Page 78 - E-MODUL PEMBELAJARAN FISIKA FLUIDA STATIS

E-Modul Pembelajaran Fisika Fluida Statis
Berbasis Software Flip Pdf Corporate Edition

Pada 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 = gVb (ρb – ρf) / 6πηr
3
Untuk benda berbentuk bola dengan jari-jari r, volume benda Vb = 4/3 πr
sehingga persamaannya menjadi seperti berikut.
3
vT = g (4/3 πr ) (ρb – ρf) / 6πηr
vT = 2 r g(ρb – ρf)/ 9η
2

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

3
0,016 m dengan volume sebesar 0,002 m . Jika diketahui massa jenis oli
2
3
adalah 840 kg/m kemudian g = 10 m/s dan koefisien viskositasnya
sebesar 0,05 Pa.s, tentukan besar kecepatan terminalnya ?
Jawab.
Diketahui : m = 200 g = 0,2 kg
v = 5 m/s
D = 0,016 m  r = 0,008 m
3
V = 0,0002 m
3
ρoli = 840 kg/m
2
g = 10 m/s
η = 0,05 Pa.s
Ditanyakan : vT = ...m/s

E-Modul Pembelajaran Fisika Fluida Statis 64
Untuk Peserta Didik Kelas XI Jenjang SMA/MA