Soal 1
Sebuah bola kecil yang massa jenisnya 2600 kg/m3 dibiarkan jatuh ke dalam minyak yang massa jenisnya 950 kg/m3 dan memiliki koefisien viskositas η = 1,2 x 10-3 Pa.s. Dalam waktu 100 sekon, bola tersebut telah bergerak sejauh 83 cm. berapakah jari-jari bolah?
Diketahui massa jenis bola¸ ρb = 2600 kg/m3, massa jenis minyak ρm = 950 kg/m3 dan η = 1,2 x 10-3 Pa.s, jarak yang ditempuh bola Δs = 83 cm = 0,83 m dalam waktu t = 100 s,
Kecepatan terminal bola tersebut adalah
v = Δs/t = 0,83/100 = 8,3 x 10-3 m/s
maka dari rumus kecepatan bola dalam fluida kental kita akan memperoleh jari-jari kelereng yaitu
v = 2r2g(ρb – ρm)/9η
8,3 x 10-3 = 2 x r2 x 9,8 x (2600 – 950)/(9 x 1,2 x 10-3)
8,964 x 10-5 = 32340r2
r2 = 2,771799 x 10-9 m2
r = 5,26 x 10-5 m
r = 0,053 mm
Soal 2
Hitung kecepatan terminal sebuah bola baja (ρB = 7,86 x 103 kg/m3) yang berdiameter 1 mm yang jatuh dalam gliserin. Koefisien viskositas gliserin (ρ = 5220 kg/m3) adalah 1,41 Pa.s.
Jawab;
Diketahui massa jenis bola baja ρB = 7,86 x 103 kg/m3, massa jenis gliserin ρ = 5220 kg/m3, koefisien viskositas gliserin η = 1,41 Pa.s dan jari-jari bola r = 1 mm = 10-3 m.
Kecepatan terminal bola dalam gliserin adalah
v = 2r2g(ρb – ρm)/9η
= 2 x (10-3)2(10)(7860 – 5220)/(9 x 1,41)
v = 1,02 x 10-3 m/s = 1,02 mm/s
Soal 3
Pembersih hotel menghapus meja basah (air) menggunakan lembaran plastik halus dengan kecepatan 10 cm/s dengan gaya tangensial 25 dyne. Lapisan cairan antara lembaran plastik dan meja adalah 0,8 mm. Jika ada tumpahan minyak yang memiliki viskositas 0,84 poise di atas meja kering, berapa gaya yang diperlukan untuk mempertahankan kecepatan yang sama. Asumsikan bahwa semua parameter lainnya tetap sama. Viskositas air 0,01 poise.
Jawab:
Diketahui v = 10 cm/s = 0,1 m/s, gaya F = 25 dyne = 25 x 10-5 N, L = 0,8 mm = 8 x 10-3 m, ηair = 0,01 poise dan ηminyak = 0,84 poise.
Luas permukaan fluida adalah
Fair = ηairA(v/L)
25 x 10-5 = 0,01 x A(0,1/0,008)
A = 20 x 10-4 m2 = 20 cm2
Maka gaya membersihkan minyak dengan kecepatan yang sama adalah
Fminyak = ηminyakA(v/L) = 0,84 x 20 x 10-4(0,1/0,008)
Fminyak = 0,021 N = 2100 dyne
Soal 4
Di bagian bawah pembuluh silindris seragam dengan tinggi 30 cm, tabung kapiler horrizontal dengan diameter dalam 2 mm dan panjang 10 cm dihubungkan untuk mengeluarkan cairan. Hitung tingkat debit cairan jika bejana berisi, (a) air viskositas 0,01 poise dan (b) minyak viskositas 0,84 poise ke kapasitas 2/3 nya. Ambillah kerapatan air dan minyak sebagai 1 gr/cc dan 0,9 gr/cc.
Jawab:
Soal 5
Bola bulat kecil berdiameter 5 mm dilemparkan ke dalam sumur air dan bergerak dengan kecepatan terminal 10 cm/s. Hitung kerapatan bola sferis. Mengingat bahwa viskositas air adalah 0,01 poise.
Jawab:
Diketahui kecepatan terminal air vT = 10 cm/s = 0,1 m/s, ρair = 1000 kg/m3, diameter bola d = 5 mm = 5 x 10-3 m atau r = 2,5 x 10-3 m dan koefisien viskositasnya 0,01 poise, maka dengan menggunakan teorema Stokes kita peroleh
v = 2r2g(ρb – ρair)/9η
0,1 = 2(2,5 x 10-3)2 x 9,8 x (ρb – 1000)/(9 x 0,01)
9 x 10-3 = 122,5 x 10-6 (ρb – 1000)
(ρb – 1000) = 0,073 x 103
ρb = 1073 kg/m3
Post a Comment for "Soal Viskositas Fluida dan Pembahasannya"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!