Tegangan Permukaan

Muhammad Dhanu

Ramdhan Malik

Shamira Natania

Talitha Salsabila

Definisi

• Salah satu sifat yang dimiliki fluida statis adalah permukaannya punya tegangan. Tegangan tersebut dinamakan tegangan permukaan.

• Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang di kerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan,hal tersebut karena gaya adhesi lebih kecil dari gaya kohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan.

• Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk meregang sehingga permukaannya nampak seolah dilapisi oleh suatu lapisan.

Penyebab terjadinya Tegangan Permukaan

• Partikel A dalam zat cair ditarik oleh gaya sama besar ke segala arah oleh partikel-partikel di dekatnya. Partikel B di permukaan zat cair hanya ditarik oleh partikel-partikel disamping dan dibawahnya, hingga pada permukaan zat cair terjadi tarikan ke bawah.

• Nah apabila ada serangga yang dapat berdiri di permukaan air tanpa tengelam penyebabnya adalah adanya tegangan permukaan adalah gaya kohesi (gaya terik menarik molekul sejenis) dari fluida atau zat cair. Setiap molekul zat cair saling menarik molekul di sekitar mereka. Gaya tarik menarik ini memicu adanya ikatan yang cukup kuat antar molekul.

Rumus tegangan permukaan

misalkan panjang kawat kedua adalah l. Larutan sabun yang menyentuh kawat kedua memiliki dua permukaan, sehingga gaya tegangan permukaan bekerja sepanjang 2l panjang permukaan. Tegangan permukaan (ϒ) dalam larutan sabun didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan permukaan (F) dan panjang permukaan (d) tempat gaya itu bekerja. Secara matematis kita tulis:

Gambar diatas menunjukaan contoh lain dari tegangan permukaan. Seutas kawat dibelokkan hingga membentuk U dan seutas kawat kedua dapat meluncur pada kaki-kaki kawat U. Ketika alat ini dicelupkan pada larutan sabun dan dikeluarkan, kawat kedua (jika beratnya tidak begitu besar) akan tertarik keatas. Untuk menahan kawat ini agar tidak meluncur ke atas, kita perlu mengerjakan gaya T kebawah. Total gaya ke bawah yang menahan kawat kedua adalah F= T + w.

Dalam kasus ini d=2l, sehingga

Dengan :

F= gaya

L= panjang

ϒ= tegangan permukaan

• Perhatikan, tegangan permukaan bukanlah besaran gaya, melainkan merupakan gaya dibagi dengan panjang, sehingga satuan tegangan permukaan adalah N/m.

ϒ=

Tabel. Nilai hasil pengukuran permukaan tegangan

Penerapan dalam sehari-hari

• Tegangan permukaan air berhubungan dengan kemampuan air membasahi benda. Makin kecil tegangan permukaan air, makin baik kemampuan air untuk membasahi benda. Ini berarti kotoran-kotoran pada benda lebih mudah larut dalam air. Prinsip inilah yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan fisika sehari-hari.

• Contoh:

1. Mencuci dengan air panas lebih mudah dan bersih: Tegangan permukaan air dipengaruhi oleh suhu. Makin tinggi suhu air, makin kecil tegangan permukaan air. Ini berarti makin baik kemampuan air untuk membasahi benda.

2. Detergen sintesis modern juga didesain untuk meningkatkan kemampuan air membasahi kotoran yang melekat pada pakaian, yaitu dengan menurunkan tegangan permukaan air. Banyak kotoran pakaian yang tidak larut di dalam air segar, tetapi larut didalam air yang diberi detergen.

4. Beberapa jenis serangga kecil bisa berjalan di atas air. Laba-laba air dapat begitu mudah bergerak cepat di atas air bukan hanya semata karena tubuhnya yang ringan dan morfologi tubuh yang mendukung, tetapi juga dikarenakan adanya tegangan permukaan zat cair.

3. Antiseptik yang diapaki untuk mengobati luka, selain memiliki daya bunuh kuman yang baik, juga memiliki tegangan permukaan yang rendah, sehingga antiseptik dapat membasahi seluruh luka. Jadi, alkohol dan hampir semua antiseptik memiliki tegangan permukaan yang rendah.

Rumus Tegangan Permukaan Zat Cair

• Tegangan permukaan (gama) merupakan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja. Rumus fisikanya

• γ = F/d

• dengan γ = tegangan permukaan (N/m atay Dyne/cm)d = panjang permukaan (m atau cm) dimana dilai d adalah = 2l

Contoh Soal:

Sebatang kawat dibengkokkan seperti huruf U. Kemudian kawat kecil PQ yang bermassa 0,2 gram dipasang dalam kawat tersebut(perhatikan gambar).Kemudian kawat tersebut dicelupkan ke dalam cairan sabun dan diangkat vertikal sehingga ada lapisan tipis sabun di antara kawat tersebut. Ketika ditarik ke atas kawat kecil mengalami gaya tarik ke atas oleh lapisan sabun. Agar terjadi keseimbangan, maka pada kawat kecil PQ digantungkan benda dengan massa 0,1 gram. Jika panjang kawat PQ = 10 cm dan nilai gravitasi 9,8 m/s2, berapa tegangan sabun tersebut?

Pembahasan:

• Diketahui :

Massa kawat = 0,2 gram = 2 x 10-4 kg;

Panjang kawat (l) = 10 cm = 10-1 m;

Massa benda = 0,1 gram = 1 x 10-4 kg;

g = 9,8 m/s2

• Ditanyakan : tegangan permukaan lapisan sabun (g)

• Rumusγ = F/d ( d = 2l)F = berat kawat ditambah berat benda = 3 x 10-4 kg x 9,8 = 2,94 x 10-

3 Nγ = 2,94 x 10-3/ 2x 10-1 = 1,47 x 10-

2 N/m. Jadi besarnya tegangan permukaan adalah 1,47 x 10-2 N/m.

Yayyy sudah selesai, jangan ngantuk lagi ya ;)