tegangan permukaan i

Upload: lutfi-akhsani

Post on 10-Oct-2015

376 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Tugas ujian akhir praktikum fisika dasar

TRANSCRIPT

TEGANGAN PERMUKAAN I

TEGANGAN PERMUKAAN IAgi Karlina (3425111406)Lutfi Akhsani (3425110172)Rizal Yoga (3425111420)TujuanMemahami adanya gaya-gaya pada permukaan zat cair atau antara batas dengan bahan lainMenentukan besar tegangan permukaan zat cairMengetahui perhitungan tegangan permukaanMengetahui hubungan antara massa, panjang benang, dan konsentrasi terhadap tegangan permukaanMemahami konsep tegangan permukaanKajian PustakaTegangan muka adalah usaha yang dibutuhkan untuk menambah satu satuan luas permukaan

Tegangan dalam suatu gelembung Tegangan permukaan menyebabkan suatu perbedaan antara gelembung bagian dalam dan bagian luar atau tetsan zat cair. Gelembung sabun terdiri dari dua permukaan film berbentuk bola dengan kapasitas tipis diantara cairan karena tegangan permukaan film tersebut cenderung menyusut dalam suatu upaya meminimalkan daerah permukaan mereka. Tetapi sebagaimana gelembung mengerut begitu juga ia menekan udara didalamnya, akirnya menambah tekanan bagian dalam

Dua batang gelas dibuat sama panjangnya dan saling dihubungkan dengan dua utas benangJika kedua batang gelas telah dihubungkan dengan benang, celupkan ke dalam air sabun maka setelah diangkat terjadi selaput dan benang tidak tegak lurusMisalkan tegangan tali adalah Dyne. Massa benang dan selaput dapat diabaikan. Berat dari sistem dibawah garis horizontal ialah mg, gaya ini ditahan oleh tegangan tali dan tegangan selaput:(1)(2)Untuk yang kecil:(3)

Karena N dan T konstan, maka r juga konstan jadi setelah terjadi selaput sabun membentuk lingkaran. Dengan mensubtitusikan persamaan (3) pada persamaan (1) dan bila jarak diketahui, maka persamaan (1) dapat ditulis:(4) Ket:L : jarak lurusAC pada saat terjadi selaput(5)Maka untuk menghitung tegangan permukaan(6)

Gaya Van der Waals

Gaya Van der Waals adalah gaya antar molekul-molekul cairan. Molekul cairan yang seluruh bulatan influensinya tercelup dalam cairan akan mengalami gaya Van der Waals oleh molekul-molekul lainnya secara merata ke segala arah sehingga resultan gaya adalah nol. Dalam hal tersebut, molekul-molekul lainnya akan menyebar secara merata di dalam zat cair. Namun lain halnya dengan molekul cairan yang bulatan infuesinya tidak sepenuhnya tercelup ke dalam zat cair.

Alat dan BahanDua buah batang gelas yang sama panjangnyaBenangAir sabunKertas milimeterSilet/gunting untuk memotong benangProsedur PercobaanMenyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan pada praktikum kali iniMenimbang batang gelas kaca beberapa kali untuk mengetahui berat batang gelas kaca tersebutCara menimbang: Meletakkan batang gelas kaca di atas timbangan kemudian lihat angka dimana jarum pada timbangan tersebut berhenti dan itulah hasil penimbangan berat benda tersebutMenghubungkan 2 batang gelas yang sama panjangnya dengan dua utas benang dengan panjang benang 4 kali jarak ikatan pada batang kacaMengukur jarak antar kedua benang dengan bantuan kertas milimeter blokMencelupkan ke dua batang gelas kaca yang telah di hubungkan dengan benang pada air sabunKemudian mengangkat batang kaca tersebut dengan memegang salah satu batang kaca dan mendekatkannya pada kertas milimeter blok yang telah tersediaMengatur agar jarak kedua batang kaca yang terjadi dapat di ukur dengan telitiMelakukan kembali langkah ke (3) dan (5) dengan mengganti panjang benang (lebih panjang dari percobaan sebelumnya)Nb: Penggantian panjang benang di lakukan sebanyak tiga kali perubahanMengganti air sabun yang telah di pergunakan dengan air sabun baru (air sabun dingin dan air sabun hangat). Kemudian melakukan kembali seperti percobaan ke (3) dan (5).Melakukan pengamatan sebanyak 10 kali untuk masing-masing kondisiMencatat hasil yang telah di peroleh pada percobaan iniMembersihkan dan mengembalikan kembali alat dan membuang air sabun pada tempatnya

Pertanyaan AwalBuktikan persamaan 5 dan 6 !Jawab :

Jelaskan perbedaan mekanisme pertambahan luas permukaan antar selaput sabun yang diregangkan dengan karet yang di tarikJawab :Perbedaan terlihat dari penambahan luas pada air sabun luas permukaan antar selaput dengan tidak merata yang dapat kita lihat dengan warna seperti pelangi pada gelembung sabun sedangkan pada karet merata

Jelaskan mengapa silet atau jarum terapung di atas permukaan airJawab :Silet atau jarum dapat terapung di atas permukaan air karena selaput zat cair dalam kondisi tegang. Tegangan fluida ini bekerja paralel terhadap permukaan dan timbul dari adanya gaya tarik menarik antara molekul

