VISKOSITAS

VISKOSITAS

Pengertian Viskositas:

 Viskositas adalah ukuran kekentalan suatu fluida yang menunjukkan besar kecilnya gesekan internal fluida. Viskositas fluida berhubungan dengan gaya gesek antarlapisan fluida ketika satu lapisan bergerak melewati lapisan yang lain. Pada zat cair, viskositas disebabkan terutama oleh gaya kohesi antar molekul, sedangkan pada gas, viskositas muncul karena tumbukan antarmolekul. Setiap fluida memiliki besar viskositas yang berbeda yang dinyatakan dengan Ƞ. Viskositas dapat dengan mudah dipahami dengan meninjau satu lapisan tipis fluida yang ditempatkan di antara dua lempeng logam yang rata. Satu lempeng bergerak (lempeng atas) dan lempeng yang lain diam (lempeng bawah). Fluida yang bersentuhan dengan lempeng ditahan oleh gaya adhesi antara molekul fluida dan molekul lempeng. Dengan demikian, lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng yang bergerak akan ikut bergerak, sedangkan lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng diam akan tetap diam.

Lapisan fluida yang bergerak mempunyai kelajuan sama dengan kelajuan lempeng yang bergerak, yaitu sebesar v. lapisan fluida yang diam akan menahan lapisan fluida di atasnya karena adanya gaya kohesi. Lapisan yang ditahan itu menahan lapisan di atasnya lagi dan seterusnya sehingga kelajuan setiap lapisan fluida bervariasi dari nol sampai v. Untuk menggerakkan lempeng diperlukan gaya. Untuk membuktikannya, dapat dicoba dengan menggerakan sebuah potongan kaca di atas tumpahan sirup. Semakin kental fluida, semakin besar gaya yang diperlukan untuk mendorong.

Gejala viskositas juga dapat diamati ketika menjatuhkan sebutir kelereng ke dalam gelas kaca yang berisi minyak goreng, maka kelereng tersebut akan mengalami perlambatan dalam geraknya. Ini terlihat ketika kelereng jatuh lebih lambat saat berada di dalam minyak goreng dibandingkan saat masih di udara (sebelum masuk minyak goreng). Perlambatan yang terjadi itu karena adanya gesekan di dalam fluida. Ketika kelereng dijatuhkan ke dalam minyak goreng, kelereng mengalami kecepatan yang suatu saat paling besar dan tetap untuk selang waktu tertentu. Kecepatan itu disebut kecepatan batas. Saat kelereng di dalam minyak goreng, kelereng mengalami tiga gaya, yaitu gaya berat, gaya ke atas fluida, dan gaya gesekan fluida.

Viskositas banyak digunakan dalam dunia teknik, terutama dalam sistem pelumasan. Minyak pelumas mesin mencantumkan spesifikasi yang menyatakan ukuran kekentalan pelumas dalam kemasan tersebut.

Rumus Gerak Lurus, GLB dan GLBB

Rumus Gerak Lurus, GLB dan GLBB – Gerak lurus maupun GLB dan GLBB adalah salah satu materi yang paling sering kita amati dan pelajari pada pelajaran FISIKA, simak ulasan mengenai rumus-rumus gerak lurus berikut:

1. Gerak bersifat relatif yaitu suatu benda dikatakan bergerak jika posisi benda itu berubah terhadap suatu titik acuan tertentu.

2. Gerak lurus adalah gerak benda pada lintasan lurus.

3. Gerak lurus terdiri dari: GLB (tidak ada percepatan) & GLBB (ada percepatan)

4. Rumus GLB

Keterangan:

v = kecepatan (km/jam atau m/s)

s = jarak (km atau m)

t = waktu tempuh (jam atau s)

5. Rumus GLBB

v_t = v₀ + a.t

s = v₀.t + ½ a.t²

v_t² = v₀² + 2.a.s

a = percepatan (m/s²)

v_t = kecepatan akhir

v₀ = kecepatan awal

Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Besaran Pokok dan Besaran Turunan – Dalam Fisika dikenal suatu istilah yang namanya Besaran, besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka.

Nah besaran terdiri dari 2 yaitu besaran pokok dan besaran turunan:

a. Besaran pokok adalah besaran yang ditetapkan lebih dulu. {panjang (m), massa (kg), waktu (s), suhu (K), intensitas cahaya (candela), jumlah mol (mol), kuat arus (Ampere)}

b. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. {luas (m²), volume (m³), gaya (Newton)}

Tabel besaran tersebut adalah sebagai berikut:

.

Jenis-jenis viskositas

Viscositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan. Kebanyakan viscometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu mengalir cepat maka berarti viskositas dari cairan itu rendah (misalnya air). Dan bila cairan itu mengalir lambat, maka dikatakan cairan itu viskositas tinggi. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Menurut poiseulle, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan  waktu.  Macam-   macam viskositas

menurut Lewis (1987):
1. Viskositas dinamik, yaitu rasio antara shear, stress, dan shear rate. Viskositas dinamik disebut juga koefisien viskositas.
2. Viskositas kinematik, yaitu viskositas dinamik dibagi dengan densitasnya. Viskositas ini dinyatakan dalam satuan stoke (St) pada cgs dan m²/s pada SI.
3. Viskositas relatif dan spesifik, pada pengukuran viskositas suatu emulsi atau suspensi biasanya dilakukan dengan membandingkannya dengan larutan murni.
Untuk mengukur besarnya viskositas menggunakan alat viskometer. Berbagai tipe viskometer dikelompokkan menurut prinsip kerjanya (Bourne,1982):

DENSITAS

Pengertian Massa Jenis atau Densitas

Massa jenis  atau densitas (density) suatu batuan secara harafiah merupakan perbandingan antara massa dengan volume total pada batuan tersebut. Secara sederhana, suatu batuan memiliki dua komponen, komponen padatan dan komponen rongga (pori). Keberadaan komponen padatan maupun komponen rongga mempunyai nilai yang beragam pada tiap-tiap batuan sehingga massa jenis dari suatu batuan berbeda dengan batuan yang lainnya. Ilustrasi pada gambar di bawah menunjukan dua jenis batuan yang terdiri dari presentase padatan dan rongga yang berbeda-beda. Namun rongga yang terdapat pada batuan tersebut juga dapat terisi oleh fluida, seperti air, minyak, ataupun gas bumi. Persentase rongga yang terisi oleh fluida dikenal dengan istilah kejenuhan fluida, untuk air dinamakan saturasi air (S_w), untuk hidrokarbon (minyak dan gas bumi) dikenal dengan saturasi hidrokarbon (S_HC).

Model Matriks dan Rongga pada Batuan

Pengaruh komponen padatan terhadap densitas batuan.

Komponen padatan yang terdapat pada batuan juga dapat memiliki masa jenis yang berbeda-beda juga. Massa jenis ini dikenal dengan istilah densitas matriks, yang dapat dirumuskan melalui rumus seperti demikian:

ρ_m=   m/V …(1)

Apabila komponen padatan pada kedua batuan tersebut adalah kuarsa, maka densitas matriks (ρ_m) untuk kedua batuan tersebut adalah densitas dari kuarsa (yaitu sekitar 2,65gr/cc atau 2,65kg/l). Perhatikan bahwa meskipun massa jenis dari komponen kuarsa sama, tetapi karena persen rongga pada kedua batuan tersebut (gambar di atas) berbeda, maka densitas dari kedua batuan tersebut akan berbeda-beda. Pada batuan yang pertama komponen padatannya 80% sedangkan pada batuan kedua 60%, sehingga densitas dari batuan yang komponen padatannya berupa kuarsa tersebut adalah 80% . 2,65gr/cc = 2,12gr/cc untuk batuan yang pertama dan 60% . 2,6gr/cc = 1,59gr/cc untuk batuan yang kedua. Dengan demikian hubungan antara densitas matriks dengan densitas total dari suatu batuan dapat dirumuskan sebagai berikut:

ρ =   ρ_m  . (1-φ) … (2) dengan φ: persen rongga atau porositas

Pengaruh saturasi fluida terhadap densitas batuan.

Tiap-tiap fluida akan mempunyai densitas tertentu pula, nilai ini dapat berbeda ataupun sama antara masing-masing fluida tergantung pada komponen fluida tersebut, temperatur, dan salinitasnya. Air, sebagai salah satu fluida yang merupakan fluida utama penyusun batuan dikatakan memiliki densitas yang berbeda-beda pada temperatur dan salinitas yang berebeda. Semakin saline (banyak kandungan garamnya) maka densitasnya akan bertambah, dan mengenai temperatur: secara umum, kita dapat merumuskan pengaruh densitas yang dibawa oleh air/fluida lainnya terhadap densitas batuan, yaitu seperti berikut ini:

ρ =   ρ_m . (1-φ) + ρ_f . φ . S_f … (3)

• fluida berupa air                ρ =   ρ_m .(1-φ) + ρ_w . φ. S_w … (4)
• saturasi air 100%               ρ =   ρ_m . (1-φ) + ρ_w . φ … (5)
• mengandung HC                ρ =   ρ_m . (1-φ) + ρ_w . φ . S_w + ρ_HC . φ . (1-S_w) … (6)

Darimanakah rumus (6) berasal? Dengan menganggap bahwa semua pori batuan sedimen terisi penuh oleh fluida, maka besaran volume untuk tiap-tiap komponen penyusun batuan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:

Ilustrasi Volume pada Batuan

Sehingga untuk suatu batuan yang terdiri dari matriks, air, dan hidrokarbon, rumusnya dijabarkan sebagai berikut:

massa jenis batuan total = massa jenis batuan dari matriks + massa jenis batuan dari air + massa jenis batuan dari HC

ρ = ρ_{bat m} + ρ_{bat W} + ρ_{bat HC}

ρ = m_matriks / V_batuan + m_air / V_batuan + m_HC / V_batuan

ρ = m_matriks / (V_matriks / (1- φ)) + m_air / (V_W / φ . S_W) + m_HC / (V_HC / φ . (1-S_W))

ρ =   ρ_m . (1-φ) + ρ_w . φ . S_w + ρ_HC . φ . (1-S_w) …(6)

Jadi secara singkat, jawaban dari pertanyaan “Mengapa massa jenis batuan berbeda-beda?” adalah sebagai berikut:

• Tiap batuan memiliki komposisi matriks yang berbeda-beda,
• Tiap batuan memiliki porositas yang berbeda-beda,
• Tiap batuan terisi oleh fluida pada rongganya yang mungkin berbeda jenisnya dengan saturasi yang berbeda pula, dan
• Tiap batuan memiliki kondisi fisik (temperatur) dan kimia (salinitas) yang berbeda-beda,

Sehingga oleh karena hal di atas maka massa jenis tiap batuan berbeda-beda.

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).

Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3)

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3).

1 g/cm3=1000 kg/m3

Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3

Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'

Rumus massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama

Densitas kamba merupakan perbandingan antara berat bahan dengan volume ruang yang ditempatinya dan dinyatakan dalam satuan g/ml. Nilai densitas kamba menunjukkan porositas dari suatu bahan. Perhitungan densitas kamba ini sangat penting, selain dalam hal konsumsi terutama juga dalam hal pengemasan dan penyimpanan.

Densitas

Density adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Kerapatan(density) merupakan jumlah / kwantitas suatu zat pada suatu unit volume. Rumus densitas dijelaskan dengan:

 ρ = m / V = 1 / v g(1)

Density dapat dinyatakan dalam tiga bentuk :

1. Massa density (p) satuan dalam SI adalah (kg/m3)

2. Berat spesifik (specific weight) (y) = p . g satuan dalam 31 = N/m3 dimana g=percepatan gravitasi (~9,81 mls2)

3. Spesifik gravity (s.g) merupakan perbandingan antara density dengan berat spesifik suatu zat terhadap density atau berat spesifik suatu standard zat(umumnya terhadap air). Jadi spesifik gravity tidak mempunyai satuan.Sedangkan, Bulk Density adala Kerapatan yang bisa diartikan sebagai salah satu sifat fisik bahan yang umumnya digunakan dalam suatu gudang penyimpanan dan volume alat pengolahan. Dalam penentuan bulk density perlu diketahui terlebih dahulu volume solid suatu komoditas pertanian yakni dengan membagi berat air yang dipindahkan dengan densitas air. Apabila komoditas yang diukur bersifat higroskopis, maka digunakan media lain seperti tepung. Kerapatan ini merupakan parameter yang digunakan dalam menentukan ruang proses maupun penyimpanan bahan.Densitas bahan sangat sensitif dalam kuantitas gas yang terjebak di sela-selanya dan tekanan pada alas bahan. Pada saat lainnya, densitas mencapai kekerasannya, partikel yang kasar menahan lebih banyak pada saat bertumpuk dan dalam pengukuran ukuran wadah. Hal ini terjadi karena udara dapat lebih mudah terlepas dari tumpukan, kontak dalam struktur pada bijian yang besar dapat menahan dengan kekuatan yang besar sebelum memasukan bijian yang lebih kecil  dan kontak antara struktur dengan dinding mendesak ini membuat partikel yang  lebih besar dapat masuk secara bersamaan. Sangat sulit untuk menahan dimensi dalam kontak dalam struktur pada alas parikel yang baik dengan kuantitas air dalam gundukan, karena udara lebih sulit untuk keluar dari celah yang sempit dan berliku.Hasilnya, kekuatan alas untuk menahan tekanan yang berlebihan oleh berat partikel dipengaruhi oleh tekanan gas dan alas partikel pun tertekan.

Pada kondisi dilatasi yang ekstrim kekuatan yang tersisa di antara partikel tidak berpengaruh dalam gaya tolak dan massa akan menjadi seperti air. Kerapatan kamba ( Bulk  Density) dan spesifik gravity dari bahan hasil pertanian memiliki peranan yang sangat penting dalam proses penanganan bahan hasil pertanian tersebut. Sebagai contoh, data kerapatan kamba dan spesifik gravity bahan diperlukan untuk penyimpanan biji-bijian, perencanaan silo,bunker, hopper, perancangan pengemasan dan lain-lain. Berat satuan bahan-bahan butiran (bulk solid) dibedakan menjadi :

a.Berat satuan partikel (γ butiran tunggal) disebut solid/particle density (γp)

b.Berat satuan curah (bulk density) yaitu berat bahan curah dibagi volume total bahan termasuk pori-pori. Macam-macam bulk density yaitu :

1. Apparent/loose Bulk Density, yaitu densitas bahan curah hujan tanpa pemadatan (γa)

2.Compacted/Tapped Bulk Density, yaitu densitas bahan curah hujan dengan pemadatan (γc)

3.Working/Dinamic Bulk Density, yaitu densitas bahan curah untuk penanganan bahan curah.Berat jenis (Spesifik Gravity) adalah perbandingan berat bahan terhadap berat air yang volumenya sama dengan bahan. Berat spesifik adalah berat persatuan volum. Berat disini bersifat gaya yang ditimbulkan. Berat spesifik dapat dijelaskan dengan γ = ρ g

dimana:

γ = specific weight (kN/m3)

 ρ = density (kg/m3)

g =acceleration of gravity(m/s2)

Satuan Internasional untuk berat spesifik adalah kN/m3.

 Untuk satuan british nya adalah lb/ft3, nilai dari g pada keadaan normal adalah 9.807 m/s2 pada satuan internasional dan 32.174 ft/s2 pada satuan british. Spesifik grafiti (SG)tidak mempunyai ukuran, seperti pada rasio pada material densitas, densitas pada air sudah spesifik. Spesifik graffiti dapat dijelaskan dengan SG = ρ / ρ H2O (3)

Dimana

SG = specific gravity

ρ = density of fluid or substance (kg/m3)

 ρ H2O = density of water (kg/m3)

Densitas air yang biasa digunakan pada 4

oC (39oF) untuk referensi (pada saat keadan air stabil) 1000 kg/m3 atau 62.4 lb/ft3. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan volume, densitas, spesifik gravity dari bahanhasil pertanian, yaitu :

a.       Timbangan datar,

b.      Timbangan gravitasi spesifik,

c.       Tabung gradient gravitasi spesifik,

d.      Piknometer komparasi udara,

e.      Metode piknometer.

TEKANAN PERMUKAAN

Pengertian Tekanan Permukaan

Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A).

P : Tekanan dengan satuan pascal ( Pressure )
F : Gaya dengan satuan newton ( Force )
A : Luas permukaan dengan satuan m² ( Area )
Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.

Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi.

Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.

Tekanan udara dapat diukur dengan menggunakan barometer.
Saat ini atau sebelumnya unit tekanan rakyat adalah sebagai berikut:

• atmosfer (atm)
• manometric unit:
• sentimeter, inci, dan milimeter merkuri (torr)
• Templat:Jangkar Tinggi kolom air yang setara, termasuk milimeter (mm H₂O), sentimeter (cm H₂O), meter, inci, dan kaki dari air
• adat unit:
• tidur, ton-force (pendek), ton-force (lama), pound-force, ons-force, dan poundal inci per persegi
• ton-force (pendek), dan ton-force (lama) per inci persegi
• non-SI unit metrik:
• bar, decibar, milibar
• kilogram-force, atau kilopond, per sentimeter persegi (tekanan atmosfer)
• gram-force dan ton-force (ton-force metrik) per sentimeter persegi
• Barye (dyne per sentimeter persegi)
• kilogram-force dan ton-gaya per meter persegi
• sthene per meter persegi (pieze)

Jenis- Jenis Tekanan Udara

Jika suatu gas atau udara menempati suatu bejana tertutup maka pada dinding bejana tersebut akan bekerja suatu gaya. Gaya ini per satuan luas dinding disebut tekanan.

Menurut teori ilmu fisika, gas terdiri dari molekul-molekul yang bergerak terus menerus secara sembarang. Karena gerakan ini, dinding bejana yang ditempati akan mendapat tumbukan terus-menerus pula dari banyak molekul. Tumbukan inilah yang dirasakan sebagai tekanan pada dinding.

Jika temperatur  gas dinaikkan, maka gerakan molekul-molekul akan menjadi semakin cepat. Dengan demikian tumbukan pada dinding akan menjadi semakin sering dan dengan implus yang semakin besar. Jadi meskipun volume bejana tetap, tekanan pada dinding akan menjadi lebih besar.

·    Tekanan atmosfir

Tekanan atmosfir yang bekerja di permukaan bumi dapat dipandang sebagai berat  kolom udara mulai dari permukanan  bumi sampai batas atmosfir yang paling atas. Untuk kondisi standar, gaya berat kolom udara ini pada setiap 1 cm²   luas permukaan bumi adalah 1,033 kgf. Dengan perkataan lain dapat dinyatakan bahwa tekanan

1 atmosfir (1atm) = 1,033 kgf/cm² = 0,1013 MPa

Tekanan atmosfir juga biasa dinyatakan dalam tinggi kolom air raksa (mm Hg), di mana 1 atm = 760 mm Hg

·    Tekanan  Mutlak dan  Tekanan  Lebih

Untuk menyatakan besarnya tekanan  gas (atau zat cair) dalam suatu ruangan atau  pipa biasanya dipakai satuan kgf/cm² atau  Pa (pascal). Dasar yang dipakai sebagai harga nol dalam mengukur atau menyatakan tekanan ada dua macam.

1.   Jika harga nol diambil sama dengan tekanan atmosfir, maka tekanan yang diukur disebut tekanan lebih (gage pressure)

2.  Jika harga nol diambil sama dengan tekanan vakum  mutlak maka tekanan disebut  tekanan mutlak.

Antara tekanan mutlak dan tekanan lebih terdapat hubungan sebagai berikut:

Tekanan mutlak = tekanan lebih + tekanan atmosfir                       

Dalam penulisan satuan tekanan biasanya perlu ditambahkan keterangan apakah harga yang dimaksud  merupakan tekanan mutlak atau tekanan absolut. Jika yang dimaksud adalah tekanan lebih, maka penulisan satuannya dapat dilakukan misalnya sebagai berikut: kgf/cm² (g) atau Pa (g), dimana g merupakan singkatan dari gage. Jika yang dimaksud adalah tekanan mutlak, dapat ditulis sebagai: kgf/cm² (abs) atau Pa (abs) dimana abs. merupakan singkatan dari absolut  atau mutlak.

Dalam praktek biasanya orang  memakai tekanan  lebih, sedang tekanan mutlak dipakai dalam teori

 Tabel  konversi tekanan

Tekanan  dapat dinyatakan dalam berbagai satuan. Dalam prakteknya seringkali diperlukan untuk mengubah  harga tekanan dalam suatu satuan menjadi harga dalam satuan lainnya. Untuk memudahkan  perhitungan dapat dipergunakan

Tabel. Daftar Konversi Tekanan

Pa	Bar	kgf/cm2	atm	mm H2O	mm Hg (Torr)
1	1 x 10-5	1,019 72 x 10-5	9,869 23 x 10-6	1,019 72 x 10-1	7,500 62 x 10-3
1 x 105	1	1,019 72	9,869  23 x 10-4	1,019 72 x 104	7,500 62 x 102
9,806 65 x 104	9,806 65 x 10-1	1	9,678 41 x 10-1	1,000   0 x 104	7,355 59 x 102
1,013 25 x 105	1,013 25	1,033 23	1	1,033 23 x 104	7,600 00 x 102
9,806 65	9,806 63 x 10-5	1,000 0 x 10-4	9,678 41 x 10-5	1	7,355 59 x 10-2
1,333 22 x 102	1,333 22 x 10-3	1,359 51 x 10-3	1,315 79 x 10-3	1,359 51 x 10	1