teori jurnal laporan koefisien kekentalan zat cair

teori laporan praktikum

Hukum Stokes
Viskositas (kekentalan) berasal dari
perkataan Viscous (Soedojo, 1986). Suatu
bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair
terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi
lunak dan dapat mengalir pelan-pelan.
Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di
bagian dalam (internal) suatu fluida (Sears &
Zemansky, 1982).
Jika sebuah benda berbentuk bola
dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya
kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang
yang airnya cukup dalam, nampak mula-mula
kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa
saat setelah menempuh jarak cukup jauh,
nampak kelereng bergerak dengan kecepatan
konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti
bahwa di samping gaya berat dan gaya apung
zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada
kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya
gesekan yang disebabkan oleh kekentalan
fluida.
Khusus untuk benda berbentuk bola,
gaya gesekan fluida secara empiris dirumuskan
sebagai Persamaan (1) (Sears, 1984).
Fs = 6πηrv (1)
dengan η menyatakan koefisien
kekentalan, r adalah jari-jari bola kelereng, dan
v kecepatan relatif bola terhadap fluida.
Persamaan (1) pertama kali dijabarkan oleh Sir
George Stokes tahun 1845, sehingga disebut
Hukum Stokes.
Dalam pemakaian eksperimen harus
diperhitungkan beberapa syarat antara lain :
Ruang tempat fluida jauh lebih luas
dibanding ukuran bola.
Tidak terjadi aliran turbulen dalam
fluida.
Kecepatan v tidak terlalu besar sehingga
aliran fluida masih bersifat laminer.
Sebuah bola padat memiliki rapat massa
ρb dan berjari-jari r dijatuhkan tanpa kecepatan
awal ke dalam fluida kental memiliki rapat
massa ρf, di mana ρb > ρf. Telah diketahui
bahwa bola mula-mula mendapat percepatan
gravitasi, namun beberapa saat setelah bergerak
cukup jauh bola akan bergerak dengan
kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap ini
disebut kecepatan akhir vT atau kecepatan
terminal yaitu pada saat gaya berat bola sama
dengan gaya apung ditambah gaya gesekan
fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya
yang bekerja pada bola kelereng yakni FA =
gaya Archimedes, FS = gaya Stokes, dan W=mg
= gaya berat kelereng.

  Gambar 1. Gaya yang Bekerja Pada Saat Bola
Dengan Kecepatan Tetap.

DAFTAR PUSTAKA
1. DJONOPUTRO, D., 1980, Teori
Ketidakpastian. Penerbit ITB, Bandung.
2. HALLIDAY-RESNICK, 1985, Fisika, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
3. SEARS, F. W., 1984, Mekanika Panas dan
Bunyi. Penerbit Bina Cipta, Jakarta.
4. SEARS & ZEMANSKY, 1982, Fisika
Universitas, Penerbit Bina Cipta, Bandung.
5. SOEDOJO, P., 1986, Asas-asas Ilmu Fisika,
Penerbit Gajah Mada University Press,
Yogyakarta.
6. TIPLER, 1998, Fisika Untuk Sains dan Teknik,
Penerbit Erlangga, Jakarta.