Bank Soal Fisika SMA Tegangan Permukaan Zat Cair dan Viskositas Fluida

Soal

Pilgan

Sebuah bola bervolume 4,5π×1044,5\pi\times10^{-4} m3 bergerak turun di dalam cairan kental dengan kelajuan 0,01 m/s. Jika gaya gesekan cairan kental terhadap bola adalah 0,0021 N, maka koefisien viskositas cairan kental tersebut adalah ....

A

0,24 Pa s

B

0,22 Pa s

C

0,18 Pa s

D

0,16 Pa s

E

0,12 Pa s

Pembahasan:

Diketahui:

Volume mutiara V = 4,5π×1044,5\pi\times10^{-4} m3

Kelajuan bola di cairan v = 0,01 m/s

Gaya viskositas FvF_{\text{v}} = 0,0021 N

Ditanya:

Koefisien viskositas cairan kental η\eta = ?

Dijawab:

Viskositas pada aliran fluida kental sama saja dengan gesekan pada gerak benda padat. Jika benda padat bergerak dengan kelajuan tertentu di dalam fluida kental tersebut, gerak benda akan dihambat oleh gaya gesekan fluida pada benda tersebut. Gaya gesekan fluida tersebut disebut dengan gaya viskositas dan dinyatakan melalui hukum Stokes dalam persamaan

Fv=6πηrvF_{\text{v}}=6\pi\eta rv

dengan π=3,14\pi=3,14

1) Manentukan jari-jari bola melalui volume bola. Secara matematis, volume bola dinyatakan dengan

V=43πr3V=\frac{4}{3}\pi r^3

sehingga

4,5π×104=43π(r)34,5\pi\times10^{-4}=\frac{4}{3}\pi\left(r\right)^3

(4,5×104)(3)=4r3\left(4,5\times10^{-4}\right)\left(3\right)=4r^3

r3=(4,5×104)(3)4r^3=\frac{\left(4,5\times10^{-4}\right)\left(3\right)}{4}

r3=3,375×104r^3=3,375\times10^{-4}

r= 33,375×104r=\ ^3\sqrt{3,375\times10^{-4}}

r=0,0696r=0,0696 m

2) Menentukan viskositas cairan kental:

Fv=6πηrvF_{\text{v}}=6\pi\eta rv

0,0021=6(3,14)(η)(0,0696)(0,01)0,0021=6\left(3,14\right)\left(\eta\right)\left(0,0696\right)\left(0,01\right)

0,0021=0,01311264η0,0021=0,01311264\eta

η=0,00210,01311264\eta=\frac{0,0021}{0,01311264}

η=0,16\eta=0,16 Pa s

Jadi, koefisien viskositas cairan kental tersebut adalah 0,16 Pa s.

Video
19 Desember 2021
Tegangan Permukaan Zat Cair
Rangkuman

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal