Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6
MENENTUKAN KOEFISIEN VISKOSITAS SUATU ZAT CAIR Oleh : Baharudin Wahib
(113174011)
Nunggal Mukti P
(113174018)
Savitri Rindyana
(113174029)
Saf’ar Galih P. N N
(113174043)
ABSTRAK
Percobaan tentang viskositas zat cair dengan menggunakan metode viskositas bola jatuh. Awalnya kami memasukkan cairan yang akan diukur nilai viskositasnya yaitu minyak pelumas SAE 40 ke dalam peralatan viscometer. Kemudian kami mengukur jari-jari bola baja serta menimbang massa dari bola baja tersebut. Selain itu kami juga mengukur massa jenis dari cairan pelumas SAE 40. Percobaan dilakukan dengan memanipulasi jarak (s) sehingga diketahui waktu (t). Caranya yaitu memasukkan bola baja ke dalam dalam peralatan viscometer yang berupa tabung dan sudah diisi cairan sampai melewati jarak (s) yang telah ditentukan dan dicatat waktu yang diperlukan untuk mencapai jarak tersebut. Dari percobaan itu diperoleh koefisien viskositas cairan η η sebesar (7,38x10-2 ± 0,00) dyne s/cm 2 dengan nilai kepastian 94,58%.
antar molekul. Besar viskositas ditentukan
I. PENDAHULUAN
Gesekan-gesekan internal yang terjadi
oleh jenis fluida, sehingga antara jenis
pada fluida memiliki besar yang tertentu
fluida yang satu dengan jenis fluida yang
disebut dengan viskositas. Viskositas bisa
lain memiliki besar koefisien viskositas
terjadi pada zat cair maupun zat gas.
yang
Viskositas pada intinya merupakan gaya
berbeda dapat dinyatakan secara kuantitatif
gesek yang terjadi antara lapisan-lapisa
dengan koefisien viskositas (η) (η) dengan
yang bersisian pada fluida saat lapisan-
menggunakan rumus.
lapisan tersebut bergerak satu melewati yang
lainnya.
Viskositas
terutama
disebabkan oleh gaya kohesi yang dimiliki Diseminarkan Tanggal 15 Desember 2011
berbeda.
Viskositas
fluida
yang
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah menentukan viskositas zat cair (pelumas
SAE
40).
Adapun
rumusan Page 1
Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6 masalah
dari
“Bagaimana
percobaan
ini
adalah
v = kecepatan gerak bola
cara menentukan koefisien
Gaya gesek zat cair berbanding
viskositas cairan dengan menggunakan
lurus dengan kecepatan, semakin besar
hukum Stokes? Berapa nilai koefisien
kecepatan, maka gaya gesek yang dialami
viskositas oli SAE 40?”.
benda semakin besar. Sehingga, suatu saat akan terjadi keseimbangan dinamis (benda
II.
bergarak tanpa percepatan)
DASAR TEORI
Viskositas
(kekentalan)
dapat
dianggap sebagai gesekan di bagian dalam suatu fluida yang pada intinya merupakan gaya gesekan antara lapisan-lapisan fluida yang besisihan pada waktu lapisan-lapisan tersebut
bergerak
lainnya.
Baik
zat
satu
melewati
cair
yang
maupun
gas
mempunyai viskositas, hanya saja zat cair lebih kental daripada gas. Pada zat cair viskositas terutama muncul akibat gaya kohesi antar molekul. Sedangkan pada gas, viskositas muncul akibat tumbukan antar molekul
Fr = W - FA
(3)
Degan memasukkan harga gayagaya ini, maka diperoleh :
Untuk ketelitian diperlukan factor koreksi:
( )( ) dengan v = kecepatan bola yang telah dikoreksi v’
=
kecepatan
berdasarkan
pengamatan (s/t) r = jari-jari bola
Benda yang dijatuhkan pada zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan
R = jari-jari dalam tabung L = panjang zat cair dalam tabung
percepatan dengan gaya-gay yang bekerja. ∑F = W – FA – Fr = m.a
(1)
dengan W = gaya berat benda FA = gaya angkat ke atas Fr = gaya gesek zat cair Jika suatu benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental menurut Stokes gaya ini dapat dirumuskan : Fr = 6 π η v r
(2)
dengan η = viskositas fluida r = jari – jari bola Diseminarkan Tanggal 15 Desember 2011
Page 2
Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6 III. METODE EKSPERIMEN
Variabel kontrol : bola baja, peralatan
1. Gambar Rancangan Percobaan
viskometer dan minyak pelumas SAE 40
Definisi operasional variabel kontrol : Bola baja yang digunakan saat melakukan percobaan ini kami mengontrol bola baja yang digunakan bermassa 5,60 gram dan jari-jari sebesar 5,01 mm. selain itu peralatan viscometer juga kami kontrol dengan jari-jari dalam tabung sebesar 1,28 cm, serta minyak pelumas yang kami gunakan adalah minyak pelumas SAE 40
2. Alat dan Bahan a) Peralatan viscometer
dengan massa jenis 0,88 g/cm 3
b) Bola baja
Variabel respon : waktu (t)
c) Magnet
Definisi operasional variabel respon :
d) Stopwatch
Waktu yang diperlukan untuk menempuh
e) Neraca
jarak semakin lama akan semakin besar.
f) Hydrometer
Karena seiring bertambahnya jarak, maka
g) Micrometer
waktu tempuhnya juga semakin lama.
h) Jangka sorong IV.
i) Minyak pelumas SAE 40
DATA DAN ANALISIS
Berdasarkan 3 Variabel Percobaan
penentuan
Variabel manipulasi : Jarak (s)
didapatkan hasil sebagai berikut :
Definisi operasional variabel manipulasi : Jarak yang ditempuh bola baja semakin lama semakin besar, yang diukur dahulu dengan
menggunakan
mistar
dan
dilakukan 5 kali manipulasi jarak, yaitu 30,0 cm ; 40,0 cm ; 50,0 cm ; 60,0 cm ;dan 70,0 cm.
