Popular Post

Selamat datang di www.correyananta.com, saya correy ananta selaku pembuat website ini merasa bangga ketika anda berkenan untuk berkunjung ke website saya. saya adalah seorang mahasiswa di surya university, saya mengambil program studi teknik fisika energi, kami disini lebih di fokuskan untuk belajar dalam membuat inovasi-inovasi yang baru dan efektif. inovasi-inovasi tersebut lebih ke peran penggunaan bahan bakar baru dan terbarukan, seperti geothermal, solar cell, hydro and ocean energy , dan wind energy.

Praktikum Hukum Stokes dan Viskositas(Surya University)

Posted by : Correy Ananta Minggu, 30 November 2014











A.    Tujuan
-mengetahui viskositas pada fluida oli dan minyak
B.     Dasar teori
Viskositas dan Hukum Stokes- Viskositas (kekentalan) fluida menyatakan besarnya gesekan yang dialami oleh suatu fluida saat mengalir. Makin besar viskositas suatu fluida, makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa.s). Fluida memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
a. Dapat dimampatkan (kompresibel);
b. Mengalami gesekan saat mengalir (memiliki viskositas);
c. Alirannya turbulen.
Dalam penggunaan sehari-hari, viskositas dikenal sebagai ukuran ketahanan oli untuk mengalir dalam mesin kendaraan. Nilai viskositas setiap fluida berbeda menurut jenis material tempat fluida tersebut mengalir. Hukum stokes ditulis sebagai , dalam persamaan ini gaya gesek dalam fluida tergantung pada koefisien viskositasnya, kecepatan relatif benda, dan bentuk geometris dari benda,  adalah gaya keatas yang menghambat atau melawan gravitasi bumi. Dalam percobaan ini digunakan 3 buah bola alumunium dengan ukuran besar, sedang dan kecil, 3 buah bola tersebut dijatuhkan secara bebas dalam suatu fluida, sehingga kecepatannya akan bertambah karena pengaruh gaya gravitasi bumi hingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap. Kecepatan tersebut dinamakan kecepatan terminal pada saat kecepatan terminal tercapai berlaku  . saat masing-masing bola tersebut dijatuhkan secara bebas ke dalam suatu fluida, bola tersebut juga mendapat pengaruh gaya-gaya keatas atau sering disebut gaya apung, gaya apung dituliskan sebagai . Selain itu ada gaya yang bekerja ke bawah atau body force yang dihasilkan oleh tarikan gravitasi (mg).  Sehingga dengan menjumlahkan gaya-gaya pada arah vertikal bisa ditulis persamaan .


C.     Prinsip kerja
Alat dan bahan
1.      Tabung viskositas
2.      Bola uji 3 buah
3.      Canting kassa
4.      Neraca empat lengan
5.      Mikrometer skrup
6.      Stopwatch
7.      Minyak
8.      Oli
9.      Gelas beker

Langkah kerja secara umum
·  Percobaan menggunakan medium minyak dan oli
A.                 Pertama hitung massa gelas beker
B.                 Hitung diameter bola, gunakan nilai dari literatur untuk massa jenis bolanya, di percobaan ini bola yang digunakan terbuat dari alumunium, maka digunakan massa jenis alumunium.
C.                 Hitung  massa jenis fluida,  untuk menghitung massa jenis fluida kita ambil fluida minyak sebanyak 100 mili liter lalu masukan ke gelas beker, setelah itu timbang fluida beserta gelas bekernya dari situ bisa ditentukan massa fluidanya, lalu setelah itu, massa fluida tadi dibagi dengan volume fluidanya maka didapatkan massa jenis fluida.  
D.                 Untuk menghitung viskositas dari benda yang di tenggelamkan ke dalam fluida, hal yang pertama yang dilakukan adalah menentukan jarak awal dan akhir dari sebuah benda yang ditenggelamkan ke dalam fluida setelah benda tersebut mengalami percepatan saat jatuh ke dalam fluida.  misalkan sebuah benda ditenggelamkan ke dalam fluida otomatis benda tersebut mengalami percepatan dari permukaan fluida sampai benda ini tenggelam dengan kecepatan yang stabil.
E.                  Digunakan 3 buah bola alumunium ukuran besar, sedang dan kecil.  Masing-masing bola ditenggelamkan ke dalam fluida lalu tentukan jarak dimana bola tersebut tidak mengalami percepatan, dalam kelompok kami, kami mengambil jarak 10 cm dari permukaan fluida.
F.                  Saat setelah bola tersebut tenggelam sejauh 10 cm dari permukaan fluida kemudian kami menetukan jarak tempuh untuk bola sekitar 30 cm dari posisi saat bola tidak mengalami percepatan. Dari situ kita hitung waktu tempuh dari bola tersebut sejauh 30 cm. Maka didapatkan kecepatan bola saat tenggelam berlaku rumus :  
G.                 Lakukan percobaan untuk masing-masing bola sebanyak 10 kali untuk setiap fluida. Maka didapat data-datanya berupa , t dan v  lalu hitung viskositasnya(  )

