BAB
I
PENDAHULUAN
I.1 Tujuan Percobaan
1. Menghitung
gerak benda dalam fluida
2. Menghitung
kekentalan zat cair
I.2 Dasar Teori
Setiap benda yang
bergerak dalam fluida mendapat gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan
fluida tersebut. Gaya gesekan tersebut sebanding dengan kecepatan relatip benda
terhadap fluida. Khusus untuk benda yang berbentuk bola dan bergerak dalam
fluida yang sifat-sifatnya, gaya gesekan yang dialami benda dapat dirumuskan
sebagai berikut :
F
= -6 π η r v
Keterangan :
F = gaya gesekan yang bekerja pada bola
η = koefisien kekentalan fluida
V = kecepatan bola relatip terhadap fluida
Rumus diatas dikenal sebagai hukum
stokes.Tanda minus menunjukan arah gaya F yang berlawanan dengan kecepatan (V).
Pemakaian hukum stokes memerlukan beberapa syarat yaitu :
a.
Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya cukup
luas dibandingkan dengan ukuran benda)
b.
Tidak ada turbulensi didalam fluida
c.
Kecepatan V tidak besar, sehingga aliran masih laminer
Dengan W
= gaya berat bola
r = jari – jari
p = rapat massa bola
g = percepatan gravitasi bumi
Jika sebuah bola dengan rapat massa dan dilepaskan
dari permukaan zat cair tanpa kecepatan awal, maka bola tersebut mula-mula akan
bergerak dipercepat. Dengan bertambahnya kecepatan, maka bertambah besar pula
gaya gesekan pada bola tersebut. Pada akhirnya bola akan bergerak dengan
kecepatan tetap, yaitu setelah terjadi keseimbangan antara gaya berat, dan gaya
apung (gaya archimedes), dan gaya stokes.
Pada keadaan ini berlaku persamaan :
Keterangan :
ρ =
rapat massa bola
ρo =
rapat massa fluida
Dari persamaan tersebut dapat diturunkan
:
Keterangan :
T =
waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak d
d =
jarak yang tempuh
Maka jika mencari ƞ, menjadi :
Fluida
( zat alir ) adalah zat yang
dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida dapat digolongkan
dalam dua macam, yaitu fluida statis dan dinamis.
Hukum Archimedes menyatakan
sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam
zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair
yang dipindahkannya.
Sebuah benda yang tenggelam
seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke
atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya
ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan :
Fa = ρ v g
Keterangan :
Fa = gaya
ke atas (N)
v =
volume benda yang tercelup (m3)
ρ =
massa jenis zat cair (kg/m3)
g =
percepatan gravitasi (N/kg)
Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena
dapat diturunkan dari hukum newton juga.
1. Bila gaya
archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda
2. melayang .
3. Bila FA>W
maka benda akan terdorong keatas akan melayang
4. Bila FA<W
maka benda akan terdorong kebawah dan tenggelam
Jika rapat massa fluida lebih kecil
dari pada rapat massa balok maka agar balok berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang
dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume balok.Artinya tidak seluruhnya
berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda
melayang maka volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan volume balok
dan rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda.
Jika rapat massa benda lebih besar
daripada rapat massa fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang
tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam.
Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah
benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya
gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam
hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut
yaitu seperti berikut.
Ø Tenggelam
Sebuah benda
yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (w)lebih
besar dari gaya ke atas (Fa).
w > Fa
ρb . Vb . g
> ρa . Va . g
ρb > ρa
Volume
bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ)
Ø Melayang
Sebuah benda
yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (w)sama dengan
gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan setimbang
w = Fa
ρb . Vb . g
= ρa . Va . g
ρb = ρa
Pada 2 benda
atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :
(FA)tot =
Wtotrc . g (V1+V2+V3+V4+…..) = W1 + W2 + W3 + W4 +…..
Ø Terapung
Sebuah benda
yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (w)lebih kecil
dari gaya ke atas (Fa).
