VISKOSIMETERSTOKES

5/11/2018 VISKOSIMETERSTOKES - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/viskosimeterstokes 1/10

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR VISKOSIMETER STOKES

Disusun oleh :

Nama : Oka Lingga Kencana

NIM : 0903040027

Prodi : Teknik Informatika

Grup : 7

LABORATURIUM FISIKA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO



VISKOSIMETER STOKES

A. Tujuan Percobaan

Menentukan koefisien kekentalan zat.

B. Alat dan Bahan

1. Pipa gelas berskala

2. Bola-bola logam

3. Stopwatch

4. Mikrometer skrup

5. Cairan gliserin

6. Neraca timbangan

C. Cara Kerja

1. Tentukan titik awal dan titik akhir pengukuran waktu tempuh pada posisi

beberapa sentimeter dibawah permukaan cairan dan di atas dasar tabung

2. Mengukur tinggi lintasan bola yang ditempuh dalam tabung

3. Mengukur diameter bola-bola logam untuk mengetahui massa jenisnya

4. Mengukur massa jenis cairan

5. Menjatuhkan bola ke dalam pipa tabung berisi cairan dan ukur waktu yang

diperlukan untuk menempuh jarak yang telah ditentukan

6. Melakukan percobaan ini beberapa kali

7. Mengulangi langkah 1 s/d 5 untuk bola yang lain

D. Dasar Teori

Viskositas adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluid terhadap perubahan

bentuk di bawah tekanan shear . Biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakan

terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada aliran

dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluid. Air memiliki

viskositas rendah, sedangkan minyak sayur memiliki viskositas tinggi.

Setiap benda yang bergerak relatif terhadap benda lain selalu mengalami gesekan

(gaya gesek). Sebuah benda yang bergerak di dalam fluida juga mengalami gesekan. Hal

ini disebabkan oleh sifat kekentalan (viskositas) fluida tersebut. Koefisien kekentalan

suatu fluida (cairan) dapat diperoleh dengan menggunakan percobaaan bola jatuh di

http://id.wikipedia.org/wiki/Fluid

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tekanan_shear&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gesekan&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Air


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Minyak_sayur&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tekanan_shear&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gesekan&action=edit&redlink=1



http://id.wikipedia.org/wiki/Fluid



dalam fluida tersebut. Gaya gesek yang bekerja pada suatu benda yang bergerak relatif

terhadap suatu fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif benda terhadap fluida : F =

- b . v (1) dimana : F = gaya gesek yang dialami benda. b = konstanta gesekan. v =

kecepatan benda. Khusus untuk benda yang berbentuk bola dan bergerak dalam fluida

yang sifat-sifatnya tetap, gaya gesek tersebut memenuhi hukum Stokes sbb: F = -6 ph r v

(2) dimana : h= viskositas fluida. r = radius bola. Hukum Stokes di atas berlaku bila : 1.

Fluida tidak berolak (tidak terjadi turbulensi). 2. Luas penampang tabung tempat fluida

cukup besar dibanding ukuran bola. m.g FS FA FS : gaya Stokes FA : gaya Archimedes

bola r fluida r0 Bila sebuah benda padat berbentuk bola dengan jari-jari r dimasukkan ke

dalam zat cair tanpa kecepatan awal bola tersebut akan begerak ke bawah mula-mula

dengan percepatan sehingga kecepatannya bertambah. Dengan bertambahnya kecepatan

maka gaya gesek fluida akan membesar, sehingga suatu saat bola akan bergerak dengan

kecepatan tetap. Kecepatan tetap ini disebut kecepatan terminal yang terjadi pada saat

gaya berat bola sama dengan jumlahan antara gaya angkat ke atas (Archimedes) dan gaya

gesek Stokes seperti tampak pada gambar. Besarnya kecepatan terminal adalah: vT = 2 9

2 r g h (r-r0) (3) dimana : r = massa jenis bola. r0 = massa jenis fluida.

