Akhmad Sjahrir ( 113184204)
Nursanti H. R (113184214)
S1 PENDIDIKAN FISIKA NON
REGULER 2011
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
ABSTRAK
Viskositas Zat Cair
Pada
percobaan “Viskositas Zat Cair” ini, bertujuan untuk menentukan koefisien
viskositas zat cair dengan menggunakan Hukum Stokes. Dengan metode mengukur
massa bola, diameter bola , massa jenis zat cair dan panjang kolom zat cair dan
panjang kolom zat cair dalam tabung. Kemudian menentukan jarak yang ditempuh bola,
diukur jarak tersebut dan diletakkan holding magnet. Selanjutnya bola di
jatuhkan ke dalam zat, pada saat
menyentuh permukaan zat cair waktu di jalankan dan dihentikan pada saat bola
tepat berada jarak tersebut. Dari percobaan didapatkan nilai koefisien
viskositas zat cair yang berbeda pada setiap bola, dikarenakan beberapa faktor.
Seperti ketidakjelasan penglihatan bola karena zat caur tidak jernih, adanya
gaya tarik dari holding magnet yang mempercepat bola, dan kurang tepatnya
penghentian waktu. Kesimpulannya adalah koefisien viskositas zat cair berbanding
lurus dengan gaya penghalang. Semakin besar gaya penghalang, maka nilai
koefisien viskositas semakin besar. Nilai koefisien viskositas zat cair yang
kami peroeh Untuk η=(0,,065±0,0036) dyne.s/cm2
Kata kunci:gaya
gesek zat cair,Hukum Stokes
BAB I
PENDAHULUAN
Dalam kehidupan ini, kita
mengenal tekanan. Tekanan merupakaan suatu peeristiwa pada suatu zat yang
mendapatkan gaya tekan dari zat lain atau zat yang sama. Contohnnya seseorang
berdiri di atas lantai, maka lantai tersesbut mendapatkan tekanan dari berat badan seseorang tersebut. Tekanan
pada zat cair disebut tekanan hidrostatis, tekanan hidrostatis adalah
terjadinya tekanan pada zat cair yang disebabkan oleh beratnya sendiri
Peristiwa yang berkaitan
engan tekanan hidrostatis seperti, jatuhnya benda padat ke dalam zat cair. Benda
yang jatuh ke dalam zat cair memiliki waktu yang berbeda pada saat mencapai
kedalaman cairan tersebut, tergantung massa jenis benda dan keentalan pada cairan.
Taraf kekentalan pada zat cair disebut viskositas. Semakin besar nilai
koefisien viskositas, maka semakin besar gaya penghalang pada benda .Sehingga
benda akan lambat untuk mencapai kedalaman cairan tersebut percobaan ini
bertujuan untuk menentukkan koefisien
viskositas zat cair dengan menggunakan
Hukum Stokes. Untuk mengetahui dan memahami cara kerja dan konsep pada
viskositas, maka kami melakukan percobaan M-6 dengan judul ”Viskositas zat
Cair”
BAB III
DASAR TEORI
Setiap benda yang bergerak terhadap benda lain akan mengalami gaya gesek. Hal ini juga dialami oleh benda
yang bergerak dalam zat cair maupun gas, disebabkan oleh viskositas. Viskositas
adalah ukuran atau taraf kekentalan fluida yang memiliki gesekan tertenrtu. Pada
zat cair viskositas disebabkan oleh gaya kohesi antar molekul sejenis, sedangkan
pada gas viskositas disebabkan oleh
adanya tumbukkan antar molekul.
Benda yang dijatuhakn pada
zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan percepatan dengan gaya-gaya yang
bekerja:
|
åF=W-Fa-Fr= m a..............1)
Dengan W adalah gaya berat
benda, Fa adalah gaya angkat ke atas dan Fr adalah gaya gesek zat cair dengan
permukaan benda. Gaya tersebut dinamakan gaya Stokes. Gaya ini berhubungan
dengan nilai koefisien viskosits zat cair
Gambar gaya angkat dan gaya
Stokes
Sir
George Stokes menunjukkan bahwa suatu boala berjari-jari (r) yang bergerak dengan
kecepatan (v) di dalam suatu fluida homogen, akan mengalami gaya gesekan fluida (F) sebesar :
F = K η v....................2)
Dengan K adalah konstanta yang bergantung
pada bentuk geometris benda, untuk benda berbentuk bola nilai K = 6πr bila di subtitusikan ke persamaan akan diperoleh Hukum Stokes sebagai
berikut:
Fr = 6 π η r v..............3)
dengan:
Fr: gaya stokes(N)
η :
Koef Fluida (Pa S)
r :
Jari-jari bola(m)
v : Kelajuan bola (m/s)
Ketika dijatuhkan, bola bergerak dipercepat, tetapi
ketika kecepatannya bertambah maka gaya Stokes juga bertambah, sehingga suatu
saat akan mencapai keadaan seimbang sehngga bola bergerak dengan kecepatan
konstan yang disebut kecepatan terminal. Pada kecepatan terminal ini resultan
gaya sama dengan nol, sehingga diperoleh:
Dengan:
- þ bola = massa jenis bola(Kg/m3)
- þ cairan = massa jenis Fluida (Kg/m3 )
Untuk ketelitian dalam
mengamati kecepatan bola pada cairan, maka diperlukan faktor koreksi:
v = v’ ( 1 + 2,4 
)( 1 + 3,
) = K v’
)( 1 + 3,) = K v’
Dengan:
- V = kecepatan yang telah di koreksi
- V’= kecepatan berdasarkan pengamatan(s/t)
- r = jari-jari bola
- R = jari-jari dalam tabung
- L = panjang kolom dalam tabung
Dalam percobaan yang kami gunakan adalah bola pejal, bukan benda
yang berbentuk silinder maupun balok,
sebab benda pejal memiliki permukaan yang melengkung sehingga memudahkan
gaya angkat
ke atas atau gaya
Stokes, sehingga memungkinkan untuk adanya viskositas
BAB III
METODE PERCOBAAN
A.Rancangan
Percobaan
B.Alat dan Bahan
- Peralatan Viscometer :1set
- Bola Baja :3buah
- Hidrometer :1buah
- Jangka Sorong :1buah
- Termometer :1buah
- Mokrometer sekrup :1buah
- Neraca Ohhaus :1buah
- Oli SAE 4O
- Holding Magnet :1buah
- Stopwatch HP :1buah
``
C.Variabel
Percobaan
Ø Variabel Kontrol : diameter tabung (D), panjang kolom zat cair (L), massa
jenis zat cair, jarak (s)
Ø Variabel Manipulasi : massa bola (m)
Ø Variabel Respon : waktu (t)
D.Langkah
Percobaan
Langkah awal mengukur massa bola,diameter bola, diameter
tabung, dan panjang zat cair dalam tabung. Selanjutnya menandai dan mengukur
jarak, menyalakan stopwatch START dan menjatuhkan bola. Ketika bola melewati
jarak yang ditentukan dan sudah di pasang holding magnet, tekan STOP pada
stoppwatch, catat waktu yang diperlukan lalu ditarik bola ke atas dengan
holding magnet. Pecobaan di ulang sebanyak 5 kali, dilanjutkan dengan mengulang
langkah sebelumnya dengan massa bola berbeda namun jarak sama.
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
A.DATA
|
Bola
|
massa (m±0,01) g
|
diameter bola (d±0,1) cm
|
diameter tabung (D±0,1) cm
|
ρcairan (ρ±0,01) g/cm3
|
No. Perc.
|
L (L±0,1)
cm
|
S (S±0,1) cm
|
t (detik)
|
|
|
I
|
5,50
|
1,1
|
3,5
|
0,98
|
1
|
95,0
|
55,0
|
1,89
|
|
|
5,50
|
1,1
|
3,5
|
0,98
|
2
|
95,0
|
55,0
|
1,42
|
||
|
5,50
|
1,1
|
3,5
|
0,98
|
3
|
95,0
|
55,0
|
1,34
|
||
|
5,50
|
1,1
|
3,5
|
0,98
|
4
|
95,0
|
55,0
|
1,53
|
||
|
5,50
|
1,1
|
3,5
|
0,98
|
5
|
95,0
|
55,0
|
1,42
|
||
|
II
|
2,53
|
0,8
|
3,5
|
0,98
|
1
|
95,0
|
55,0
|
1,93
|
|
|
2,53
|
0,8
|
3,5
|
0,98
|
2
|
95,0
|
55,0
|
2,30
|
||
|
2,53
|
0,8
|
3,5
|
0,98
|
3
|
95,0
|
55,0
|
2,01
|
||
|
2,53
|
0,8
|
3,5
|
0,98
|
4
|
95,0
|
55,0
|
1,92
|
||
|
2,53
|
0,8
|
3,5
|
0,98
|
5
|
95,0
|
55,0
|
2,02
|
||
|
III
|
0,98
|
0,6
|
3,5
|
0,98
|
1
|
95,0
|
55,0
|
2,47
|
|
|
0,98
|
0,6
|
3,5
|
0,98
|
2
|
95,0
|
55,0
|
2,74
|
||
|
0,98
|
0,6
|
3,5
|
0,98
|
3
|
95,0
|
55,0
|
2,68
|
||
|
0,98
|
0,6
|
3,5
|
0,98
|
4
|
95,0
|
55,0
|
2,65
|
||
|
0,98
|
0,6
|
3,5
|
0,98
|
5
|
95,0
|
55,0
|
2,75
|
B.ANALISIS
Dari data yang diperoleh di atas, maka untuk mencari nilai koefisien viskositaszat cair
menggunakan rumus :
Maka didapat nilai
pada bola I yaitu :
|
|
h
|
d
|
d2
|
|
1
|
0,086
|
0,0138
|
0,000019
|
|
2
|
0,069
|
0,0032
|
0,000009
|
|
3
|
0,064
|
0,0082
|
0,000064
|
|
4
|
0,073
|
0,0008
|
0,000001
|
|
5
|
0,069
|
0,0032
|
0,000009
|
|
Jumlah
|
0,361
|
|
0,000273
|
|
rata-rata
|
0,0722
|
|
|
Standar deviasi:
 |
= 0,0037
h ke-1 = (0,0722 ± 0,0037) dyne.s.cm-2
· Pada bola II didapat nilai h
|
No
|
h
|
d
|
d2
|
|
1
|
0,067
|
0,036
|
0,0013
|
|
2
|
0,081
|
0,022
|
0,00048
|
|
3
|
0,071
|
0,032
|
0,00102
|
|
4
|
0,067
|
0,036
|
0,0013
|
|
5
|
0,071
|
0,032
|
0,00102
|
|
Jumlah
|
0,357
|
|
0,0051
|
|
Rata-rata
|
0,0714
|
|
|
Standar Deviasi:
 |
|||
 |
|||
= 0,038
h ke-2 = (0,0714 ± 0,038) dyne.s.cm-2
·
Pada
Bola III didapat nilai h
|
No
|
h
|
d
|
d2
|
|
1
|
0,049
|
0,003
|
0,000009
|
|
2
|
0,054
|
0,002
|
0,000004
|
|
3
|
0,053
|
0,001
|
0,000001
|
|
4
|
0,052
|
0
|
0
|
|
5
|
0,054
|
0,002
|
0,00004
|
|
jumlah
|
0,262
|
|
0,000036
|
|
rata-rata
|
0,052
|
|
|
Standar Deviasi: |
= 0,00042
h ke-3 = (0,052 ± 0,00042) dyne.s.cm-2
|
Bola
|
h
|
d
|
d2
|
|
I
|
0,0722
|
0,007
|
0,000049
|
|
II
|
0,0714
|
0,006
|
0,000036
|
|
III
|
0,052
|
0,013
|
0,00169
|
|
jumlah
|
0,1956
|
|
0,000254
|
|
rata-rata
|
0,065
|
|
|
Dari ketiga bola tersebut, telah didapat koefisien
viskositas zat cair masing-masing. Maka dicari nilai koefisien viskositas zat
cair rata-rata dari ketiga bola tersebut.
Standar Deviasi:
 |
|||
 |
|||
= 0,0036
Diperoleh
h Rata-rata =
(0,065 ± 0,0036) dyne.s.cm-2
BAB V
DISKUSI
Dari percobaan yang telah kami lakukan, telah diperoleh nilai koefisien
viskositas yang berbeda pada setiap massa bola. Karena taraf kekentalan
berpengaruh juga terhadap massa beban yang masuk ke dalam cairan tersebut,
semakin besar massa bola semakin besar kecepatan bola untuk sampai pada jarak
yang ditentukan, sehingga nilai koefisien viskositas zat cair juga berpengaruh.
Dalam teori nilai viskositas oli SAE 40 sebesar 0,08 dyne.s.cm2. Sedangkan nilai
viskositas yang di dapat dalam percobaan yang kita peroleh sebesar h=(0,065± 0,00036) dyne.s.cm2 . Dikarenakan pada percobaan
terjadi beberapa kesalahan diantaranya, seperti cairan yang digunakan tidak jernih, sehingga tidak dapat melihat
benda pada saat masuk di cairan dengan jelas. Selanjutnya, pada saat bola
hampir mendekati jarak yang sudah ditentukan , ada gaya tarik antara bola baja
dengan holding magnet. Sehingga bola yang seharusnya belum sampai pada jarak yang tepat, menjadi berada di
jarak yang sudah ditentukan. Dan pada penghentian waktu pada stopwatch, terjadi
penghentian yang kurang tepat pada percobaan.
BAB VI
KESIMPULAN
Dan
percobaan yang kami lakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa viskositas zat cair
berpengaruh dengan massa beban yang masuk dicairan tersebut. Semakin besar
massa beban, maka kecepatan beban dan nilai koefisien viskositas zat cair
tersebut semakin besar. Viskositas zat cair memiliki gaya penghalang bagi benda
yang masuk , gaya tersebut dinamakan gaya Stokes. Nilai koefisien
viskositas zat cair oli SAE 40 sebesar h = 0,08 dyne.s.cm2 .Berbeda dengan nilai viskositas yang kami peroleh
yaitu h= ( 0,065 ± 0,00036) dyne.s.cm2
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,DouglasC.2011.Fisikajilid I.Jakarta:Erlangga
AbySarojo,Ganijanti.2002.SeriFisikaDasarMekanika.Jakarta:Salemba
Surabaya Time