Jika anda mempunyai pipa pegas yang lubangnya sangat kecil dan ujungnya dimasukkan ke dalam air maka air sabun akan naik ke pipa. Jelaskan bagaimana hal ini bisa terjadiJawab :Jika pipa pegas yang lubangnya sangat kecil dan ujungnya di masukkan ke dalam air maka air akan naik kedalam pipa karena tegangan permukaan pada zat cair menyebabkan zat cair memiliki sudut kontak c 90 akan naik ke atas pipa yang lebih tinggi dari pada permukaan zat cair yang di keluarkan. Jika pipa tersebut semakin kecil maka tinggi permukaan akan semakin tinggi. Hal ini dapat terjadi karena tegangan permukaan pipa ke arah bawah tidak seimbang dengan permukaan lainAplikasiMencuci dengan air panas lebih mudah dan menghasilkan cucian yang lebih bersihGelembung sabun atau air berbentuk bulatKlip tidak tenggelam dalam airPerahu LayarSerangga yang terapung di atas permukaan airData PengamatanMassa Batang KacaKelengkungan Sabun

Panjang Tali

massa gelas beker = 90 grammassa sabun 110 90 = 20 gramnst timbangan = 0,01nst milimeter blok = 1 mmNoMassa Batang (Gram)123456,286,266,276,296,28Nod = 3 cmd = 4 cmd = 5 cm123456789101,901,801,901,701,701,901,801,601,601,802,802,702,602,602,602,802,702,802,602,703,503,403,303,403,203,303,203,203,303,40Nol1 (cm)l2 (cm)l3 (cm)1234567891011,811,911,811,811,911,811,911,911,911,815,615,715,815,815,815,715,615,715,815,719,619,519,619,719,619,619,619,719,619,7Pengolahan DataNom (gram)m(gram)123456,286,266,276,296,2839,438439,187639,312939,564139,438431,38196,9414

NoC1 (cm)C1 (cm)d = 3 cm123456789101,901,801,901,701,701,901,801,601,601,803,613,243,612,892,893,613,242,562,563,2417,7031,45

Nol1 (cm)l1 (cm)1234567891011,811,911,811,811,911,811,911,911,911,8139,24141,61139,24139,24141,61139,24141,61141,61141,61139,24118,51404,25

Perhitungan

Tegangan Permukaan

Hasil dan PembahasanPercobaan ini dilakukan untuk memahami dan mengamati adanya gaya-gaya pada permukaan zat cair atau antara batas dengan bahan lain serta menentukan besar tegangan permukaan zat cairZat cair yang digunakan dalam percobaan ini adalah campuran detergen dan air. Percobaan ini tidak mengubah konsentrasi melainkan merubah jarak ikatan dan panjang benangBatang yang digunakan sebanyak 2 buah dengan massa dan panjang yang berbeda dikarenakan keadaan, sehingga menyulitkan untuk menyeimbangkannyaPada variabel panjang benang, dapat disimpulkan bahwa panjang benang sebanding dengan besarnya tegangan permukaan. Jadi, semakin panjang benang yang digunakan maka semakin besar pula tegangan permukaannya

Jawabaan Pertanyaan AkhirBuktikan bahwa tegangan permukaan dan jelaskan arti fisik dari perumusan tersebut !Jawab: Suatu besaran yang disebut tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya f per satuan l yang bekerja melintang pada setiap garis dalam permukaan dan cenderung menarik permukaan sehingga menutup.dari persamaan 2n+2j GH=mg (7-1)dimana : karena N-T konstan , maka r juga konstan jadi AC dan BD setelah tsb selaput sabun membentuk lingkaran.Dengan mensubtitusikan persamaan (7-3) pada persamaan (7-1) dan bila jarak G-H diketahui adalah C, maka:

Sampai di mana berat benang dapat diabaikan terhadap batang gelas?Jawab:Berat benang dapat diabaikan terhadap batang gelas jika tegangan permukaan pada selaput permukaan sabun selalu tegak lurus pada saat mengukur benang

KesimpulanBesarnya tegangan permukaan sebanding dengan gaya permukaan dan berbanding terbalik dengan konsentrasi larutan dan panjang permukaanKonsentrasi air sabun mempengaruhi tebentuknya selaput atau tidak, karena semakin besar konsentrasi air sabun maka selaput yang dihasilkan akan mudah pecah sehingga sulit untuk mengukur jarak lengkungan yang terciptaBerat benang dapat diabaikan jika tegangan permukaan pada selaput sabun selalu tegak lurus terhadap unsur-unsur benangTegangan pemukaan dipengaruhi oleh konsentrasi, suhu, dan panjang taliGaya-gaya pada benang yaitu gaya normal dan juga gaya tegangan tali pada benang dapat diabaikan karena bernilai konstanTegangan permukaan dapat membuat sebatang jarum tidak tenggelam jika diletakkan diatas permukaan air. Hal ini trjadi karena jarum akan membuat lekungan kecil pada permukaan air itu, yang menyebabkan jarum tidak akan tenggelam walaupun rapat massanya sepuluh kali rapat massa air

SaranPada saat melakukan percobaan, dibutuhkan ketelitian dalam :Mengikatkan benang pada batang kacaMenyeimbangkan batang kaca dengan benang (ukuran batang yang berbeda) sehingga perlu dilakukan beberapa kaliMeningkatkan ketelitian dalam membaca kertas milimeter blokDaftar PustakaAlonso,Marcelo.1980.Dasar-Dasar Fisika Universitas Edisi2.Jakarta:Erlangga.Giancoli,Douglas.c.1997.FISIKA.Jakarta:Erlangga.Halliday,Resnick.1997.Fisika Jilid 1 Edisi ke-4.Jakarta:Erlangga.Tipler,paul.A.1996.Fisika untuk Sains dan Teknik.Jakarta:Erlangga.