B. Kompetensi Dasar
1.8. Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang
menciptakannya. 1.2 Menyadari kebesaran Tuhan yang mengatur karakteristik fenomena gerak,
fluida, kalor dan optik 2.15 Menunjukkan perilaku ilmiah memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti;
cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi 2.16 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai
wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan
3.14 Menerapkan hukum-hukum pada fluida statik dalam kehidupan sehari-hari 4.8 Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis dengan menggunakan peralatan
dan teknik yang tepat untuk penyelidikan ilmiah 4.9 Merencanakan dan melaksanakan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat
fluida untuk mempermudah suatu pekerjaan
C. Indikator Pencapaian Kompetensi 3.14.1
Menjelaskan viskositas 3.14.2
Menjelaskankan hubungan suhu dengan viskositas 3.7.3 Menerapkan persamaan hukum Stokes dalam menyelesaiakan permasalahan.
Q.
Tujuan Pembelajaran
1. Peserta didik dapat mengetahui hubungan suhu dengan viskositas. 2. Peserta didik dapat menganalisis penerapan hukum Stokes.
3. Peserta didik dapat mengevaluasi dengan memberikan jawaban pada soal terkait Viskositas.
R. Materi
S. Viskositas
Viskositas
merupakan ukuran kekentalan
fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar
viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu
fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair,
viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair.
Sedangkan dalam gas, viskositas
timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang
disebut koefisien viskositas η. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Nsm
2
atau pascal sekon Pa s. Ketika kita berbicara viskositas kita berbicara tentang fluida sejati. Fluida ideal tidak mempunyai koefisien viskositas.
Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya
η, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida sebesar F
s
= k η v, dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, pada tahun 1845, Sir George Stokes
menunjukkan bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai k = 6 π
r. Bila nilai k dimasukkan ke dalam persamaan, maka diperoleh persamaan seperti berikut.
F
s
= 6 π η r v
Persamaan di atas selanjutnya dikenal sebagai hukum Stokes. Keterangan:
Fs : gaya gesekan stokes N η : koefisien
viskositas fluida Pa s
r : jari-jari bola m v : kelajuan bola ms
Perhatikan sebuah bola yang jatuh dalam fluida pada gambar dibawah. Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung F
a
, dan gaya lambat akibat viskositas atau gaya stokes F
s
. Ketika dijatuhkan, bola bergerak dipercepat. Namun, ketika kecepatannya bertambah, gaya stokes juga bertambah. Akibatnya, pada suatu
saat bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak dengan kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal.
Gaya-gaya yang bekerja pada benda yang bergerak dalam fluida Pada kecepatan terminal, resultan yang bekerja pada bola sama dengan nol. Misalnya sumbu vertikal
ke atas sebagai sumbu positif, maka pada saat kecepatan terminal tercapai berlaku berlaku persamaan berikut.
Untuk benda berbentuk bola seperti pada gambar diatas, maka persamaannya menjadi seperti berikut.
Keterangan: vT : kecepatan terminal ms
η : koefisien viskositas fluida
Pa s R : jari-jari bola m
g : percepatan gravitasi ms2 ρb : massa jenis bola kgm3
ρf : massa jenis fluida kgm3
Tingkat kekentalan dari fluida yang dapat diukur dengan hukum stokes.
η =
� �
�
�
�
�
�
− �
Keterangan :
η = Koefisien viskositas Nsm
2
r = Jari – jari bola m
g = Percepatan gravitasi ms
2
v = Kecepatan maksimun bola ms ρ
b
= Massa Jenis bola kgm
3
ρ
f
= Massa jenis fluida kgm
3
F
s
= Gaya gesekan stokes N Hukum Stokes
“
bila sebuah bola bergerak dalam suatu fluida yang diam maka terhadap bola itu akan bekerja gaya geser dalam bentuk gaya
gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah gerak bola tersebut ”.
E. Metode Pembelajaran
Kategori