Page 14 - Fluida Statis

Kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler disebabkan oleh adanya tegangan
permukaan (γ) yang bekerja pada keliling persentuhan zat cair dengan pipa.

Mengapa permukaan zat cair bisa naik atau turun dalam permukaan pipa kapiler? Gambar

diatas menunjukkan zat cair yang mengalami meniskus cekung. Tegangan permukaan menarik
pipa ke arah bawah karena tidak seimbang oleh gaya tegangan permukaan yang lain. Sesuai

dengan hukum III Newton tentang aksi reaski, pipa akan melakukan gaya yang sama besar
pada zat cair, tetapi dalam arah berlawanan. Gaya inilah yang menyebabkan zat cair naik. Zat

cair berhenti naik ketika berat zat cair dalam kolam yang naik sama dengan gaya ke atas yang
dikerjakan pada zat cair.

Kapilaritas dipengaruhi oleh adhesi dan kohesi. Untuk zat cair yang membasahi

dinding pipa ( < 90 ), permukaan zat cair dalam pipa naik lebih tinggi dibandingkan
θ
°
permukaan zat cair di luar pipa. Sebaliknya, untuk zat cair yang tidak membasahi dinding pipa
( < 90 ) permukaan zat cair di dalam pipa lebih rendah daripada permukaan zat cair di luar
θ
°
pipa. Misalkan Bentuk permukaan air di dalam pipa
kapiler yang berjari-jari kapiler r, teganagn permukaan
zat cair , massa jenis zat cair , dan besarnya sudut
γ
ρ
kotak . Permukaan zat cair menyentuh dinding pipa
θ
sepanjang keliling lingkaran 2 .r. Permukaan zat cair
π
menarik dinding dengan gaya F = 2 .r. , membentuk
γ
π
sudut terhadap dinding ke bawah.
θ
Sebagai reaksinya, dinding menarik zat cair ke
Gambar 10
Bentuk Permukaan Pipa Kapiler
γ
θ
atas dengan gaya F = 2 .r. , membentuk sudut
π
terhadap dinding ke atas. Komponen gaya tarik dinding
ke atas sebesar F. cos , diimbangi dengan gaya berat zat
θ
cair setinggi y sehingga perumusannya:

2 . γ .cos θ
y = ρ . .

W = F . cos θ
π
m . g = 2 . r . . cos θ
γ
ρ . V . g = 2 . r . . cos θ
π
γ
. . r . y . g = 2 . r . . cos
ρ π 2 π γ θ

10