Menentukan Kekentalan (Viskositas) Fluida dan Kecepatan Terminal

 Tujuan Praktikum 1. Membuktikan kekentalan dengan praktikum dan hitung 2. Memperhatikan atau mengamati kecepatan terminal 3. Menerapkan hal-hal tersebut diatas dalam kehidupan sehari-hari  Alat dan Bahan 1. Tabung (1 buah) 2. Kelereng susu (2 buah) 3. Kelereng kaca (2 buah) 4. Stopwatch (1buah) 5. Oli (coklat) (1 liter) 6. Oli (ungu) (1 liter) 7. Air (secukupnya) 8. Tissue (secukupnya) 9. Minyak Goreng (1kg (dr klp))  Landasan Teoritis 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. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa s). Ketika Anda berbicara viskositas Anda berbicara tentang fluida sejati. Fluida ideal tidak mempunyai koefisien viskositas. Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida , 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: Perhatikan sebuah bola yang jatuh dalam. Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung Fa, dan gaya lambat akibat viskositas atau gaya stokes Fs. 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. 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 : Berdasarkan eksperimen juga diperoleh bahwa koefisien viskositas tergantung suhu. Pada kebanyakan fluida makin tinggi suhu makin rendah koefisien viskositasnya. a. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contoh : air b. Fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contoh : minyak goring Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal. Definisi Piknometer Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas dari fluida. Berbagai macam fluida yang diukur massa jenisnya, biasanya dalam praktikum yang diukur adalah massa jenis oli, minyak goreng, dan lain-lain. Piknometer itu terdiri dari 3 bagian, yaitu tutup pikno, lubang, gelas atau tabung ukur. Cara menghitung massa fluida yaitu dengan mengurangkan massa pikno berisi fluida dengan massa pikno kosong. Kemudian di dapat data massa dan volume fluida, sehingga tinggal menentukan nilai cho/massa jenis (ρ) fluida dengan persamaan = cho (ρ) = m/v (Whille, 1988). Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas : 1. Suhu Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya. 2. Konsentrasi larutan Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. 3. Berat molekul solute Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas. 4. Tekanan Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.  Prosedur Percobaan 1. Siapkan alat-alat seperti yang sudah dituliskan 2. Ukur diameter kelereng dan tinggi tabung 3. Tuanglah Fluida I (Air) pada tabung yang sudah disiapkan kemudia ukur volumenya 4. Jatuhkan kelereng susu atau batu kedalam fluida tersebut, bersamaan dengan itu hitung waktunya menggunakan stopwatch yang sudah disiapkan dan catat waktunya 5. Lakukan percobaan 3 dengan kelereng yang berbeda (kelereng kaca) 6. Lakukan percobaan 2,3,4 dengan fluida yang ke II (oli coklat, minyak goreng, dan oli ungu) 7. Catat hasil pengamatan pada table hasil pengamatan kemudian nyatakan hasil kesimpulanmu.  Tabel Hasil Pengamatan No Bahan Alat Waktu (s) Viskositas 1. Air Kelereng susu 0.8 0.008 SAE Kelereng kaca 0.56 0.0056 SAE 2. Oli Coklat Kelereng susu 0.66 0,0147 SAE Kelereng kaca 1.32 0.0044 SAE 3. Oli Ungu Kelereng susu 1.22 0.0135 SAE Kelereng kaca 1.31 0.0153 SAE 4. Minyak goreng Kelereng susu 0.93 0.0101 SAE Kelereng kaca 0.76 0.0081 SAE Keterangan : Massa kelereng susu 1 = 3,85 gr Diameter = 1,44 Massa kelereng susu 2 = 3,5 gr Dimeter = 1,49 Massa kelereng kaca 1 = 3,6 gr Diameter = 1,56 Massa kelereng kaca 2 = 3,85 gr Diameter = 1,46 Tinggi air = 26 cm Tinggi oli cokelat = 22 cm Tinggi minyak goreng = 24 cm Tinggi oli ungu =20 cm  Kesimpulan 1. Bahwa suatu benda yang dijatuhkan bebas dalam suatu fluida ketal, kecepatannya makin membesar sampai mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap. Kecepatan terbesar yang tetap ini dinamakan kecepatan terminal. 2. Dalam percobaan ini penggunaan bola yang berukuran kecil lebih baik karena lebih memenuhi hukum stokes. 3. Benda yang dijatuhkan kedalam fluida akan mengalami gesekan dengan fluida tersebut, karena fluida memiliki nilai viskositas. 4. Pada jarak tertentu karena ada perbedaan arah gaya dalam benda yang bergerak dalam fluida, maka akan terjadi kecepatan tetap atau kecepatanterminal. 5. Faktor-faktor yg mempengaruhi viskositas yaitu: suhu, tekanan, konsentrasi larutan, berat molekul solute 6. Semakin kental suatu fluida maka waktu yang diperlukan dalam menjatuhkan kelereng hingga mencapai dasar tabung semakin lama.begitu sebaliknya 7. Semakin kental; suatu fluida maka viskositasnya semakin besa,begitu pula sebaliknya  Daftar Pustaka 1. http://id.m.wikipedia.org/wki/Viskositas 2. http://erviaudina.wordpress.com/2011/02/28/viskositas 3. Ir.Marthen kanginan,M.Sc.2006.Fisika 2B Kelas IX. Jakarta: Penerbit Erlangga TUGAS FISIKA VISKOSITAS dan KECEPATAN TERMINAL nama: TAHUN PELAJARAN 2013/2014 SMA PADANG