2. Sebuah pipa kapiler dimasukkan ke dalam bak berisi minyak tanah. Tegangan permukaan minyak tanah = 10
-4
Nm. Jari-jari pipa kapiler = 1 mm. Jika massa jenis minyak tanah = 0,8 grm
3
dan g = 10 ms
2
, serta sudut kontaknya 20
o
, maka hitunglah kenaikan permukaan minyak tanah dalam pipa kapiler
Penyelesaian Diketahui: τ = 10
-4
Nm r = 1 mm = 10
-3
m ρ
= 0,8 grm
3
= 800 kgm
3
g = 10 ms
2
θ = 20
o
Ditanya: Y Jawab:
8. Viskositas
Pada dasarnya fluida dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu fluida ideal dan fluida sejati. Fluida ideal akan dibicarakan tersendiri dalam mekanika fluida.
Fluida sejati adalah fluida yang kompressibel, mempunyai kekentalan atau viskositas tertentu sehingga terjadi gesekan apabila bersinggungan dengan zat
lain. Dengan memperhatikan sifat-sifat dari fluida sejati akan kita pelajari gejala-gejala yang terjadi.
Percobaan Stokes: Stokes malakukan percobaan dengan cara melepaskan sebuah bola ke
dalam fluida. Dari hasil percobaan, Stokes memberikan suatu hukum tentang besarnya gaya penahangaya penghambat fluida terhadap gerak bola akibat
adanya gesekan antara permukaan bola dengan fluida.
Besar gaya gesek fluidagaya Stokes itu adalah: Hukum Stokes
F = gaya stokes newton r = jari-jari bola m
η = koefisien kekentalankekentalan fluida N.detm
2
v = kecepatan relatif bola terhadap fluida ms F = 6π . η . r . v
Y Y
= =
= 2
2 1 2
8 2 38
. . cos . g . r
. 0 . cos 0 00 . 10 . 10
. 10 m
-4 o
-3 -3
τ θ
ρ ,
Fisika SMAMA Kelas XI
163
Di unduh dari : Bukupaket.com
Gambar 7.12 di samping melukiskan, sebuah bola baja dengan jari-jari r dilepaskan tanpa kecepatan awal ke
dalam suatu fluida sejati. Gaya-gaya yang bekerja pada bola selama bergerak dalam fluida tersebut, antara lain:
- Gaya Archimides : F
A
=
4
⁄
3
. π . r
3
. ρo . g - Gaya Stokes
: F = 6 . π . η . r . v - Gaya berat bola : W =
4
⁄
3
. π . r
3
. ρ . g
Gerak bola mula-mula gerak lurus dipercepat. Karena nilai gaya stokes bertambah besar, maka pada suatu saat terjadi kesetimbangan gaya sehingga
bola bergerak lurus beraturan dengan suatu kecepatan tertentu. Dalam keadaan kesetimbangan gaya tersebut didapat:
F
A
+ F = W F = W – F
A
6 . π . η . r . v =
4
⁄
3
. π . r
3
. g ρ – ρo ρ
= massa jenis benda ρ
o = massa jenis fluida
Uji Pemahaman 7.2 Kerjakan soal berikut
1. Sebuah bejana berbentuk kubus dengan panjang rusuk 10 cm diisi dengan air sebanyak 0,8 liter. Jika massa jenis air 1 grcm
3
, hitunglah: a. tekanan hidrostatis pada titik kedalaman 6 cm dari permukaan air
b. tekanan hidrostatis pada dasar bejana c. gaya hidrostatis pada dasar bejana
2. Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat salah satu sisi bagian mobil seberat 200 N pada bagian penampang yang besar. Untuk
mengangkat bagian mobil tersebut diberikan gaya sebesar 4 N pada pengisap kecil. Berapakah perbandingan jari-jari pengisap kecil dan
pengisap besar?
3. Sebuah benda bila berada di udara beratnya 10 N, bila dimasukkan ke dalam air beratnya seolah-olah menjadi 4 N dan bila dimasukkan ke dalam
zat cair lainnya beratnya seolah-olah menjadi 2 N. Jika massa jenis air = 1 grcm
3
, berapakah massa jenis zat tersebut? v
o =
− 2
9 . r . g
3
η ρ ρ
Gambar 7.12 Gaya stokes
F
A
W V
F
A
Fluida
164
Di unduh dari : Bukupaket.com
4. Sebuah benda dengan massa 200 gram terapung di air yang massa jenisnya 1 grcm
3
. Jika 0,6 bagian benda tersebut terbenam dalam air, hitunglah: a. volum benda
b. volum seluruh benda c. gaya ke atas yang dialami benda
5. Sebuah balon udara dengan menggunakan gas helium dirancang untuk mampu membawa beban 1000 kg, termasuk massa balon beserta alat-alatnya.
Berapakah seharusnya volum minimum balon jika massa jenis udara 1,3 kgm
3
dan massa jenis helium 0,2 kgm
3
?
B. FLUIDA BERGERAK