w = Fa
ρb . Vb . g
= ρa . Va . g
ρb < ρa
Sifat Fluida Ideal:
1. Tidak
dapat ditekan (volume tetap karena tekanan)\
2. Dapat
berpindah tanpa mengalami gesekan
3. Mempunyai
aliran stasioner (garis alirnya tetap bagi setiap partikel)
4. Kecepatan
partikel-partikelnya sama pada penampang yang sama
BAB
II
METODE
KERJA
II.1. Alat yang digunakan pada percobaan
1. Tabung
berisi zat cair
2. Mikrometer
skrup, jangka sorong dan mistar
3. Thermometer
4. Sendok
saringan untuk mengambil bola-bola dari dasar tabung
5. Dua
karet gelang yang melingkar
6. Stopwatch
7. Areometer
8. Timbangan
torsi dengan batu timbangannya
II.2. Bahan yang digunakan pada percobaan
1. Bola-bola
Besar, Sedang, dan Kecil dari zat padat
2. Oli
BAB
III
METODE
KERJA
III.1 Cara Kerja
1. Diukur
diameter tiap-tiap bola memakai mikrometer skrup,. Lakukan beberapa kali
percobaan untuk tiap bola
2. Ditimbang
tiap-tiap bola dengan neraca torsi
3. Dicatat
suhu zat cair sebelum dan sesudah tiap percobaan
4. Diukur
rapat massa zat cair sebelum dan sesudah tiap percobaan dengan menggunakan
areometer
5. Ditempatkan
karet gelang sehingga yang satu kira-kira 5 cm dibawah permukaan zat cair dan
yang lainnya diletakan sesuai dengan ukuran yang ditentukan
6. Diukurlah
jarak jatuh (jarak antara kedua karet gelang)
7. Masukan
sendok saringan sampai dasar tabung dan tunggu beberapa saat sampai zat cair
diam
8. Diukurlah
waktu jatuh untuk tiap-tiap bola beberapa kali
9. Diubahlah
letak karet gelang sehingga di dapatkan jarak yang lain
10. Diulangi
langkah 6, 7, dan 8
BAB IV
DATA
PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
IV.1 Data pengamatan
Keadaan
ruangan
|
P
(cm) Hg
|
T
(°C)
|
C
(%)
|
Sebelum percobaaan
|
± 74,7 cm Hg
|
± 31°C
|
± 72%
|
Sesudah percobaaan
|
± 74,7 cm Hg
|
± 31°C
|
± 72%
|
Data Pengamatan Terhadap Massa,
Diameter, Jari-jari, dan Volume Bola
NO
|
Bola
|
M
(gr)
|
D
(cm)
|
R
(cm)
|
V
(cm³)
|
P
(gr/cm³)
|
1.
|
Kecil
|
0,2
|
0,735
|
0,3675
|
0,20779754
|
0,9624753
|
2.
|
Sedang
|
0,31
|
0,795
|
0,3975
|
0,2629541
|
1,178913
|
3.
|
Besar
|
0,66
|
0,970
|
0,485
|
0,4776321
|
1,3818167
|
1.
Bola Kecil
NO
|
S
(cm)
|
t
(s)
|
V
(
|
Ƞ
|
1.
|
10
|
3,62
|
2,762
|
0,878
|
3,61
|
2,770
|
0,876
|
||
2.
|
15
|
5,57
|
2,693
|
0,901
|
5,53
|
2,712
|
0,894
|
||
3.
|
25
|
6,99
|
2,861
|
0,848
|
7,43
|
2,692
|
0,901
|
2.
Bola Sedang
NO
|
s
(cm)
|
t
(s)
|
V
(
|
Ƞ
|
1.
|
10
|
2,85
|
3,508
|
2,932
|
2,83
|
3,533
|
2,911
|
||
2.
|
15
|
4,28
|
3,505
|
2,934
|
4,28
|
3,505
|
2,934
|
||
3.
|
25
|
5,54
|
4,512
|
2,279
|
5,41
|
4,610
|
2,231
|
3.
Bola Besar
NO
|
s (cm)
|
t (s)
|
V (
|
Ƞ
|
1.
|
10
|
2,69
|
3,717
|
6,909
|
2,66
|
3,759
|
6,832
|
||
2.
|
15
|
3,92
|
3,826
|
6,712
|
3,81
|
3,937
|
6,523
|
||
3.
|
25
|
5,01
|
3,992
|
6,433
|
5,00
|
4
|
6,420
|
IV.2 Perhitungan
1. Bola Kecil
Diket : Dit
:
M = 0,2 gram V
= ....??
D = 0,735 cm ρ = ....??
R = 0,3675 cm
Jawab :
V =
ρ =
=
=
= 0,20779754 cm³ =
0,9624753 gram/cm³
2. Bola Sedang
Diket : Dit
:
M = 0,31 gram V
= ....??
D = 0,795 cm ρ = ....??
R = 0,3975 cm
Jawab :
V =
ρ =
=
=
= 0,2629541 cm³ =
1,178913 gram/cm³
3. Bola Sedang
Diket : Dit
:
M = 0,66 gram V
= ....??
D = 0,970 cm ρ = ....??
R = 0,485 cm
Jawab :
V =
ρ =
=
=
= 0,4776321 cm³ =
1,3818167 gram/cm³
Bola
Kecil
S = 10 cm
1.1 Diket : Dit
:
S = 10 cm V
= ....??
t = 3,62 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 2,762 cm/s ƞ =
ƞ
= 0,878
1.2 Diket : Dit
:
S = 10 cm V
= ....??
t = 3,61 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 2,770 cm/s ƞ =
ƞ
= 0,876
S = 15 cm
2.1 Diket : Dit
:
S = 15 cm V
= ....??
t = 5,57 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 2,693 cm/s ƞ =
ƞ
= 0,901
2.2 Diket : Dit
:
S = 15 cm V
= ....??
t = 5,53 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 2,712 cm/s ƞ =
ƞ
= 0,894
S = 25 cm
3.1 Diket : Dit
:
S = 25 cm V
= ....??
t = 6,99 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 2,861 cm/s ƞ =
ƞ
= 0,848
3.2 Diket : Dit
:
S = 25 cm V
= ....??
t = 7,43 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 2,692 cm/s ƞ =
ƞ
= 0,901
Bola
Sedang
S = 10 cm
1.1 Diket : Dit
:
S = 10 cm V
= ....??
t = 2,85 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,508 cm/s ƞ =
ƞ
= 2,932
1.2 Diket : Dit
:
S = 10 cm V
= ....??
t = 2,83 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,533 cm/s ƞ =
ƞ
= 2,911
S = 15 cm
2.1 Diket : Dit
:
S = 15 cm V
= ....??
t = 4,28 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,505 cm/s ƞ =
ƞ
= 2,934
2.2 Diket : Dit
:
S = 15 cm V
= ....??
t = 4,28 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,505 cm/s ƞ =
ƞ
= 2,934
S = 25 cm
3.1 Diket : Dit
:
S = 25 cm V
= ....??
t = 5,54 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 4,512 cm/s ƞ =
ƞ
= 2,279
3.2 Diket : Dit
:
S = 25 cm V
= ....??
t = 5,41 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 4,610 cm/s ƞ =
ƞ
= 2,231
Bola
Besar
S = 10 cm
1.1 Diket : Dit
:
S = 10 cm V
= ....??
t = 2,69 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,717 cm/s ƞ =
ƞ
= 6,909
1.2 Diket : Dit
:
S = 10 cm V
= ....??
t = 2,66 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,759 cm/s ƞ =
ƞ
= 6,832
S = 15 cm
2.1 Diket : Dit
:
S = 15 cm V
= ....??
t = 3,92 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,826 cm/s ƞ =
ƞ
= 6,712
2.2 Diket : Dit
:
S = 15 cm V
= ....??
t = 3,81 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,937 cm/s ƞ =
ƞ
= 6,523
S = 25 cm
3.1 Diket : Dit
:
S = 25 cm V
= ....??
t = 5,01 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 3,992 cm/s ƞ =
ƞ
= 6,433
3.2 Diket : Dit
:
S = 25 cm V
= ....??
t = 5,00 s ƞ = ....??
Jawab :
V =
ƞ
=
V =
ƞ
=
V = 4 cm/s ƞ =
ƞ
= 6,420
BAB
V
PEMBAHASAN
Setiap benda yang
bergerak dalam fluida mendapat gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan
fluida tersebut. Gaya gesekan tersebut sebanding dengan kecepatan relatip benda
terhadap fluida. Khusus untuk benda yang berbentuk bola dan bergerak dalam
fluida yang sifat-sifatnya, gaya gesekan yang dialami benda dapat dirumuskan
sebagai berikut :
F
= -6 π η r v
Keterangan :
F = gaya gesekan yang bekerja pada bola
η = koefisien kekentalan fluida
V = kecepatan bola relatip terhadap fluida
Rumus diatas dikenal sebagai hukum
stokes.Tanda minus menunjukan arah gaya F yang berlawanan dengan kecepatan (V).
Pemakaian hukum stokes memerlukan beberapa syarat yaitu :
d.
Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya cukup
luas dibandingkan dengan ukuran benda)
e.
Tidak ada turbulensi didalam fluida
f.
Kecepatan V tidak besar, sehingga aliran masih laminer
Fluida merupakan zat
yang dapat mengalir yang mempunyai partikel yang mudah bergerak dan berubah
bentuk tanpa pemisahan massa. Ketahanan fluida terhadap perubahan bentuk sangat
kecil sehingga fluida dapat dengan mudah mengikuti bentuk ruang.
Dalam praktikum kami
disimpulkan sebuah bola dengan rapat massa dan dilepaskan dari permukaan zat
cair tanpa kecepatan awal, maka bola tersebut mula-mula bergerak dipercepat,
tetapi akan bertambah besar pula gaya gesekan. Dan akan terjadi kecepatan yang
tetap, yaitu setelah terjadi keseimbangan antara gaya berat, gaya apung
(archimides), dan gaya stokes.
BAB
VI
KESIMPULAN
Bahwa semakin besar
massa yang dimiliki oleh benda itu maka
semakin cepatlah kecepatan benda itu didalam suatu fluida, sehingga waktu yang
di butuhkan tentu menjadi semakin sedikit .dari peryataan di atas menunjukan
bahwa massa benda berbandig lurus dengan kelajuan
Selain
itu kekentalan suatu fluida juga sangat berpengaruh terhadap laju bola,semakin
besar koefisien kekentalan suatu fluida maka semakin besar pula gaya gesekan
yang di sebabkan oleh kekentalan fluida.karena itu bola akan lebih lambat
melaju dalam fluida yang memiliki koefisiensi kekentalan yang besar
Daftar
Pustaka
Buku
Penuntun Praktikum 2011, Fisika Dasar
Farmasi, Bogor : Universitas Pakuan
http://nationalinks.blogspot.com/2009/03/definisi-fluida.html
Rabu, 02 Nopember 2011 08:11
http://bebas.ui.ac.id/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/0277%20Fis-1-4b.htm
Rabu, 02 Nopember 2011 08:13
http://www.fisikaasyik.com/home02/content/view/64/44/
Rabu, 02 Nopember 2011 08:20
http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091113022810AAgqWzf
Rabu, 02 Nopember 2011 08:23
http://hakimsimanjuntak.blogspot.com/2010/11/hukum-archimedes.html
Rabu, 02 Nopember 2011 08:30
Tugas Akhir
1.
Bagaimana memilih letak karet-karet gelang yang
melingkari tabung? Apakah akibatnya jika terlalu dekat permukaan. Apakah
akibatnya jika terlalu dekat dengan
dasar tabung?
2.
Buatlah
grafik antara T dengan d (pakai least square)
3.
Hitunglah harga berdasarkan grafik untuk
tiap-tiap bola?
4.
Apakah pengaruh suhu terhadap kekentalan zat
cair? Terangkan!
Jawab
1.
karet gelang yang dilingkarkan di dinding
tabung harus sejajar tidak boleh bengkok, supaya pengukuran waktu jatuhnya bola
dapat di ukur dengan tepat. Karet gelang
jika terlalu dekat permukaan akibatnya pengukuran tidak akan tepat. Karena
sudah diletakkan batas letak karet gelang tersebut, begitu pula bila karet
gelang terlalu dekat dengan dasar tabung.
3. bola kecil
NO
|
S
(cm)
|
t
(s)
|
V
(
|
Ƞ
|
1.
|
10
|
3,62
|
2,762
|
0,878
|
3,61
|
2,770
|
0,876
|
||
2.
|
15
|
5,57
|
2,693
|
0,901
|
5,53
|
2,712
|
0,894
|
||
3.
|
25
|
6,99
|
2,861
|
0,848
|
7,43
|
2,692
|
0,901
|
Bola sedang
NO
|
s
(cm)
|
t
(s)
|
V
(
|
Ƞ
|
1.
|
10
|
2,85
|
3,508
|
2,932
|
2,83
|
3,533
|
2,911
|
||
2.
|
15
|
4,28
|
3,505
|
2,934
|
4,28
|
3,505
|
2,934
|
||
3.
|
25
|
5,54
|
4,512
|
2,279
|
5,41
|
4,610
|
2,231
|
Bola
besar
NO
|
s (cm)
|
t (s)
|
V (
|
Ƞ
|
1.
|
10
|
2,69
|
3,717
|
6,909
|
2,66
|
3,759
|
6,832
|
||
2.
|
15
|
3,92
|
3,826
|
6,712
|
3,81
|
3,937
|
6,523
|
||
3.
|
25
|
5,01
|
3,992
|
6,433
|
5,00
|
4
|
6,420
|
4. Viskositas
dipengaruhi oleh suhu. Viskositas zat cair cenderung menurun dengan seiring
bertambahnya kenaikan suhu, hal ini disebabkan gaya – gaya kohesi pada zat cair
bila dipanaskan akan mengalami penurunan dengan semakin bertambahnya suhu pada
zat cair yang menyebabkan turunya viskositas dari zat cair tersebut.
Semakin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk
membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Bila viskositas gas meningkat
dengan naiknya suhu, maka viskositas cairan justru akan menurun jika suhu
dinaikan.
assalaualaikum, maaf saya mau tanya itu rumus dari V apa yah kok tidak muncul angkanya tiba2 langsung jawaban..
BalasHapusterimakasih
Emperor Casino Review 2021 | Online Casinos with
BalasHapusEmperor Casino: Play now 바카라 사이트 at an impressive gaming The Emperor Casino offers a 제왕카지노 wide range of gaming 샌즈카지노 options, such as slots, video poker, blackjack and