Bila jarak yang ditempuh bola dengan kecepatan terminal tersebut dalam selang waktu T

adalah s maka berlaku persamaan gerak lurus beraturan : vT = s/T (4)

E. Pembahasan

Data

Data pengukuran massa bola logam

Pengukuran

ke

Massa bola logam ( gram )

Bola A Bola B Bola C Bola D Bola E

1 2,55 2 1 0,43 0,25

2 2,72 2,1 1 0,44 0,26

3 2,70 2,3 1 0,42 0,22

4 2,65 2,6 1 0,44 0,25

5 2,70 2 1 0,44 0,26Rata-rata 2,66 2,2 1 0,43 0,24

Data pebgukuran diameter bola logam, perhitungan volume dan massa jenis :

Pengukuran keDiameter (mm)


1 8,73 7,93 6,34 4,76 3,95

2 8,73 7,93 6,34 4,76 3,96



3 8,73 7,94 6,34 4,75 3,96

4 8,73 7,94 6,34 4,76 3,96

5 8,73 7,93 6,34 4,75 3,96

Rata-rata 8,73 7,93 6,34 4,75 3,95

Volume (cm3) 0,346 0,259 0,133 0,05 0,032

Massa jenis

(gr/cm3) 7,68 8,49 7,51 7,89 7,75

Data pengukuran waktu tempuh dan perhitungan kecepatan :

Jarak 80 cm Massa jenis oli 0,88 gr/cm3

Pengukuran

ke

Waktu tempuh (detik)


1 1,43 1,69 2,19 3,35 4,31

2 1,62 1,63 2,10 2,97 4,15

3 1,47 1,54 2,97 3,12 4,15

4 1,44 1,59 2,10 3,21 4,16

5 1,41 1,59 2,06 3,09 4,12

Rata-rata 1,47 1,60 2,28 3,14 4,17Kecepatan 54,42 50 35,08 25,47 19,18

2. Analisis Data

Perhitungan massa bola logam ( rata-rata ) :

A. 66,25

70,265,270,272,255,2=

++++=m gr

B. 2,25

26,23,21,22=

++++=m gr

C. 15

11111 =++++=m gr

D. 43,05

44,044,042,044,043,0=

++++=m gr

E. 24,05

26,025,022,026,025,0=

++++=m gr

Perhitungan diameter bola ( rata-rata ) :

A. 73,85

73,873,873,873,873,8dim =++++= mm

B. 93,75

93,794,794,793,793,7dim =

++++= mm

C. 34,65

34,634,634,634,634,6dim =

++++= mm



D. 75,45

75,476,475,476,476,4dim =

++++= mm

E. 95.35

96.396.396.396,395,3dim =

++++= mm

Perhitungan volume ( cm 3 )= 3..34 r π

A. 3

3

346,02

73,8).14,3(

3

4cmV =

=

B. 3

3

259,02

93,7).14,3(

3

4cmV =

=

C. 3

3

133,02

34,6).14,3(

3

4cmV =

=

D. 33

055,02

75,4).14,3(

3

4cmV =

=

3

3

032,02

95,3).14,3(

3

4cmV =

=

Perhitungan massa jenis (gr/cm3) =V

m

A.3/68,7

346,0

66,2cm gr == ρ

B.3/49,8

259,0

2,2cm gr == ρ

C.3/51,7

133,0

1cm gr == ρ

D.3/89,7

055,0

434,0cm gr == ρ

E.3/75,7

032,0

248,0cm gr == ρ

Perhitungan waktu tempuh (detik)

A. dt t 47,15

41,144,147,162,143,1 =++++=

B. dt t 60,15

59,159,154,163,169,1 =++++=



C. dt t 28,25

06,210,297,210,219,2=

++++=

D. dt t 14,35

09,321,312,397,235,3=

++++=

E. dt t 17,45

12,416,415,415,431,4 =++++=

Perhitungan kecepatan (cm/dt)=

A. dt cmv /42,5447,1

80==

B. dt cmv /5060,1

80 ==

C. dt cmv /08,3528,2

80==

D. dt cmv /47,2514,3

80==

E. dt cmv /18,1917,4

80==

F. Kesimpulan

Koefisien kekuatan zat cair dapat dicari dengan menggunakan persamaan yang

dikemukaakan oleh Stokes, Archimedes.

Menurut Stokes

rv R πη 6=

Jika benda bergerak vertikal, maka pada bola juga bekerja gaya berat :

g r W ρ π 3

3

4=

Dimana ρ adalah massa jenis bola logam, dan g adalah gravitasi 9,8 m/s.

Menurut Archimedes :

g r F o A

ρ π 3

3

4=

Dengan FA adalah gaya mengapung dan ρo adalah massa jenis zat cair. Secara

universal, persamaan-persamaan diatas digabungkan sehingga didapat :



)(9

22

ov

g r ρ ρ η −=

Maka:

1. Semakin besar bola logam, maka semakin sedikit waktu yang

diperlukan, begitu pula sebaliknya.

2. Kecepatan bola dalam tabung berisi oli tergantung pada massa jenis

oli, tekanan, massa bola dan dimensi tabung.

3. koefisien kekentalan zat cair dipengaruhi oleh massa, dan kerapatan

massa zat cair tersebut.

G. Tugas Akhir

1. Hitung nilai η dari cairan yang digunakan berdasarkan

persamaan (5). Dengan ρo = 0,88

A. 794,4202,16.67,2)88,09,16(031,0.9

8,9.)195,0(2 2

==−=η

B. 27,4612,19.42,2)88,020(0397,0.9

8,9.)21,0(2 2

==−=η

C. 47,1537,9.65,1)88,025,10(1309,0.9

8,9.)315,0(2 2

==−=η

D. 11,1137,8.33,1)88,025,9(2522,0.9

8,9.)392,0(2 2==−=η

E. 22,986,7.17,1)88,0736,8(031,0.9

8,9.)43,0(2 2

==−=η

η rata-rata97,24

5

86,124

5

22,911,1147,1527,46794,42

==

++++=

2. Tentukan nilai η melalui grafik dan bandingkan kedua hasilnya!



0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

8,736 9,23 10,25 16,9 20

massa jenis

v o

l u m e b o l a

Menentukan η melalui grafik :

)(9

22

oV

g r ρ ρ η −=

)(9

22

o

g r V ρ ρ

η −=

V sebagai y

η 9

22 g r

sebagai a

)( o ρ ρ − sebagai x

x

ya =

A.( )( )

783,42

279,0

745,0.02,16

9.0310,0

8,9195,02.02,16

9

2

02,16

0310,0tan

2

2

=

=

=

===

η

η

η

η α

g r a



B.( )( )

174,47

357,0

881,0.12,19

9.0397,0

8,9212,02.12,19

9

2

12,19

0397,0tan

2

2

=

=

=

===

η

η

η

η α

g r a

C.( )( )

470,15

178,1

945,1.37,9

9.1309,0

8,9315,02.37,9

9

2

37,9

1309,0tan

2

2

=

=

=

===

η

η

η

η α

g r a

D.( )( )

084,11

269,2

012,3.35,8

9.2522,0

8,9392,02.35,8

9

2

35,8

2522,0tan

2

2

=

=

=

===

η

η

η

η α

g r a

E.( )( )

429,9

090,3

709,3.856,7

9.3434,0

8,9435,02.856,7

9

2

856,7

3434,0tan

2

2

=

=

=

===

η

η

η

η α

g r a

188,255

94,125

5

429,9084,11470,15174,47783,42

==

++++=



Antara perhitungan no 1 dan 2 berbeda karena η kedua menggunakan

kemiringan grafik.

Pada prcobaan viskometer stokes terdapat beberapa rumus yang digunakan

untuk menghitung koefisien kekentalan zat cair, akan tetapi kesalahan yang

biasanya dilakukan yaitu dalam pengukuran sehingga dalam pembuatan grafik

atau kurva tidak sesuai dengan kurva

VISKOSIMETERSTOKES

Documents

Transcript of VISKOSIMETERSTOKES