D.     Pengolahan data
Percobaan pada fluida minyak dan oli
 
 
 
MINYAK  massa jenis bola  2,7 gr/cm3
bola kecil
NO s (cm) delta t (s) v(cm/s) u (gr/cms) dho t dho s dho r dho m dho v dho u volume bola 14,70277 mm3  0,014703 cm3
1 30 3,8 7,894737 1,1376307 0,000224066 8,15195E-07 5,6016E-05 0,00318 1422,766 711,3847 massa minyak 91,5 gr
2 30 3 10 0,8981295 0,000224066 5,08086E-07 3,4913E-05 0,001982 1415,16 707,5809 volume minyak 100 cm3
3 30 3,2 9,375 0,9580048 0,000224066 5,78088E-07 3,9724E-05 0,002255 1417,059 708,5309 massa jenis minyak 0,915 gr/cm3
4 32 3,8 8,421053 1,0665288 0,000196933 6,29719E-07 4,9233E-05 0,002795 1250,478 625,2404
5 32 3,8 8,421053 1,0665288 0,000196933 6,29719E-07 4,9233E-05 0,002795 1250,478 625,2404 Fb 13,18397 dyne
6 32 3,8 8,421053 1,0665288 0,000196933 6,29719E-07 4,9233E-05 0,002795 1250,478 625,2404 massa bola 0,039697 gr W 38,90353 dyne
7 34 4,2 8,095238 1,1094541 0,000174446 6,03618E-07 5,3276E-05 0,003025 1110,657 555,3299 d bola A 3,04 mm r bola kecil 1,52 mm
8 34 4,2 8,095238 1,1094541 0,000174446 6,03618E-07 5,3276E-05 0,003025 1110,657 555,3299 0,152 cm
9 34 4 8,5 1,0566229 0,000174446 5,47499E-07 4,8323E-05 0,002744 1109,173 554,5878
10 36 4,4 8,181818 1,0977138 0,000155601 5,27078E-07 5,2154E-05 0,002961 992,0027 496,0029
bola sedang
NO s (cm) delta t (s) v(cm/s) u (gr/cms) dho t dho s dho r dho m dho v dho u volume bola 86,59552 mm3  0,086596 cm3
1 36 2,2 16,36364 1,790015 0,001655038 1,40155E-06 4,2523E-05 0,002414 3187,911 1593,957 massa minyak 91,5 gr
2 36 2,2 16,36364 1,790015 0,001655038 1,40155E-06 4,2523E-05 0,002414 3187,911 1593,957 volume minyak 100 cm3
3 36 2,2 16,36364 1,790015 0,001655038 1,40155E-06 4,2523E-05 0,002414 3187,911 1593,957 massa jenis minyak 0,915 gr/cm3
4 34 2 17 1,7230091 0,001855475 1,45586E-06 3,9399E-05 0,002237 3569,183 1784,593
5 34 2 17 1,7230091 0,001855475 1,45586E-06 3,9399E-05 0,002237 3569,183 1784,593 Fb 77,6502 dyne
6 34 2 17 1,7230091 0,001855475 1,45586E-06 3,9399E-05 0,002237 3569,183 1784,593 massa bola 0,233808 gr W 229,1317 dyne
7 32 1,8 17,77778 1,6476274 0,002094657 1,50286E-06 3,6027E-05 0,002046 4023,849 2011,927 d bola B 5,49 mm r bola sedang 2,745 mm
8 32 1,8 17,77778 1,6476274 0,002094657 1,50286E-06 3,6027E-05 0,002046 4023,849 2011,927 0,2745 cm
9 32 1,8 17,77778 1,6476274 0,002094657 1,50286E-06 3,6027E-05 0,002046 4023,849 2011,927
10 30 1,6 18,75 1,5621949 0,002383255 1,5372E-06 3,2388E-05 0,001839 4572,08 2286,042
bola besar
NO s (cm) delta t (s) v(cm/s) u (gr/cms) dho t dho s dho r dho m dho v dho u volume bola 184,9425 mm3  0,184942 cm3
1 30 1,2 25 1,9430797 0,006554789 2,37815E-06 3,0214E-05 0,001715 7561,99 3780,999 massa minyak 91,5 gr
2 30 1,2 25 1,9430797 0,006554789 2,37815E-06 3,0214E-05 0,001715 7561,99 3780,999 volume minyak 100 cm3
3 30 1,2 25 1,9430797 0,006554789 2,37815E-06 3,0214E-05 0,001715 7561,99 3780,999 massa jenis minyak 0,915 gr/cm3
4 32 1 32 1,518031 0,005761045 1,27574E-06 1,8441E-05 0,001047 6637,31 3318,659
5 32 1,2 26,66667 1,8216372 0,005761045 1,83707E-06 2,6555E-05 0,001508 6646,28 3323,144 Fb 165,8379 dyne
6 32 1,2 26,66667 1,8216372 0,005761045 1,83707E-06 2,6555E-05 0,001508 6646,28 3323,144 massa bola 0,499345 gr W 489,3578 dyne
7 34 1,2 28,33333 1,7144821 0,00510321 1,44148E-06 2,3523E-05 0,001336 5887,363 2943,684 d bola C 7,07 mm r bola besar 3,535 mm
8 34 1,4 24,28571 2,0002291 0,00510321 1,96202E-06 3,2017E-05 0,001818 5895,314 2947,66 0,3535 cm
9 36 1,8 20 2,4288496 0,004551937 2,58046E-06 4,7209E-05 0,00268 5272,673 2636,34
10 36 1,8 20 2,4288496 0,004551937 2,58046E-06 4,7209E-05 0,00268 5272,673 2636,34
 
