaya gesekan fluida (F) sebesar :

F = K η v....................2)

Dengan K adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda, untuk benda berbentuk bola nilai K = 6πr bila di subtitusikan ke persamaan akan diperoleh Hukum Stokes sebagai berikut:

Fr = 6 π η r v..............3)

dengan: Fr: gaya stokes(N) η : Koef Fluida (Pa S) r : Jari-jari bola(m) v : Kelajuan bola (m/s)

Ketika dijatuhkan, bola bergerak dipercepat, tetapi ketika

kecepatannya bertambah maka gaya Stokes juga bertambah, sehingga suatu saat akan mencapai keadaan seimbang sehngga bola bergerak dengan kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal. Pada kecepatan terminal ini resultan gaya sama dengan nol, sehingga diperoleh:

Dengan: þ bola = massa jenis

bola(Kg/m3) þ cairan = massa jenis Fluida

(Kg/m3 )

Untuk ketelitian dalam mengamati kecepatan bola pada cairan, maka diperlukan faktor koreksi:

v = v’ ( 1 + 2,4 )( 1 + 3, )

= K v’

Dengan: V = kecepatan yang telah di

koreksi V’= kecepatan berdasarkan

pengamatan(s/t) r = jari-jari bola R = jari-jari dalam tabung L = panjang kolom dalam

tabungDalam percobaan yang kami

gunakan adalah bola pejal, bukan benda yang berbentuk silinder maupun balok, sebab benda pejal memiliki permukaan yang melengkung sehingga memudahkan gaya angkat ke atas atau gaya Stokes, sehingga memungkinkan untuk adanya viskositas


BAB IIIMETODE PERCOBAAN

A.Rancangan Percobaan

B.Alat dan Bahan

1. Peralatan Viscometer :1set2. Bola Baja :3buah3. Hidrometer :1buah4. Jangka Sorong :1buah5. Termometer :1buah6. Mokrometer sekrup :1buah7. Neraca Ohhaus :1buah8. Oli SAE 4O9. Holding Magnet :1buah10. Stopwatch HP :1buah

C.Variabel Percobaan

Variabel Kontrol : diameter tabung (D), panjang kolom zat cair (L), massa jenis zat cair, jarak (s)

Variabel Manipulasi : massa bola (m)

Variabel Respon : waktu (t)

D.Langkah Percobaan

Langkah awal mengukur massa bola,diameter bola, diameter tabung, dan panjang zat cair dalam tabung. Selanjutnya menandai dan mengukur jarak, menyalakan stopwatch START dan menjatuhkan bola. Ketika bola melewati jarak yang ditentukan dan sudah di pasang holding magnet, tekan STOP pada stoppwatch, catat waktu yang diperlukan lalu ditarik bola ke atas dengan holding magnet. Pecobaan di ulang sebanyak 5 kali, dilanjutkan dengan mengulang langkah sebelumnya dengan massa bola berbeda namun jarak sama.

BAB IVDATA DAN ANALISIS

A.DATA

B.ANALISIS

Bolamassa

(m±0,01) g

diameter bola

(d±0,1) cm

diameter tabung (D±0,1)

cm

ρcairan

(ρ±0,01) g/cm3

No. Perc.

L (L±0,1)

cm

S (S±0,1)

cm

t (detik)

I

5,50 1,1 3,5 0,98 1 95,0 55,0 1,89

5,50 1,1 3,5 0,98 2 95,0 55,0 1,42

5,50 1,1 3,5 0,98 3 95,0 55,0 1,34

5,50 1,1 3,5 0,98 4 95,0 55,0 1,53

5,50 1,1 3,5 0,98 5 95,0 55,0 1,42

II

2,53 0,8 3,5 0,98 1 95,0 55,0 1,93

2,53 0,8 3,5 0,98 2 95,0 55,0 2,30

2,53 0,8 3,5 0,98 3 95,0 55,0 2,01

2,53 0,8 3,5 0,98 4 95,0 55,0 1,92

2,53 0,8 3,5 0,98 5 95,0 55,0 2,02

III

0,98 0,6 3,5 0,98 1 95,0 55,0 2,47

0,98 0,6 3,5 0,98 2 95,0 55,0 2,74

0,98 0,6 3,5 0,98 3 95,0 55,0 2,68

0,98 0,6 3,5 0,98 4 95,0 55,0 2,65

0,98 0,6 3,5 0,98 5 95,0 55,0 2,75


Dari data yang diperoleh di atas, maka untuk mencari nilai koefisien viskositaszat cair menggunakan rumus :

Maka didapat nilai pada bola I yaitu :

d d2

1 0,086 0,0138 0,0000192 0,069 0,0032 0,0000093 0,064 0,0082 0,0000644 0,073 0,0008 0,0000015 0,069 0,0032 0,000009

Jumlah 0,361 0,000273rata-rata 0,0722

Standar deviasi:

