PEMBAHASAN VISKOSITAS FLUIDA

PEMBAHASAN TENTANG VISKOSITAS FLUIDA

Disusun Oleh 

Kelompok Little Einsten         :

-          Satriyana

-          Santika

-          Nurfitrayani

Dik.     Massa jenis bola (ρ_bola) =  15.651 kg/m³

            Jari-jari bola (r) = 3,16 x 10^-3

            Massa jenis oli motor (ρ_oli) = 787 kg/m³

            Viskositas oli motor (Ƞ_oli) = 30 x 10^-3 Pa.s

            Massa jenis sabun cair atau sunlight (ρ_sunlight) = 890 kg/m³

            Viskositas sabun cair atau sunlight (Ƞ_sunlight) = 14.821 x 10^-3 Pa.s

Dit.      Kecepatan terminal bola pada kedua fluida (v_{bola pada oli} dan v_{bola pada sunlight})..... ?

Jawab :

a.       v_{bola pada oli motor}

·         Rumus viskositas fluida :

v = 2 x gr² x (ρ_bola -  ρ_oli) / 9 x Ƞ

v = 2 x 10 m/s² (3,16 x 10^-3 m)²  x (15.651-787) kg/m³  / 9 x 30 x 10^-3 Pa.s

v = 0,22 m/s

·       Rumus gerak lurus (kecepatan konstan) :

v = s/t

v = 30 x 10^-2 m / 1,35 s

v = 0,22 m/s

b.      v_{bola pada sunlight}

·         Rumus viskositas fluida :

v = 2 x gr²/Ƞ x (ρ_bola -  ρ_sunlight) / 9 x Ƞ

v = 2 x 10 m/s² (3,16 x 10^-3 m)² x (15.651- 890) kg/m³ / 9 x 14.821 X 10^-3

v = 0,07 m/s

·       Rumus gerak lurus (kecepatan konstan) :

v = s/t

v = 30 x 10^-2 m / 4,17 s

v = 0,07 m/s

Dari jawaban di atas diperoleh bahwa kecepatan terminal bola pada oli motor lebih besar dibandingkan kecepatan terminal bola pada sabun cair atau sunlight.

1.      PEMBAHASAN

Dari proyek ini, kami mengetahui bahwa fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik-menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.

Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental biasanya lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu, sabun cair, dan lain-lain. Hal ini bisa dibuktikan dengan menuangkan air dan sabun cair diatas lantai yang permukaannya miring. Pasti hasilnya, air lebih cepat mengalir dari pada sabun cair. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya ketika kita menggoreng menggunakan minyak goreng, minyak goreng yang awalnya kental, berubah menjadi lebih cair ketika dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kental zat gas tersebut.

Perlu diketahui bahwa viskositas atau kekentalan hanya ada pada fluida rill (rill = nyata). Fluida rill/nyata adalah fluida yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti air sirup, oli, asap knalpot, dan lainnya. Fluida rill berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam menganalisis aliran fluida.

Satuan sistem internasional (SI) untuk koefisien viskositas adalah Ns/m² = Pa.s (pascal sekon). Satuan CGS (centimeter gram sekon) untuk SI koefisien viskositas adalah dyn.s/cm² = poise (p). Viskositas juga sering dinyatakan dalam sentipoise (cp). 1 cp = 1/1000 p. Satuan poise digunakan untuk mengenang seorang Ilmuwan Prancis, almarhum Jean Louis Marie Poiseuille.

1 poise = 1 dyn.s/cm² = 10^-1 N.s/m².

Dari proyek ini juga kami menemukan beberapa hukum atau gaya dan persamaan fisika, yaitu sebagai berikut:

a.       Hukum Archimedes (Gaya Apung)

Dari proyek ini, kami menemukan bahwa suatu bola yang melewati suatu fluida dipengaruhi oleh gaya apung. Dimana, gaya apung merupakan gaya keatas yang didapatkan benda saat berada didalam suatu fluida. Bunyi Hukum Archimedes “gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

b.      Hukum Hookes (Gaya Gesekan)

Dari proyek ini, kami menemukan bahwa bahwa suatu bola yang melewati suatu fluida juga dipengaruhi oleh gaya gesekan. Dimana gaya gesekan terjadi antara permukaan bola dengan fluida yang di lewatinya.  Gaya gesekan yang dialami antara bola dengan fluida disebut Hukum Hookes.

c.       Persamaan Gerak Lurus

Dari proyek ini, kami juga menemukan bahwa suatu bola yang melewati suatu fluida mengalami gerakan, dimana gerakan tersebut memicu adanya perubahan jarak dan perubahan waktu. Sehingga menghasilkan kecepatan terminal yang dialami suatu bola. Kecepatan terminal suatu bola pada suatu fluida dipengaruhi oleh kekentalan fluida tersebut. Pada fluida yang berbeda kecepatan terminal (kecepatan konstan) suatu bola tidak akan sama, karena kekentalan pada fluida yang berbeda tidak akan sama. Hal ini bisa dibuktikan dengan menuangkan air dan sabun cair diatas lantai yang permukaannya miring. Pasti hasilnya, air lebih cepat mengalir dari pada sabun cair, hal ini berarti sabun cair lebih kental dibandingkan air. 

d.      Gaya Kohesi

Dari proyek ini, kami menemukan bahwa kekentalan suatu fluida dipengaruhi oleh gaya kohesi antara sesama fluida tersebut. Sehingga semain kuat gaya tarik-menarik antara sesama fluida, maka kekentalan suatu fluida akan semakin besar.

2.      KELEMAHAN

Kekentalan suatu fluida tidak akan sama setiap waktu, karena kekentalan suatu fluida dipengaruhi oleh suhu. Sehingga jika suhu berubah, maka kekentalan fluida tersebut juga ikut berubah. Jika kekentalan suatu fluida berubah maka kecepatan terminal suatu bola yang melewati fluida itu dan massa jenis fluida itu sendiri juga akan ikut berubah.

3.      SARAN

Pada proyek kali ini, sebaiknya jika ingin mengukur kecepatan teminal suatu bola dan kekentalan serta massa jenis suatu fluida sebaiknya dilakukan secara bersamaan agar pada saat mengukur kecepatan terminal bola , kekentalan, dan massa jenis fluida tidak akan terjadi kekeliruan, karena kekentalan fluida dapat berubah seiring dengan berubahnya suhu fluida tersebut.

4.      KESIMPULAN

Berdasarkan proyek yang telah dilakukan dan teori yang telah diketahui, disimpulkan bahwa viskositas sangat mempengaruhi kecepatan terminal benda untuk melewati suatu fluida. Semakin kental fluida tersebut, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan benda untuk melewatinya. Sebaliknya, semakin encer (kekentalan fluida kecil) fluida tersebut, maka semakin singkat waktu yang dibutuhkan benda untuk melewatinya.