   


OLI massa jenis bola  2,7 gr/cm3
bola kecil
NO s (cm) delta t (s) v(cm/s) u (gr/cms) dho t dho s dho r dho m dho v dho u volume bola 14,70277 mm3  0,014703 cm3
1 30 10 3 3,1279393 0,0002446 2,12728E-07 0,0004235 0,022025 1473,921207 736,97195 massa oli 83,5 gr
2 30 10,2 2,941176 3,1904981 0,0002446 2,21322E-07 0,0004406 0,022915 1475,690337 737,85697 volume oli 100 cm3
3 30 10,2 2,941176 3,1904981 0,0002446 2,21322E-07 0,0004406 0,022915 1475,690337 737,85697 massa jenis oli 0,835 gr/cm3
4 32 11 2,909091 3,2256874 0,000214981 1,98836E-07 0,0004504 0,023423 1303,222384 651,62324
5 32 11,2 2,857143 3,2843363 0,000214981 2,06132E-07 0,0004669 0,024283 1304,781947 652,40346 Fb 12,03128 dyne
6 32 11,2 2,857143 3,2843363 0,000214981 2,06132E-07 0,0004669 0,024283 1304,781947 652,40346 massa bola 0,039697 gr W 38,90353 dyne
7 34 12 2,833333 3,3119357 0,000190433 1,85676E-07 0,0004748 0,024692 1161,32719 580,67627 d bola A 3,04 mm r bola kecil 1,52 mm
8 34 12,6 2,698413 3,4775325 0,000190433 2,04708E-07 0,0005234 0,027223 1165,486503 582,75722 0,152 cm
9 36 13 2,769231 3,3886009 0,000169861 1,73375E-07 0,000497 0,025849 1042,062204 521,04436
10 36 13 2,769231 3,3886009 0,000169861 1,73375E-07 0,000497 0,025849 1042,062204 521,04436
bola sedang
NO s (cm) delta t (s) v(cm/s) u (gr/cms) dho t dho s dho r dho m dho v dho u volume bola 86,59552 mm3  0,086596 cm3
1 30 4,4 6,818182 4,4885753 0,002601667 4,38051E-07 0,0002674 0,013907 4646,826075 2323,4214 massa oli 83,5 gr
2 30 4,4 6,818182 4,4885753 0,002601667 4,38051E-07 0,0002674 0,013907 4646,826075 2323,4214 volume oli 100 cm3
3 30 4 7,5 4,080523 0,002601667 3,62026E-07 0,000221 0,011493 4635,490743 2317,7525 massa jenis oli 0,835 gr/cm3
4 32 5 6,4 4,7818629 0,002286621 4,36963E-07 0,0003035 0,015783 4099,091333 2049,5549
5 32 5 6,4 4,7818629 0,002286621 4,36963E-07 0,0003035 0,015783 4099,091333 2049,5549 Fb 70,86112 dyne
6 32 5 6,4 4,7818629 0,002286621 4,36963E-07 0,0003035 0,015783 4099,091333 2049,5549 massa bola 0,233808 gr W 229,1317 dyne
7 34 5 6,8 4,5005769 0,002025519 3,42869E-07 0,0002688 0,013981 3631,029001 1815,5226 d bola B 5,49 mm r bola sedang 2,745 mm
8 34 5,6 6,071429 5,0406461 0,002025519 4,30095E-07 0,0003372 0,017538 3644,311084 1822,1655 0,2745 cm
9 38 6,2 6,129032 4,9932716 0,001621538 3,37873E-07 0,0003309 0,01721 2928,120313 1464,0697
10 38 5,8 6,551724 4,671125 0,001621538 2,95683E-07 0,0002896 0,015061 2921,016532 1460,5168
bola besar
NO s (cm) delta t (s) v(cm/s) u (gr/cms) dho t dho s dho r dho m dho v dho u volume bola 184,9425 mm3  0,184942 cm3
1 30 4 7,5 6,7672149 0,0071555 9,95698E-07 0,0003665 0,01906 7687,583692 3843,8051 massa oli 83,5 gr
