Fisika SMAMA XI
226
mengakibatkan gaya apung juga berkurang. Balon udara akan turun karena gaya apung lebih kecil dari berat balon.
Ada sedikit perbedaan antara balon udara dengan benda yang mengapung di dalam cairan. Pada balon, udara seluruh
balon berada dalam fluida dalam hal ini udara. Volume udara yang dipindahkan selalu sama dengan volume balon udara.
Sedangkan benda yang terapung dalam cairan, hanya sebagian yang tercelup dalam cairan.
Wawasan Kewirausahaan : Daya Saing
Kalian sekarang sudah mengetahui bagaimana sebuah benda dapat mengapung, tenggelam, dan melayang. Jika terjadi banjir bagaimana cara
kalian agar tidak tenggelam? Kalian menaiki barang-barang yang dapat mengapung dan memperkirakan berat maksimum yang bisa diangkut tanpa
tenggelam. Carilah barang-barang yang ada di sekitar kalian yang mudah diperoleh untuk kalian manfaatkan jika terjadi banjir.
B. Tegangan Permukaan
Pernahkah kalian mengamati mengapa jarum dan serangga dapat mengapung pada permukaan air. Pada pagi
hari amati permukaan daun, kalian akan melihat butiran- butiran air di atasnya. Pernahkah kalian meneteskan air dari
pipet secara perlahan-lahan? Bagaimana bentuk tetesan air?
Gejala-gejala di atas dapat dijelaskan dengan apa yang disebut tegangan
permukaan. Tinjaulah sebuah molekul cairan yang berada di permukaan cairan
dan sebuah molekul yang berada di dalam cairan.
Molekul yang berada di dalam cairan dikelilingi oleh molekul-molekul
yang lain, di atasnya, di bawahnya, dan di sampingnya. Sedangkan molekul
yang di permukaan hanya dikelilingi partikel yang di samping dan di
bawahnya. Molekul dalam cairan akan mendapat tarikan dari molekul di
sekelilingnya ke segala arah sehingga
Gambar 17.14 Molekul di permukaan B hanya mendapat tarikan dari molekul di bawahnya dan kiri
kanan molekul. Molekul di dalam cairan A mendapat tarikan dari molekul di atasnya,di bawahnya dan di
kiri-kanannya. A
B
227
Fisika SMAMA XI
resultan gayanya adalah nol. Molekul yang di permukaan mendapat tarikan
dari molekul di sampingnya dan di bawahnya, sehingga resultan gayanya
tidak nol. Jika molekul dinaikkan sedikit maka molekul akan mendapatkan
tarikan ke bawah. Jika molekul ditekan sedikit molekul di sekelilingnya akan
menariknya ke atas. Gaya tarik antar- molekul tadi membuat permukaan
cairan seperti selaput yang elastis.
Lihatlah Gambar 7.15, seutas kawat dibelokkan sehingga berbentuk
U, kemudian kawat kedua dikaitkan sedemikian sehingga dapat meluncur
pada kaki-kaki kawat U. Jika kawat U ini dicelupkan dalam larutan sabun
Gambar 7.15 Sebuah kawat berbentuk U,di kaki- kakinya terdapat kawat kedua yang bebas bergerak
yang panjangnya l. Setelah dimasukkan sabun, kawat kedua akan bergerak keatas. Agar kawat tidak bergerak
ke atas kita harus mengerahkan gaya sedemikian sehingga gaya kita ditambah gaya gravitasi sama
dengan gaya karena tegangan permukaan.
kemudian diangkat, kawat kedua akan tertarik ke atas. Agar kawat ini tidak terus bergerak ke atas, kita harus mengerahkan
gaya pada kawat dengan arah ke bawah yang besarnya sama dengan gaya ke atas. Misalkan, gaya yang kita kerahkan adalah
T, maka besar gaya ke bawah adalah gaya T ditambah berat kawat, W. Sehingga resultan gaya pada kawat dapat kita
tuliskan:
F = T + W .... 20 F adalah gaya yang menyebabkan kawat kedua naik ke
atas. Gaya ini adalah gaya tegangan permukaan. Misalkan, panjang kawat kedua adalah l, larutan sabun yang mengenai
kawat kedua memiliki dua permukaan sehingga gaya permukaan bekerja sepanjang 2l. Gaya F yang bekerja pada
kawat sebanding dengan panjang permukaan. Kita bisa menuliskannya sebagai:
F = Jd .... 21
J adalah koefisien tegangan permukaan, d adalah panjang permukaan, F adalah gaya tegangan permukaan. Pada contoh
ini panjang permukaan adalah 2l sehingga kita bisa menuliskan:
F = T + W
