Laporan Praktikum Fisika Viskosimeter Stokes

I TUJUAN

Menentukan koefisien kekentalan zat cair

II TEORI DASAR

Viskositas adalah sebuah ukuran penolakan sebuahfluidterhadap perubahan bentuk di bawahtekanan shear . Biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakanterhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada alirandan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekanfluid. Air memilikiviskositas 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. Halini disebabkan oleh sifat kekentalan (viskositas) fluida tersebut. Koefisien kekentalansuatu fluida (cairan) dapat diperoleh dengan menggunakan percobaaan bola jatuh di 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 fluidayang 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 fluidacukup 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 kedalam zat cair tanpa kecepatan awal bola tersebut akan begerak ke bawah mula-muladengan percepatan sehingga kecepatannya bertambah. Dengan bertambahnya kecepatanmaka gaya gesek fluida akan membesar, sehingga suatu saat bola akan bergerak dengankecepatan tetap. Kecepatan tetap ini disebut kecepatan terminal yang terjadi pada saatgaya berat bola sama dengan jumlahan antara gaya angkat ke atas (Archimedes) dan gayagesek Stokes seperti tampak pada gambar. Besarnya kecepatan terminal adalah: vT = 2 92 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 Tadalah s maka berlaku persamaan gerak lurus beraturan : vT = s/T (4).

Jika sebuah bola bergerak dalam cairan statis, maka pada bola tersebut bekerja gaya hambat, menurut Stokes besar gaya tersebut:

...(1)

Dengan 

adalah kekentalan zat cair (Pa.s), v adalah kecepatan bola(m/s), r adalah jari-jari bola (m). Bila bola jatuh secara vertikal maka pada bola bekerja gaya berat sebesar:

...(2)

Dengan  adalah massa jenis bola logam (kg/m3), g adalah percepatan gravitasi (m/s2). Selain kedua  gaya di atas, juga terdapat gaya apung Archimedes yang besarnya.

...(3)

Denganadalah massa jenis zat cair (kg/m3). Perubahan kecepatan bola sebanding dengan kecepatan terminal , yaitu keadaan keseimbangan antara gaya berat, gaya apung Archimedes dengan gaya hambat Stokes, yang dapat dituliskan sebagai:

...(4)

Dengan subtitusi persamaan 1,2,3,4. maka diperoleh persamaan:

...(5)

Denganadalah kecepatan terminal bola logam (m/s). Persamaan 5 berlaku untuk yang tidak terlalu besar supaya tidak terjadi arus turbulensi. Satuan kekentalan dalam cgs adalah Poise.

III METODE PENGAMBILAN DATA

A. Alat dan Bahan

• Pipa gelas berskala, Mikrometer sekrup, Bola-bola logam, gliserin, Stopwatch.

B. Cara kerja

1. Ukur massa dan volume bola untuk memperoleh massa jenis bola
2. Ukur massa dan volume gliserin untuk memperoleh massa jenis gliserin
3. Jatuhkan bola pada permukaan gliserin dan mengukur waktu bola hingga kedalaman tertentu.
4. Ulangi percobaan dengan bola logam berbagai ukuran.

IV PENGOLAHAN DATA
*Pengolahan data yaitu perhitungan dari data yang telah diukur selama praktikum sehingga didapatkan fisis yang dicari. Analisa berisi ulasan tentang aspek-aspek yang terkait dengan percobaan yang dilakukan sehingga terjadi sinkronisasi antara tujuan percobaan dan hasil yang telah dicapai.

V PEMBAHASAN
1.Hasil
2.Faktor
*Dijabarkan

VI KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR PUSTAKA
1. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J., Fundamentals of Physics, John Wiley &
Sons, 1997.
2. Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 2001