= 0,0037 ke-1 = (0,0722 ± 0,0037) dyne.s.cm-2

Pada bola II didapat nilai

No d d2

1 0,067 0,036 0,00132 0,081 0,022 0,000483 0,071 0,032 0,001024 0,067 0,036 0,00135 0,071 0,032 0,00102

Jumlah 0,357 0,0051Rata-rata 0,0714

Standar Deviasi:

= 0,038 ke-2 = (0,0714 ± 0,038) dyne.s.cm-2

Pada Bola III didapat nilai

Standar Deviasi:

= 0,00042 ke-3 = (0,052 ± 0,00042) dyne.s.cm-2

Dari ketiga bola tersebut, telah

didapat koefisien viskositas zat cair

No d d2

1 0,049 0,003 0,0000092 0,054 0,002 0,0000043 0,053 0,001 0,0000014 0,052 0 05 0,054 0,002 0,00004

jumlah 0,262 0,000036rata-rata 0,052

Bola d d2

I 0,0722 0,007 0,000049II 0,0714 0,006 0,000036III 0,052 0,013 0,00169

jumlah 0,1956 0,000254rata-rata 0,065


masing-masing. Maka dicari nilai koefisien viskositas zat cair rata-rata dari ketiga bola tersebut.

Standar Deviasi:

= 0,0036Diperoleh Rata-rata = (0,065 ± 0,0036) dyne.s.cm-2

BAB VDISKUSI

Dari percobaan yang telah kami lakukan, telah diperoleh nilai koefisien viskositas yang berbeda pada setiap massa bola. Karena taraf kekentalan berpengaruh juga terhadap massa beban yang masuk ke dalam cairan tersebut, semakin besar massa bola semakin besar kecepatan bola untuk sampai pada jarak yang ditentukan, sehingga nilai koefisien viskositas zat cair juga berpengaruh. Dalam teori nilai viskositas oli SAE 40 sebesar 0,08 dyne.s.cm2. Sedangkan nilai viskositas yang di dapat dalam percobaan yang kita peroleh sebesar =(0,065± 0,00036) dyne.s.cm2 . Dikarenakan pada percobaan terjadi beberapa

kesalahan diantaranya, seperti cairan yang digunakan tidak jernih, sehingga tidak dapat melihat benda pada saat masuk di cairan dengan jelas. Selanjutnya, pada saat bola hampir mendekati jarak yang sudah ditentukan , ada gaya tarik antara bola baja dengan holding magnet. Sehingga bola yang seharusnya belum sampai pada jarak yang tepat, menjadi berada di jarak yang sudah ditentukan. Dan pada penghentian waktu pada stopwatch, terjadi penghentian yang kurang tepat pada percobaan.

BAB VI KESIMPULAN

Dan percobaan yang kami lakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa viskositas zat cair berpengaruh dengan massa beban yang masuk dicairan tersebut. Semakin besar massa beban, maka kecepatan beban dan nilai koefisien viskositas zat cair tersebut semakin besar. Viskositas zat cair memiliki gaya penghalang bagi benda yang masuk , gaya tersebut dinamakan gaya Stokes. Nilai koefisien viskositas zat cair oli SAE 40 sebesar = 0,08 dyne.s.cm2 .Berbeda dengan nilai viskositas yang kami peroleh yaitu = ( 0,065 ± 0,00036) dyne.s.cm2


DAFTAR PUSTAKAGiancoli,DouglasC.2011.Fisikajilid I.Jakarta:Erlangga

AbySarojo,Ganijanti.2002.SeriFisikaDasarMekanika.Jakarta:Salemba

Dari percobaan yang telah kami lakukan, telah diperoleh nilai koefisien viskositas yang berbeda pada setiap massa bola. Karena taraf kekentalan berpengaruh juga terhadap massa beban yang masuk ke dalam cairan tersebut, semakin besar massa bola semakin besar kecepatan bola untuk sampai pada jarak yang ditentukan, sehingga nilai koefisien viskositas zat cair juga berpengaruh. Nilai viskositas yang kami peroleh adalah .............. dan tidak sesuai dengan teori. Dikarenakan pada percobaan terjadi beberapa kesalahan diantaranya, seperti cairan yang digunakan tidak jernih, sehingga tidak dapat melihat benda pada saat masuk di cairan dengan jelas. Selanjutnya, pada saat bola hampir mendekati jarak yang sudah ditentukan , ada gaya tarik antara bola baja dengan holding magnet. Sehingga bola yang seharusnya belum sampai pada jarak yang tepat, menjadi berada di jarak yang sudah ditentukan. Dan pada perhitungan waktu pada stopwatch, terjadi pemulaian dan penghentian yang kurang tepat serta kekurangtelitian pengamatan dalammembaca skala.

FISIKA VISKOSITAS

Documents

Transcript of FISIKA VISKOSITAS