5 Contoh Soal Viskositas dan Hukum Stokes beserta Pembahasannya

Soal No. 1

Apa yang dimaksud dengan viskositas?

Pembahasan:

Viskositas adalah kekentalan suatu fluida yang disebabkan oleh adanya gaya gesekan antara molekul – molekul yang menyusun fluida.

Soal No. 2

Sebutkan syarat – syarat dalam penerapan hukum stokes?

Pembahasan:

Syarat – syarat berlakunya hukum stokes:

  1. Ruang tempat fluida terbatas
  2. Tidak ada turbulensi di dalam fluida
  3. Kecepatan (v) tidak besar sehingga aliran masih linier

Soal No. 3

Sebuah kelereng dengan jari – jari 0,5 cm jatuh ke dalam bak berisi oli yang memiliki koefisien viskositas 110 x 10-3 N.s/m2. Tentukan besar gaya gesek yang dialami kelereng jika bergerak dengan kelajuan 5 m/s!

Pembahasan:

Diketahui:

r = 0,5 cm = 5 x 10-3 m

ɳ = 110 x 10-3 N.s/m2

v = 5 m/s

Ditanyakan = Ff = …?

Jawaban:

F= 6 . ∏ . r . ɳ . v

Ff = 6 . 3,14 . (5 x 10-3) . (110 x 10-3) . 5

Ff = 51.810 x 10-6 N

Ff = 51,81 x 10-3 N

Soal No. 4

Tentukanlah koefisien viskositas udara apabila kecepatan terminal satu tetes air hujan berdiameter 0,5 mm yang jatuh adalah 7,5 m/s. (Diketahui massa jenis udara = 1,3 kg/m3 dan percepatan gravitasi Bumi = 10 m/s2).

Pembahasan:

Diketahui:

d = 0,5 mm

r = d/2 = 0,5/2 = 0,25 mm = 0,25 x 10-3 m

VT = 7,5 m/s

ρf = 1,3 kg/m3

g = 10 m/s2

ρb = 1000 kg/m3

Ditanyakan: ɳ = …?

Jawaban:

VT = 2r2g(ρb – ρf)/9ɳ

ɳ = 2r2g(ρb – ρf)/9VT

ɳ = 2 . (0,25 x 10-3) . 10 . (1000 – 1,3) / 9 . 7,5

ɳ = 5 x 10-3 . 998,7 / 67,5 = 73,98 x 10-3 Pas

Soal No. 5

Sebuah kelereng berdiameter 1 cm dijatuhkan secara bebas dalam oli yang massa jenisnya = 0,8 g/cm3. Jika koefisien kekentalan oli 0,03 Pas, massa jenis kelereng 2,6 g/cm3 dan g = 10 m/s2, berapakah kecepatan terbesar yang dicapai kelereng?

Pembahasan:

Diketahui:

d = 1 cm

r = 0,5 cm = 0,5 x 10-2 m

ρf = 0,8 g/cm3

ɳ = 0,03 Pas

ρb = 2,6 g/cm3

g = 10 m/s2

Ditanyakan: VT = …?

Jawaban:

VT = 2r2g (ρb – ρf) / 9ɳ

VT = 2 . 0,5 x 10-2 . 10 (2,6 – 0,8) / 9 . 0,03

VT = 16 x 10-2 / 0,27

VT = 59,25 x 10-2 m/s

You may also like...