Home CONTOH FLUIDA Soal Dan Pembahasan Tegangan Permukaan

Soal Dan Pembahasan Tegangan Permukaan

by CerdaskanKita
Tegangan permukaan zat cair merupakan suatu kecenderungan permukaan zat cair untuk meregang sesampai kemudian mirip ditutupi oleh suatu lapisan elastis.

Related topics :

Tekanan Hidrostatis
Hukum Archimedes
Hukum Pascal
Gejala Kapilaritas 
Pembahasan Fluida Statis.

Permukaan zat cair berperilaku sebagai selaput yang tegang alasannya yaitu adanya gaya tarik menarik antar molekul air (kohesi). Gaya molekul dalam selaput tersebut cenderung memperkecil luas permukaannya sesampai kemudian tetesan air selalu berbentuk ibarat bola.

Adanya tegangan permukaan menjadikan sedikit benda sanggup mengambang di atas air. Serangga tertentu sanggup berjalan di atas permukaan air juga disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang menahan mereka.

Tegangan permukaan sanggup didefenisikan sebagai gaya pada permukaan zat cair tiap satuan panjang. Secara matematis, besar tegangan permukaan untuk benda yang terdapat satu permukaan sanggup ditulis dalam persamaan berikut :

γ = F
L

Dengan :
γ = tegangan permukaan (N/m)
F = gaya permukaan (N)
L = panjang permukaan benda (m)

 Tegangan permukaan zat cair merupakan suatu kecenderungan permukaan zat cair untuk meregang  SOAL DAN PEMBAHASAN TEGANGAN PERMUKAAN
Gambar 1. Lapisan Sabun Pada Kawat U

Jika sebuah kawat dibengkokkan membentuk aksara U, dan sebuah kawat kecil yang panjangnya L dipasangkan pada kawat tersebut mirip pada gambar di atas, maka dikala kawat ini dicelupkan ke dalam air sabun dan kemudian diangkat secara vertikal, akan terbentuk suatu lapisan sabun. Karena lapisan sabun ini terdapat dua permukaan (L = 2l), maka tegangan yang dialami oleh kawat merupakan :

γ = F
2l

Dengan :
γ = tegangan permukaan (N/m)
F = gaya permukaan (N)
l = panjang kawat (m)

Contoh Soal :

  1. Pada insiden tegangan permukaan diketahui gaya tegang 4 N. Jika panjang permukaannya 20 cm, maka tentukanlah besar tegangan permukaannya.
    Pembahasan :
    Dik : F = 4 N, L = 20 cm = 0,2 m.

    γ = F
    L
    γ =  4
    0,2
      γ = 20 N/m.

  2. Sebatang kawat dibengkokkan membentuk aksara U dan kawat kecil bermassa 0,2 gram dipasang dalam kawat tersebut mirip gambar 1 di atas. Kawat dicelupkan ke dalam lapisan sabun sesampai kemudian terbentang suatu lapisan sabun. Akibat tegangan permukaan lapisan sabun, kawat mengalami gaya tarik ke atas. Agar tetap setimbang, maka pada kawat kecil tersebut digantung beban bermassa 0,1 gram. Jika panjang kawat kecil merupakan 10 cm, maka tentukanlah besar tegangan permukaan lapisan sabun tersebut.
    Pembahasan :
    ⇒ Wk = 0,2 x 10-3 (10) = 2 x 10-3 N
    Wb = 0,1 x 10-3 (10) = 1 x 10-3 N
    l = 10 cm = 10-1 m.

    Karena Setimbang, maka besar gaya permukaan harus sama dengan berat kawat dan berat beban.
    ∑ F = 0
    F − Wk − Wb = 0
    F = Wk + Wb

    Dengan begitu, maka tegangan permukaannya merupakan :

    γ = F
    2l
    γ = Wk + Wb
          2l
    γ = 2 x 10-3 + 10-3
          2 x 10-1 
    γ = 3 x 10-3
    2 x 10-1 

      γ = 1,5 x 10-2 N/m.

  3. Suatu tabung berdiameter 0,4 cm apabila dimasukkan ke dalam air secara vertikal sudut kontaknya 60o. Jika kenaikan air pada tabung merupakan 2,5 cm, maka tentukanlah tegangan permukaan air.
    Pembahasan :
    Soal ini dihubungkan dengan kapilaritas. Berdasarkan rumus kapilaritas :

    h = 2 γ cos θ
       ρ g r 
    2,5 x 10-2 =         2 γ cos 60o
    (103) (10) (2 x 10-3)
    2,5 x 10-2 = 2 γ (½)
      20

      γ = 50 x 10-2 N/m
      γ = 0,5 N/m.

Baca Juga:   Soal Dan Pembahasan Gerak Melingkar Vertikal

You may also like