Page 36 - Modul Fisika Dasar Berorientasi Case Method

o) Teorema Stokes dan Kecepatan Terminal

Pada tahun 1845, Sir George Stokes menunjukkan bahwa suatu bola berjari-jari r
yang bergerak dengan kecepatan v di dalam suatu fluida homogen akan mengalami gaya

hambatan sebesar:
(12)

Anggap setetes air hujan jatuh dari suatu ketinggian, akibat pengaruh gravitasi tetes
akan dipercepat. Menurut rumus di atas, dengan bertambahnya kecepatan, bertambah

pula gaya hambatan (gaya viskositasnya). Akhirnya suatu ketika gaya viskositasnya ini
sama besarnya dengan gaya gravitasi pada tetes ini, Pada keadaan ini tetes air tidak

dipercepat lagi. Dengan kata lain tetes akan turun dengan kecepatan konstan yang

dinamakan kecepatan terminal.
Besarnya kecepatan terminal dapat dicari sebagai berikut:

mg = (berat tetes = gaya viskositas)
jika cairannya berbentuk bola yang mempunyai massa jenis ρ maka persamaan di atas

dapat ditulis sebagai berikut.

Catatan:
Pada penurunan rumus di atas kita mengabaikan gaya Achimedes. Hal yang sama

terjadi ketika sebuah kelereng dijatuhkan dalam oli yang kental atau ke dalam gliserin.

Fs F A

W

Gambar 62. Gaya-gaya yang Bekerja pada Viskositas

Dengan tidak mengabaikan gaya Archimedes buktikan bahwa rumus kecepatan terminal
adalah:

30