Viskositas

Ukuran kekentalan zat cair atau gesekan dalam zat cair disebut viskositas. Viskositas dalam aliran  fluida kental sama saja dengan gesekan pada gerak benda padat. Untuk fluida ideal, viskositas η = 0, sehingga selalu dianggap bahwa benda yang bergerak dalam fluida ideal tidak mengalami gesekan yang disebabkan oleh fluida. Akan tetapi, bila benda bergerak dengan kelajuan tertentu dalam fluida kental, maka gerak benda akan dihambat oleh gaya gesekan fluida. Besar gaya gesekan fluida dirumuskan:

F_f = k ς v

Koefisien k bergantung pada bentuk geometris benda. Untuk benda yang memiliki bentuk geometris berupa bola dengan jari-jari r, maka diperoleh nilai k sebagai berikut:

k = 6 δ r                                 

Sehingga diperoleh rumus untuk Hukum Stokes sebagai berikut (Siswanto, 2009:164):

F_f = 6 δ ς r v

Keterangan:

F_f = gaya gesek (N)

ς  = koefisien viskositas (Ns/m²)

r =jari-jari (m)

v = kelajuan bola (m/s)

Saat bola bergerak ada beberapa gaya yang mempengaruhinya, yaitu: gaya berat, gaya ke atas (gaya Archimedes), dan gaya Stokes. Pada saat bola dijatuhkan dalam fluida, bola bergerak dipercepat vertikal ke bawah. Karena kecepatannya bertambah, maka gaya Stokes juga bertambah. Sehingga suatu saat bola berada dalam keadaan setimbang dengan kecepatan tetap. Kecepatan bola pada saat mencapai nilai maksimum dan tetap disebut kecepatan terminal seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Pada saat bola dalam keadaan setimbang, maka resultan gaya yang bekerja pada bola sama dengan nol.

F_A + F_S = W

Karena benda berbentuk bola dengan jari-jari r, maka volume benda V_b = (4/3) δr³ sehingga, didapatkan persamaan sebagai berikut

 Keterangan:

η      = koefisien viskositas ( Ns/m²)

r      = jari-jari bola (m)

ρ_b     = massa jenis bola (kg/m³)

ρ_f     = massa jenis fluida (kg/m³)

g     = percepatan gravitasi (m/s²)

v     = kecepatan terminal bola (m/s)

Viskositas 2016-04-11T05:57:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Mantan Tentor Fisika