Authentication
270x Tipe PDF Ukuran file 2.24 MB Source: repository.uksw.edu
bergerak di dalam zat cair tersebut. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahanan dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Telah diketahui bahwa pelumas yang dibutuhkan tiap-tiap mesin berbeda-beda, sehingga sebelum menggunakan pelumas merek tertentu harus diperhatikan terlebih dahulu koefisien kekentalan pelumas sesuai atau tidak dengan tipe mesin. Ada banyak metode yang bisa digunakan untuk mengukur viskositas suatu fluida atau cairan. Salah satunya adalah dengan metode bola jatuh. Metode ini menggunakan sebuah bola yang dijatuhkan pada sebuah tabung berisi fluida yang akan diukur, kemudian dicatat waktu tempuh bola dari satu titik ke titik yang lain. Dengan hukum Stokes waktu tempuh bola ini bisa digunakan untuk menghitung nilai viskositas fluida. Akan tetapi penggunaan metode ini, terutama dengan peralatan eksperimen manual memiliki banyak kekurangan. Salah satunya yaitu pencatatan waktu tempuh bola yang kurang teliti. Ini menyebabkan nilai viskositas yang diperoleh memiliki nilai ralat yang besar atau kurang teliti. Untuk itu diperlukan otomatisasi untuk pencatatan waktu tempuh bola jatuh ini. Penggunaan sensor cahaya diharapkan bisa menjawab masalah ini. Selain itu juga dibutuhkan sebuah pengendali seperti mikrokontroler yang dapat mengendalikan sensor secara otomatis. Dari latar belakang tersebut di atas, maka masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana merancang alat ukur viskositas yang memiliki tingkat ketelitian yang tinggi dengan menggunakan sensor gerak dan mikrokontroler untuk memperoleh alat yang otomatis, dengan tujuan dapat dihasilkan sebuah alat ukur viskositas otomatis yang teliti. Sedangkan batasan-batasan masalah dalam penelitian ini adalah Sensor yang digunakan adalah sensor cahaya LDR. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8535. 2. Tinjauan Pustaka 2.1.Hukum Stokes Viskositas berasal dari kata viscous. Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dahulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) fluida. Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa saat setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida. Khusus untuk benda berbentuk bola, gaya gesekan fluida dirumuskan sebagai F 6rv (1) s dengan η menyatakan koefisien kekentalan, r adalah jari-jari bola kelereng, dan v kecepatan relatif bola terhadap fluida. Persamaan (1) pertama kali dijabarkan oleh Sir George Stokes tahun 1845, sehingga disebut Hukum Stokes.[5] Dalam pemakaian eksperimen harus diperhitungkan beberapa syarat antara lain: Ruang tempat fluida jauh lebih luas dibanding ukuran bola. Tidak terjadi aliran turbulen dalam fluida. Kecepatan v tidak terlalu besar sehingga aliran fluida masih bersifat laminer. Sebuah bola padat yang memiliki rapat massa ρb dan berjari-jari r dijatuhkan tanpa kecepatanawal ke dalam fluida kental yang memiliki rapat massa ρ, di mana ρ > ρ. Telah diketahui bahwa bola mula-mula mengalami f b f percepatan, namun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap ini disebut kecepatan akhir vT atau kecepatan terminal yaitu pada saat gaya berat bola sama dengan gaya apung ditambah gaya gesekan fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya yang bekerja pada bola kelereng yakni F = gaya A Archimedes, F = gaya Stokes, dan W=mg = gaya berat kelereng. S Gambar 1. Gaya yang bekerja pada saat bola dengan kecepatan tetap. Jika saat kecepatan terminal telah tercapai, berlaku prinsip Newton tentang GLB (gerak lurus beraturan), yaitu F F W (2) A S Jika V menyatakan volume bola, serta g gravitasi bumi, maka berlaku b
no reviews yet
Please Login to review.