Page 74 - E-MODUL PEMBELAJARAN FISIKA FLUIDA STATIS

E-Modul Pembelajaran Fisika Fluida Statis
Untuk Peserta Didik Kelas XI Jenjang SMA/MA

Suatu benda yang jatuh bebas dalam fluida kental, selama geraknya
pada benda tersebut bekerja tiga gaya, yaitu gaya berat w = mg, gaya ke
atas yang dikerjakan fluida Fa, dan gesekan yang dikerjakan fluida Ff.
Seperti telah dinyatakan, benda akan bergerak semakin cepat sampai
mencapai kecepatan terminal yang konstan. Pada saat kecepatan terminal
vT tercapai, gaya-gayayang bekerja pada benda adalah seimbang.
∑F = 0
+mg – Fa – Ff = 0
Ff = mg – Fa
Jika massa jenis benda = ρb, massa jenis fluida = ρf, dan volume
benda = Vb, gaya ke atas Fa = Vbρfg
Berat benda mg = (ρbVb ) g.
Gaya gesekan Ff = 6πηrvT (Benda dianggap berbentuk bola)

Dengan memasukkan besarketiga gaya tersebut ke dalam persamaan
sebelumnya, diperoleh hasil berikut.
6πηrvT = ρbVbg – Vbρfg
6πηrvT = gVb (ρb – ρf)
( − )

vT =
6
3
Untuk benda berbentuk bola dengan jari-jari r, volume benda Vb = 4/3 πr
sehingga persamaannya menjadi seperti berikut.
4 3
( )( − )

vT = 3
6
2
2 ( − )

vT = ................................................3.5
9
Contoh Soal
Sebuah bola dengan massa 200 g dicelupkan ke dalam sebuah gelas ukur yang
berisi oli dengan kecepatan 5 m/s. Bola tersebut berdiameter 0,016 m dengan
3
3
volume sebesar 0,002 m . Jika diketahui massa jenis oli adalah 840 kg/m
kemudian g = 10 m/s dan koefisien viskositasnya sebesar 0,05 Pa.s, tentukan
2
besar kecepatan terminalnya ?
Jawab.
Diketahui : m = 200 g = 0,2 kg
v = 5 m/s
D = 0,016 m  r = 0,008 m
V = 0,0002 m
3
3
ρoli = 840 kg/m

60