Viskositas

28 Feb

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas (η). Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa.s).

Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya η , maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida sebesar Fs = k.η.v. dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, pada tahun 1845, Sir George Stoker menunjukkan bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai k = 6.π.R. Bila nilai k dimasukkan ke dalam persamaan, maka diperoleh persamaan yang dikenal sebagai hukum Stokes.

Fs = 6.π.η.R.v

Ket:

Fs : gaya gesekan stokes (N)

η : koefisien viskositas fluida (Pa.s)

R : jari-jari bola (m)

v : kelajuan bola (m/s)


Misalkan bola jatuh bebas ke dalam fluida. Selama geraknya, pada bola bekerja beberapa gaya, yaitu gaya berat, gaya ke atas (gaya Archimedes), dan gaya Stokes. Pada saat bola dijatuhkan dalam fluida, bola bergerak dipercepat vertikal ke bawah. Karena kecepatannya bertambah, maka gaya Stokes juga bertambah, sehingga suatu saat bola berada dalam keadaan setimbang dengan kecepatan tetap. Kecepatan bola pada saat mencapai nilai maksimum dan tetap disebut kecepatan terminal.

Pada saat bola dalam keadaan setimbang, maka resultan gaya yang bekerja pada bola sama dengan nol.

RF = 0

FA + Fs = wb

Karena volume bola V = 4/3 πr3 dan m = ρ. V, maka:

ρf.g (4/3 πr3) + 6.π.η.R.v = 4/3 πr3b.g

6.π.η.R.v = 4/3 πr3b.g – 4/3 πr3.ρf.g

6.π.η.R.v = 4/3 πr3.g (ρb – ρf)

Jadi :

η = (2.r2.g/9.v).bρf)

ket:

η = koefisien viskositas (Ns/m2)

R = jari-jari bola (m)

ρb = massa jenis bola (kg/m3)

ρf = massa jenis fluida (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

v = kecepatan terminal bola (m/s)

  • Sumber : BSE fisika kelas XI
About these ads

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Follow me on Twitter

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: