(Hukum STOKES & kecepatan terminal) VISKOSITAS (Hukum STOKES & kecepatan terminal) Oleh : Enggal dwi mulyaningtyas Royan praja yudhistira Sofian hendrawan Ulya zain cahyani

Pengertian viskositas : Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi(gaya tarik-menarik antar molekul yang sama antara molekul) zat cair. Dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas.

Nilai viskositas setiap fluida berbeda menurut jenis material tempat fluida tersebut mengalir. Tingkat kekentalan suatu fluida juga dipengaruhi oleh suhu, semakin tinggi suhu zat cair, semakin kental zat cair tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas : Fluida yang digunakan Luas penampang Objek yang digunakan Temperatur sedikit mempengaruhi kekentalan dari fluida

Koefisien Viskositas F = ηA(v/l) Dimana: Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa.s). Benda yang bergerak dalam fluida kental mengalami gaya gesek yang besarnya dinyatakan dengan persamaan: F = ηA(v/l) Dimana: η = Koefisien Viskositas (Ns/m2) = Pa . S F = Gaya ℓ = Jarak A = Luas Permukaan V = Laju

Koefisien viskositas fluida dihitung dengan persamaan: Keterangan:  = koefisien viskositas (Ns/m2) r = jari-jari bola (m) v = kecepatan maksimum bola (m/s)  = massa jenis bola (kg/m3) ’ = massa jenis fluida (kg/m3)

Contoh Nilai Viskositas Berikut adalah nilai viskositas beberapa fluida tertentu berdasarkan eksperimen:

Hukum Stokes   “Bila sebuah bola bergerak dalam suatu fluida yang diam maka terhadap bola itu akan bekerja gaya gesek dalam bentuk gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah gerak bola tersebut.” Syarat-syarat berlakunya hukum Stokes : Ruang tempat fluida terbatas. Tidak ada turbulensi(gerak bergolak tidak teratur yg merupakan ciri gerak zat yang mengalir) di dalam fluida. Kecepatan (V) tidak besar sehingga aliran masih linier. Contoh turbulensi

Persamaan Hukum Stokes Gaya gesek terhadap bola yang bergerak di dalam fluida diam disebut dengan gaya Stokes. Gaya gesek Stokes dirumuskan dengan: Ff = 6πrη Keterangan: Fs = gaya gesekan Stokes (N)  = koefisien viskositas (N/m2) r = jari-jari bola (m) v = kecepatan relatif bola terhadap fluida (m/s)

KECEPATAN TERMINAL Jika sebuah kelereng dijatuhkan ke dalam seember air (posisi awal jatuh sudah di dalam air). Kecepatan kelereng tersebut di dalam fluida akan semakin membesar sampai mencapai kecepatan maksimal yang nilainya tetap. kecepatan inilah yang disebut dengan kecepatan terminal.

Gaya yang berlaku pada kecepatan terminal : 1. Gaya Berat : W = m.g (arah ke bawah) 2. Gaya tekan ke atas oleh air(gaya archimedes): Fa = ρ.g.h 3. Gaya hambatan oleh fluida (gaya stokes) : Fs = 6 π η r v Gaya berat bola (w) berarah vertikal ke bawah. Gaya Archimedes (FA) berarah vertikal ke atas. Gaya Stokes (FS) berarah vertikal ke atas.

Persamaan kecepatan terminal Kecepatan terminal dirumuskan dengan persamaan : Vb = volume benda Vt = Kecepatan terminal (m/s) r = jari-jari bola (m) g = gravitasi (m s-2) η = koefisien viskositas (kg m-1 s-1) ρb = massa jenis benda  (kg m-3) ρf = massa jenis fluida (kg m-3)

Terima kasih