2 30 4 7,5 6,7672149 0,0071555 9,95698E-07 0,0003665 0,01906 7687,583692 3843,8051 volume oli 100 cm3
3 30 3,8 7,894737 6,4288542 0,0071555 8,98617E-07 0,0003307 0,017202 7678,192939 3839,1088 massa jenis oli 0,835 gr/cm3
4 30 3,8 7,894737 6,4288542 0,0071555 8,98617E-07 0,0003307 0,017202 7678,192939 3839,1088
5 32 4,2 7,619048 6,6614772 0,006289013 8,47991E-07 0,0003551 0,018469 6764,923991 3382,4746 Fb 151,3384 dyne
6 32 4,2 7,619048 6,6614772 0,006289013 8,47991E-07 0,0003551 0,018469 6764,923991 3382,4746 massa bola 0,499345 gr W 489,3578 dyne
7 32 4 8 6,344264 0,006289013 7,69153E-07 0,0003221 0,016752 6756,665355 3378,3444 d bola C 7,07 mm r bola besar 3,535 mm
8 34 4,4 7,727273 6,5681792 0,005570891 7,30268E-07 0,0003452 0,017956 5999,778698 2999,9013 0,3535 cm
9 34 4,4 7,727273 6,5681792 0,005570891 7,30268E-07 0,0003452 0,017956 5999,778698 2999,9013
10 34 4,2 8,095238 6,2696256 0,005570891 6,65389E-07 0,0003146 0,01636 5992,458622 2996,2404
E.     Analisis data
Dalam percobaan ini digunakan 3 buah bola aluminium, masing-masing bola tersebut di jatuhkan ke dalam masing-masing fluida, bola-bola tersebut berdiameter 3,04 mm untuk bola A, 5,49 mm untuk bola B dan 7,07 mm untuk bola C. Untuk bola yang berukuran paling kecil (bola A) gerak jatuh ke dalam fluidanya lebih lambat ketimbang gerak jatuh pada bola yang lain. Hal ini dikarenakan massa dari bola A dapat dikatakan kecil (0,039697 gr) , jika dibandingkan dengan bola B dan C, sehingga gaya tarik ke bawah bola A kecil . Untuk fluida oli didapatkan viskositas untuk bola A yang berkisar antara 3,19-3,47 gr/cms, untuk bola B berkisar antara 4,0-5,0 gr/cms dan untuk bola C berkisar antara 6,3-6,7 gr/cms. Pada fluida minyak viskositas bola A berkisar antara 0,9-1,3 gr/cms, bola B berkisar antara 1,6-1,8 gr/cms gr/cms dan bola C berkisar antara 1,51-2,42 gr/cms. Perbedaan ini didasarkan pada perbedaan massa jenis oli dan minyak dan juga tingkat kekentalan fluida minyak dan oli.


F.      Kesimpulan
Dalam fluida minyak viskositas yang kami dapatkan lebih kecil dari viskositas pada fluida oli, dapat disimpulkan bahwa fluida oli jauh lebih kental daripada fluida minyak sehingga viskositasnya lebih besar. Hal ini dibuktikan dari hasil perhitungan bahwa gerak jatuh bola pada fluida minyak memiliki kecepatan yang berkisar antara 7-26 cm/s,  jika dibandingkan dengan gerak jatuh bola pada fluida oli kecepatannya berkisar antara 3-8 cm/s dari sini dapat dilihat bahwa oli memiliki sifat yang lebih kental dari minyak, selain memiliki sifat yang kental oli juga memiliki Fd (gaya hambat) yang lebih besar daripada minyak.

Translate

Diberdayakan oleh Blogger.

Labels

- Copyright © CorreyAnanta.com - Date A Live - Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -