5 Contoh Soal Viskositas dan Hukum Stokes beserta Pembahasannya

Perhatikanlah contoh soal viskositas dan hukum stokes berikut ini!

Soal No. 1

Apa yang dimaksud dengan viskositas?

Pembahasan:

Viskositas adalah kekentalan suatu fluida yang disebabkan oleh adanya gaya gesekan antara molekul – molekul yang menyusun fluida.

Soal No. 2

Sebutkan syarat – syarat dalam penerapan hukum stokes?

Pembahasan:

Syarat – syarat berlakunya hukum stokes:

1. Ruang tempat fluida terbatas
2. Tidak ada turbulensi di dalam fluida
3. Kecepatan (v) tidak besar sehingga aliran masih linier

Soal No. 3

Sebuah kelereng dengan jari – jari 0,5 cm jatuh ke dalam bak berisi oli yang memiliki koefisien viskositas 110 x 10^-3 N.s/m². Tentukan besar gaya gesek yang dialami kelereng jika bergerak dengan kelajuan 5 m/s!

Pembahasan:

Diketahui:

r = 0,5 cm = 5 x 10^-3 m

ɳ = 110 x 10^-3 N.s/m²

v = 5 m/s

Ditanyakan = F_f = …?

Jawaban:

F_f­ = 6 . ∏ . r . ɳ . v

F_f = 6 . 3,14 . (5 x 10^-3) . (110 x 10^-3) . 5

F_f = 51.810 x 10^-6 N

F_f = 51,81 x 10^-3 N

Soal No. 4

Tentukanlah koefisien viskositas udara apabila kecepatan terminal satu tetes air hujan berdiameter 0,5 mm yang jatuh adalah 7,5 m/s. (Diketahui massa jenis udara = 1,3 kg/m³ dan percepatan gravitasi Bumi = 10 m/s²).

Pembahasan:

Diketahui:

d = 0,5 mm

r = d/2 = 0,5/2 = 0,25 mm = 0,25 x 10^-3 m

V_T = 7,5 m/s

ρ_f = 1,3 kg/m³

g = 10 m/s²

ρ_b = 1000 kg/m³

Ditanyakan: ɳ = …?

Jawaban:

Soal No. 5

Sebuah kelereng berdiameter 1 cm dijatuhkan secara bebas dalam oli yang massa jenisnya = 0,8 g/cm³. Jika koefisien kekentalan oli 0,03 Pas, massa jenis kelereng 2,6 g/cm³ dan g = 10 m/s², berapakah kecepatan terbesar yang dicapai kelereng?

Pembahasan:

Diketahui:

d = 1 cm

r = 0,5 cm = 0,5 x 10^-2 m

ρ_f = 0,8 g/cm³

ɳ = 0,03 Pas

ρ_b = 2,6 g/cm³

g = 10 m/s²

Ditanyakan: V_T = …?

Jawaban: