FP1 - Meutia Ratna [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR VISKOSITAS ZAT CAIR



PERCOBAAN-FP1



Nama



: Meutia Ratna Widyarani



NIM



: 215090101111002



Fak/Jurusan



: MIPA/BIOLOGI



Kelompok



: 03



Tgl.Praktikum : 25 Oktober 2021 Nama Asisten : Indah Lestari



LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2021



LEMBAR PENILAIAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR VISKOSITAS ZAT CAIR



Nama



: Meutia Ratna Widyarani



NIM



: 215090101111002



Fak/Jurusan



: MIPA/BIOLOGI



Kelompok



: 03



Tgl. Praktikum



: 25 Oktober 2021



Nama Asisten



: Indah Lestari



Catatan : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………



Paraf



Paraf



Nilai



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Tujuan Percobaan Pada percobaan praktikum viskositas zat cair ini bertujuan supaya dapat diketahuinya



hukum stokes dan dapat ditentukannya koefisien kekentalan (viskositas) zat cair dengan digunakannya hukum stokes.



1.2



Dasar Teori Ilmu fisika mempelajari tentang viskositas dimana memiliki pengertian suatu gaya gesekan antar molekul yang menyusun suatu fluida. Viskositas sama dengan kekentalan air dimana besarnya kekentalan zat cair (fluida) didasarkan pada besar kecilnya gesekan dalam fluida tersebut, gesekan- gesekan tersebut ialah salah satu faktor penghambat aliran zat cair. Fluida ialah zat yang mengalir pada zat cair maupun zat gas dimana dalam zat cair viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antar molekul zat cair sedangkan pada gas viskositas ditandai dengan dihasilkannya tumbukan-tumbukan antara molekul gas. Pada zat cair kekentalan tersebut dikarenakan terdapat gaya tarik- menarik antar molekul yang serupa. Pada hukum viskositas newton dinyatakan bahwa tegangan akan berbanding lurus dengan viskositas apabila terjadi laju perubahan bentuk sudut fluida tertentu (Primaryputri & Nadi, 2019).



Viskositas ialah sifat karakteristik dasar dari semua cairan, saat ada suatu cairan yang mengalir maka terdapat hambatan internal untuk mengalir juga. Viskositas biasa disebut dengan ukuran resistensi cairan yang dapat berubah dengan berbagai pengaruh temperatur dan suatu tekanan. Dalam viskositas tentunya memiliki satuan, satuan viskositas adalah Poise (P), Stokes (St), Staybolt Universal Second (SSU) (Visnawath dkk, 2017).



Suatu jenis cairan yang memiliki viskositas rendah akan mudah mengalir dibandingkan dengan viskositas yang tinggi yang nantinya akan sulit mengalir. Viskositas tersebut dapat dipengaruhi dengan sejumlah faktor yakni ukuran serta bentuk molekul. Contoh pada air , air akan mudah mengalir dikarenakan fluida tersebut lebih cair. Sedangkan, fluida yang lebih kental akan sulit mengalir seperti minyak, oli, madu dan lainnya. Pada kehidupan sehari-hari tentu fluida selalu kita temui seperti asap knalpot, minyak goreng, air, sabun, dan lainnya. Tingkat kekentalan pada suatu zat akan sangat



mempengaruhi dan juga bergantung pada temperatur tersebut, misalnya saat kita menggoreng menggunakan minyak goreng yang telah dipanaskan akan menjadi cair. Sehingga, semakin tinggi temperaturnya maka akan semakin kental juga zat gas tersebut (Fuad, 2020).



Pada tahun 1851, seorang ilmuwan bernama George Gabriel Stokes dimana sedang melakukan sebuah penelusuran dan dikenal sebagai Hukum Stokes. Pada hukum ini menyatakan bahwa



kekuatan gesek atau daya hambat



dalam suatu fluida sangat



berkaitan, pada suatu molekul-molekul hukum stokes dapat digunakan untuk menetapkan radius stokesnya. Stokes sendiri ialah satuan viskositas dengan satuan sistem CGS (cm, gram, second). Hukum ini juga dapat memahami kecepatan terminal, ukuran, densitas cairan dengan menghitung viskositas fluida tersebut. Hukum ini sangatlah penting terutama bagi memahami cara renang mikroorganisme dan juga sperma, pada udara teori hukum ini juga dapat digunakan utuk menjelaskan butiran kecil air yang menggantung dan tetap pada udara sampai turun sebagai hujan (Ruslan, 2020).



Suatu benda yang bergerak didalam fluida disebabkan adanya gaya gesekan yang saling berlawanan dengan arah gerak pada benda tersebut. Besar kecilnya suatu gaya gesekan bergantung dengan yang namanya kecepatan relatif terhadap fluida serta bentuk dari benda itu. Khusus benda yang berbentuk bola , besar gesekannya memenuhi hukum stokes dengan persamaan sebagai berikut : F= 6𝜋𝜂rv



(1)



Dimana : F = gaya gesekan oleh fluida r = jari-jari bola v = laju bola relatif terhadap zat cair



Suatu fluida diletakkan di antara dua pelat yang sejajar, kemudian satu pelat digerakkan dengan suatu kecepatan konstan v dengan arah sejajar pada dua pelat tersebut. Pada permukaan fluida bersentuhan dengan pelat akan tetap diam sedangkan yang bersentuhan dengan pelat bergerak maka akan ikut bergerak dengan kecepatan v . Sehingga, terbentuklah gradien kecepatan dengan kecepatan yang lebih besar. Dalam mempertahankan suatu kecepatan tersebut dibutuhkan adanya suatu gaya yang memenuhi (Abdullah, 2016).



Gambar 1.1 Menentukan kekentalan fluida.



F = η𝐴



𝑉 ℓ



(2)



Dimana : A = luas penampang pelat ℓ = jarak pisah antara dua pelat F = gaya untuk mempertahankan suatu pelat sesuai kecepatan v = Kecepatan η = konstanta koefisien viskositas fluida (Abdullah, 2016).



BAB II METODOLOGI 2.1 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum viskositas zat cair ini , diantaranya mistar, stopwatch, jangka sorong, beberapa bola dengan ukuran yang berbeda (besar dan kecil), mikrometer sekrup, neraca ohaus, dan beberapa tabung gelas dengan cairan yang berbeda.



2.2 Tata Laksana Percobaan Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada praktikum kali ini



Ditentukannya diameter dalam tabung dengan jangka sorong dan dilakukan beberapa kali dengan posisi yang berbeda



Kemudian , ditentukannya massa jenis bola ditimbang dengan neraca ohaus serta diameter bola diukur dengan mikrometer sekrup



Gunakan mistar untuk pengukuran jarak tempuh bola pada tabung gelas



Setelah itu, bola dijatuhkan kedalam cairan dan gunakan stopwatch untuk perhitungan waktu tempuh dari bola tersebut pada masing-masing jarak



Catat waktu tersebut sebagai data hasil percobaan , diamati dan diulangi perlakuan tersebut pada cairan lain



DAFTAR PUSTAKA Abdullah, Mikrajuddin. 2016. Fisika Dasar 1. Bandung : Institut Teknologi Bandung. Fuad, M. 2020. Aplikasi Android Penentuan Viskositas Zat Cair (Doctoral dissertation, Universitas Hasanuddin). Primaryputri, N., dan Nadi, S. 2019. Fisika Dasar 1. Surabaya : JDS. Ruslan, W. 2020. Semburan Fluida Berpusar di dalam Ruang-Bakar Motor-Bakar Torak. Jakarta : Unika Atma Jaya Press. Visnawath, Dabir, dkk. 2017. Viscosity Of Liquids . Belanda : Springer Netherlands.



Lampiran Dasar Teori



(Abdullah, 2016)



(Abdullah, 2016)



(Fuad, 2020)



(Primaryputri & Nadi, 2019).



(Primaryputri & Nadi, 2019)



(Ruslan, 2020)



(Ruslan, 2020)



(Visnawath dkk, 2017)



Tugas Pendahuluan 1. Apakah pengertian kekentalan fluida serta apakah kegunaan konsep tersebut dalam kehidupan sehari-hari. = Fluida merupakan suatu zat yang mampu berubah-ubah secara berkelanjutan ketika mengalami pergeseran atau mempunyai reaksi terhadap tegangan dalam keadaan diam maupun bergerak tanpa pemisahan massa. Kekentalan fluida atau biasa disebut viskositas adalah salah satu sifat cairan yang menetukan besarnya perlawanan terhadap gaya dari hasil pergeseran. Kekentalan/viskositas ini terjadi karena adanya interaksi antara molekul-molekul cairan. Semakin besar kekentalan fluida maka semakin sulit benda bergerak dalam fluida. Contohnya, dalam selai atau madu yang memiliki kekentalan lebih tinggi dari air dan minyak sehingga selai/madu lebih sulit dituang atau dialirkan dibandingkan dengan air dan minyak.



2. Dengan mengacu pada persamaan (1), tentukan dimensi h serta satuannya dalam sistem MKS dan cgs. Ungkapkan dalam satuan dasar. = Dimensi h dinyatakan sebagai perbandingan suatu tegangan unsur dengan percepatan regangan linear. Sistem CGS (Centimetre Gram Second) adalah salah satu sistem pengukuran fisika yang kemudian digantikan oleh MKS (Meter Kilogram Sekon) dan selanjutnya digantikan oleh SI (Satuan International). Dalam sistem CGS satuan viskositas dinyatakan 1 dyn cm x (cm s) yang disederhanakan menjadi 1 dyn s cm. Satuannya disebut dengan 1 poise (P). Sedangkan dalam sistem MKS satuan viskositasnya dinyatakan dalam paskal setion (Pa.s).



3. Turunkan persamaan (6) serta berikan batasan berlakunya. = Persamaan (6) berlaku pada tabung atau wadah dengan dimensi yang benar, sedangkan persamaan tersebut tidak berlaku pada suatu wadah dengan dimensi yang terbatas, maka persamaan (6) dapat diperbaiki dan disempurnakan dengan (1/(1+0,24 r/R) sehingga menjadi :



S=



2r2 gt (r−r0) 9π (1+



0,24 r ) R



4. Skala kekentalan minyak pelumas dinyatakan dalam nomor SAE, dimana nilai SAE sebanding dengan kekentalannya. Jika ada dua minyak pelumas, misalnya SAE 10 SAE 40, bagaimana Saudara dapat membedakan satu dari yang lain ? = Kode nomor SAE didefinisikan sebagai kekentalan oli yang sangat berpengaruh terhadap suhu. Jika suatu indeks SAE kecil berarti menunjukan oli yang cair, sebaliknya semkin besar nilai SAE oli maka semakin besar tingkat kekentalannya. Contohnya, jika semakin rendah suhu suhu udara dalam suatu mobil maka mobil tersebut membutuhkan oli/minyak pelumas mesin dengan kode SAE yang kecil dan cair. Seperti SAE 10 (lebih cair) dan SAE 40 (lebih kental). SAE 10 lebih tepat digunakan pada suhu udara yang lebih dingin karena kemungkinan oli membeku semakin kecil. Sedangkan SAE 40 cocok digunakan di Indonesia yang beriklim tropis karena SAE 40 lebih kental dari SAE 10 dan mencegah oli tersebut encer karena suhu yang panas.