NO 1 2 3 4 5
besar
percobaan viskositas
tentang zat
cair
η (dyne s/cm ) 7,3 x 10 7,4 x 10 7,2 x 10 7,1 x 10 7,9 x 10 -
Untuk mendapatkan waktu (t) yang berbeda dilakukan dengan memanipulasi jarak tempuh (s) dan untuk mendapatkan nilai ρ bola digunakan persamaan ρ = m/V.
Diseminarkan Tanggal 15 Desember 2011
Page 3
Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6 Kemudian
untuk
mendapatkan
besar
suhu 25oC. Serta kurangnya pemahaman
viskositas zat cair (η) dengan persamaan
Dari
substitusi
koefisien viskositas pada teori tersebt pada
kami dalam membaca skala alat ukur, sehingga
nilai-nilai
yang
adanya
kemungkinan
terjadi
kesalahan terhadap data yang diperoleh.
didapat pada percobaan dengan persamaan di atas, didapat nilai η rata-rata dari 5 kali manipulasi yaitu sebesar 7,38 x 10 -2 dyne
VI.
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan data dan pembahasan di atas,
s/cm2 Dari
data
di
atas
kita
dapat
menganalisis bahwa waktu (t) sebanding dengan jarak tempuh (s). semakin jauh atau panjang jarak tempuhnya maka waktu yang
diperoleh
taraf
diambil
kekentalan
kesimpulan
zat
cair
bahwa
(viskositas)
mengakibatkan terjadinya perubahan laju atau kecepatan bola. Semakin besar nilai koefisien viskositas zat cair, maka semakin
digunakan semakin lama. Berdasarkan
dapat
percobaan kepastiannya
di
atas,
sebesar
94,58%. Hal ini menunjukkan bahwa data yang kami peroleh cukup akurat karena taraf ketidak pastiannya cukup kecil yaitu 5,42 %.
kecil kecepatan benda yang dimasukkan ke dalamnya. Serta berdasarkan percobaan kami mengetahui bahwa nilai koefisien viskositas minyak pelumas SAE 40 adalah (7,38 x 10 -2 ± 0,00) dyne s/cm 2 pada saat ruangan bersuhu 34oC. Adapun saran dari penulis adalah:
V.
1. Menggunakan bola baja dengan ukuran
DISKUSI
yang
Terjadi perbedaan besarnya nilai koefisien viskositas berdasarkan percobaan kami dengan besarnya viskositas secara teori. Besarnya nilai koefisien viskositas -2
secara teori adalah 8,51 x 10 dyne s/cm sedangkan
pada
percobaan
dengan
besar
mudah
sehingga
diamati
dapat
pada
saat
jatuhnya. 2. Perubahan jarak harus cukup besar agar waktu
yang
didapat
perbedaannya
2
kami
mendapatkan nilai koefisien viskositas Oli -2
cukup
terlihat 3. Percobaan
harus
dilakukan
dengan
teliti, terutama saat menghentikan bola
2
SAE 40 sebesar 7,38 x 10 dyne s/cm . Hal
baja ketika sudah melewati batas jarak
ini disebabkan oleh adanya perbedaan suhu
yang telah ditentukan.
ruangan. Suhu ruangan yang kita tempati adalah 34oC sedangkan besarnya nilai Diseminarkan Tanggal 15 Desember 2011
Page 4
Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6 gaya apung ke atas benda dijumlah
DAFTAR PUSTAKA
http
:
dengan gaya gesek benda sma besar
//www.fisikaasyik.com/home02/content/vie
dengan gaya berat. Secara matematis
w/64/44
dapat dirumuskan:
tim Dosen Praktikum Fisika Dasar I. 2011.
FA + Fr = W
Panduan
Sehingga ∑F = 0 dan a = 0, jadi benda
Praktikum
Fisika
Dasar
I .
Surabaya : Unipress
bergerak dengan kecepatan konstan
R Munson,Bruce,dkk. 2004. Mekanika
tanpa percepatan.
Fluida. Jakarta:Erlangga Zemansky,Sears.1969.
Fisika
untuk
Universitas I . Jakarta: Trimitra Mandiri Sarojo, Ganijanti Aby. 2002. Seri Fisika Dasar Mekanika. Jakarta: Salemba Teknika Haliday,Resnick.1991.
Fisika
Jilid
(Terjemah). Jakarta:Erlangga
JAWABAN PERTANYAAN
1. Tidak, karena nilai koefisien viskositas tidak hanya dipengaruhi oleh jenis zat cair, namun dipengaruhi oleh jari-jari bola, massa jenis bola, kecepatan bola dalam zat cair tersebut dan percepatan gravitasi 2. Benar, koefisien vskositas suatu zat cair dipengaruhi jar-jari dan massa jenis bola yang dijatuhkan. Hal itu dapat dibuktikan dengan persamaan:
3. Syarat agar benda yang berbentuk bola jatuh bebas di udara dapat mencapai keadaan
setimbang
sehingga
bola
tersebut bergerak lurus beraturan adalah Diseminarkan Tanggal 15 Desember 2011
Page 5
