Galangan Kapal Balon Udara

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 Fisika SMAMA XI 228 .... 22 Tegangan permukaan inilah yang menyebabkan tetes-tetes cairan cen- derung berbentuk bola. Saat tetesan terbentuk, tegangan permukaan ber- usaha meminimalkan luas permukaan- nya sehingga permukaannya tertarik dan membentuk bola. Tegangan permukaan ini juga yang menyebabkan serangga dan benda-benda ringan tidak tenggelam, titik-titik air di daun cenderung untuk membulat, dan daun teratai dapat terapung di permukaan air danau.

1. Kapilaritas

Sekarang kita meninjau pengaruh tegangan permukaan pada pipa kapiler. Bila gaya tarik menarik antara molekul yang sejenis disebut kohesi, maka gaya tarik antara molekul yang tidak sejenis disebut adesi. Salah satu contoh adesi adalah gaya tarik antara cairan dengan dinding pipa kapiler.Pada pipa kapiler terdapat gaya kohesi yaitu antarmolekul cairan yang membentuk tegangan permukaan dan gaya adesi antara cairan dengan dinding pipa. Bila gaya kohesi cairan lebih besar dari adesi maka cairan tidak akan membasahi dinding cairannya. Mari kita tinjau arah resultan gaya seperti yang ditunjukkan Gambar 7.17a. Gaya kohesi lebih besar dari adesi sehingga resultan gaya mengarah ke dalam cairan. Permukaan akan melengkung ke bawah. Kelengkungan permukaan zat cair kita namakan meniskus. Permukaan air dalam tabung kita sebut meniskus cembung. Sumber : internet.http. static.flickr.com Gambar 7.16 Titik-titik air di atas daun Gambar 7.17 Kelengkungan dan arah gaya pada tabung dengan a. Kohesi cairan lebih besar dari adesi, terbentuk kelengkungan cembung b. Kohesi cairan lebih kecil dari adesi,terbentuk kelengkungan cekung.