Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6

MENENTUKAN KOEFISIEN VISKOSITAS SUATU ZAT CAIROleh :Baharudin Wahib(113174011)Nunggal Mukti P(113174018)Savitri Rindyana(113174029)Safar Galih P. N(113174043)

ABSTRAKPercobaan 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 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 sebesar (7,38x10-2 0,00) dyne s/cm2 dengan nilai kepastian 94,58%.

Laporan Praktikum Fisika Dasar: M-6

Diseminarkan Tanggal 15 Desember 2011Page 1

I. PENDAHULUANGesekan-gesekan internal yang terjadi pada fluida memiliki besar yang tertentu disebut dengan viskositas. Viskositas bisa terjadi pada zat cair maupun zat gas. Viskositas pada intinya merupakan gaya gesek yang terjadi antara lapisan-lapisa yang bersisian pada fluida saat lapisan-lapisan tersebut bergerak satu melewati yang lainnya. Viskositas terutama disebabkan oleh gaya kohesi yang dimiliki antar molekul. Besar viskositas ditentukan oleh jenis fluida, sehingga antara jenis fluida yang satu dengan jenis fluida yang lain memiliki besar koefisien viskositas yang berbeda. Viskositas fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantitatif dengan koefisien viskositas () dengan menggunakan rumus.Adapun tujuan dari percobaan ini adalah menentukan viskositas zat cair (pelumas SAE 40). Adapun rumusan masalah dari percobaan ini adalah Bagaimana cara menentukan koefisien viskositas cairan dengan menggunakan hukum Stokes? Berapa nilai koefisien viskositas oli SAE 40?.

II. DASAR TEORIViskositas (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 satu melewati yang lainnya. Baik zat cair 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 molekulBenda yang dijatuhkan pada zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan percepatan dengan gaya-gay yang bekerja.F = W FA Fr = m.a(1)dengan W = gaya berat bendaFA = gaya angkat ke atasFr = gaya gesek zat cairJika suatu benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental menurut Stokes gaya ini dapat dirumuskan :Fr = 6 v r(2)dengan = viskositas fluidar = jari jari bolav = kecepatan gerak bolaGaya gesek zat cair berbanding lurus dengan kecepatan, semakin besar kecepatan, maka gaya gesek yang dialami benda semakin besar. Sehingga, suatu saat akan terjadi keseimbangan dinamis (benda bergarak tanpa percepatan)Fr = W - FA(3)Degan memasukkan harga gaya-gaya ini, maka diperoleh :

Untuk ketelitian diperlukan factor koreksi:

dengan v = kecepatan bola yang telah dikoreksiv = kecepatan berdasarkan pengamatan (s/t)r = jari-jari bolaR = jari-jari dalam tabungL = panjang zat cair dalam tabung

III. METODE EKSPERIMEN1. Gambar Rancangan Percobaan2. Alat dan Bahana) Peralatan viscometerb) Bola bajac) Magnetd) Stopwatche) Neracaf) Hydrometerg) Micrometerh) Jangka sorongi) Minyak pelumas SAE 40

3 Variabel PercobaanVariabel manipulasi : Jarak (s)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.Variabel kontrol : bola baja, peralatan viskometer dan minyak pelumas SAE 40Definisi 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 dengan massa jenis 0,88 g/cm3Variabel respon : waktu (t)Definisi operasional variabel respon : Waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak semakin lama akan semakin besar. Karena seiring bertambahnya jarak, maka waktu tempuhnya juga semakin lama.

IV. DATA DAN ANALISISBerdasarkan percobaan tentang penentuan besar viskositas zat cair didapatkan hasil sebagai berikut :NO (dyne s/cm2)

17,3 x 10-2

27,4 x 10-2

37,2 x 10-2

47,1 x 10-2

57,9 x 10-2

Untuk mendapatkan waktu (t) yang berbeda dilakukan dengan memanipulasi jarak tempuh (s) dan untuk mendapatkan nilai bola digunakan persamaan = m/V. Kemudian untuk mendapatkan besar viskositas zat cair () dengan persamaan

Dari substitusi nilai-nilai yang didapat pada percobaan dengan persamaan di atas, didapat nilai rata-rata dari 5 kali manipulasi yaitu sebesar 7,38 x 10-2 dyne s/cm2Dari data di atas kita dapat menganalisis bahwa waktu (t) sebanding dengan jarak tempuh (s). semakin jauh atau panjang jarak tempuhnya maka waktu yang digunakan semakin lama.Berdasarkan percobaan di atas, diperoleh taraf kepastiannya sebesar 94,58%. Hal ini menunjukkan bahwa data yang kami peroleh cukup akurat karena taraf ketidak pastiannya cukup kecil yaitu 5,42 %.

V. DISKUSITerjadi perbedaan besarnya nilai koefisien viskositas berdasarkan percobaan kami dengan besarnya viskositas secara teori. Besarnya nilai koefisien viskositas secara teori adalah 8,51 x 10-2 dyne s/cm2 sedangkan pada percobaan kami mendapatkan nilai koefisien viskositas Oli SAE 40 sebesar 7,38 x 10-2 dyne s/cm2. Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan suhu ruangan. Suhu ruangan yang kita tempati adalah 34oC sedangkan besarnya nilai koefisien viskositas pada teori tersebt pada suhu 25oC. Serta kurangnya pemahaman kami dalam membaca skala alat ukur, sehingga adanya kemungkinan terjadi kesalahan terhadap data yang diperoleh.

VI. KESIMPULAN DAN SARANBerdasarkan data dan pembahasan di atas, dapat diambil kesimpulan bahwa kekentalan zat cair (viskositas) mengakibatkan terjadinya perubahan laju atau kecepatan bola. Semakin besar nilai koefisien viskositas zat cair, maka semakin 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/cm2 pada saat ruangan bersuhu 34oC.Adapun saran dari penulis adalah:1. Menggunakan bola baja dengan ukuran yang cukup besar sehingga dapat dengan mudah diamati pada saat jatuhnya.2. Perubahan jarak harus cukup besar agar waktu yang didapat perbedaannya terlihat3. Percobaan harus dilakukan dengan teliti, terutama saat menghentikan bola baja ketika sudah melewati batas jarak yang telah ditentukan.

DAFTAR PUSTAKAhttp : //www.fisikaasyik.com/home02/content/view/64/44tim Dosen Praktikum Fisika Dasar I. 2011. Panduan Praktikum Fisika Dasar I. Surabaya : UnipressR Munson,Bruce,dkk. 2004. Mekanika Fluida. Jakarta:ErlanggaZemansky,Sears.1969. Fisika untuk Universitas I. Jakarta: Trimitra MandiriSarojo, Ganijanti Aby. 2002. Seri Fisika Dasar Mekanika. Jakarta: Salemba TeknikaHaliday,Resnick.1991. Fisika Jilid (Terjemah). Jakarta:Erlangga

JAWABAN PERTANYAAN1. 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 gravitasi2. 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 gaya apung ke atas benda dijumlah dengan gaya gesek benda sma besar dengan gaya berat. Secara matematis dapat dirumuskan:FA + Fr = WSehingga F = 0 dan a = 0, jadi benda bergerak dengan kecepatan konstan tanpa percepatan.