Rumus Kecepatan Terminal Beserta Aturan Stokes Dan Rujukan Soal
Rumusrumus.com kali in akan membahas ihwal pengertian kecepatan terminal beserta pola soal dan beberapa rumus – rumus kecepatan terminal, untuk lebih jelasnya, simak klarifikasi dibawah ini
Pengertian Kecepatan Terminal
Kecepatan Terminal benda yang dijatuhkan dalam Fluida, pola nya pada sebuah kelereng yang dijatuhkan dalam seember air (posisi awal jatuh sudah ada dalam air). Kelereng tersebut di dalam fluida akan semakin membesar hingga mencapai kecepatan maksimal dan nilainya tetap. Nah kecepatan inilah yang disebut dengan kecepatan terminal.
Hukum stokes yaitu insiden benda dijatuhkan dalam fluida dan terlibat beberapa gaya diantaranya yaitu gaya gesek fluida gaya berat, dan gaya tekan ke atas dengan rumus masing-masing gaya
Rumus – Rumus Dalam Kecepatan Terminal
Rumus Gaya Berat
W = m.g (arah ke bawah)
Rumus Gaya tekan ke atas oleh air
Fa = ρ.g.h
Rumus Gaya kendala oleh fluida (hukum stokes)
Fs = 6 π η r v
Rumus Kecepatan terminal
Vt = [2/9] . [r2.g/η] (ρb – ρf)
Keterangan Rumus :
Vt adalah Kecepatan terminal (m/s)
r adalah jari-jari bola (m)
g adalah gravitasi (m s-2)
η adalah koefisien viskositas (kg m-1 s-1)
ρb adalah massa jenis benda (kg m-3)
ρf adalah massa jenis fluida (kg m-3)
Untuk benda yang jatuh dan mempunyai bentuk lingkaran / bola dengan jari-jari r jadi nilai k = 6 π r. maka, gaya hambat Stokes menjadi Fs = 6 π r η v.
Dengan menjabarkan gaya Archimedes Fa = m2 g dan W = m1 g, tulis kembali rumusnya menjadi
m1 g = m2 g + 6 π r η v
ρ1 V g = ρ2V g + 6 π r η v
Dengan V yaitu volume benda, jikalau mempunyai bentuk bulat V = 4/3 π r3.
ρ1 4/3 πr3 g = ρ2 4/3πr3 g + 6 π r η v
6 η v = ρ1 4/3 r2 g – ρ2 4/3 r2 g
Maka kecepatan terminal kita dapatkan,
v = 2 r2 g (ρ1 – ρ2) / 9 η
Keterangan rumus :
v yaitu kecepatan terminal
ρ1 yaitu massa jenis benda
ρ2 yaitu massa jenis udara
g yaitu percepatan gravitasi = 9.8 m/s2
r yaitu jari–jari benda
Selanjutnya untuk benda yang jatuh bebas dalam fluida, contohnya air maupun udara, gunakan rumus berikut ini
Wo = Wf + Wx + Ff
Keterangan rumus :
W0 yaitu berat benda mutlak
Wf adalah berat benda dalam fluida
Wx adalah berat benda yang luput dari perhitungan
Ff adalah gaya kendala stokes
Rumus Terkait : Rumus fluida statis beserta ciri-ciri dan pola soal
Konsep dasar untuk menggambarkan kondisi gerak benda yaitu dengan cara memperhatikan gaya apa saja yang bekerja pada benda tersebut.
Berat benda di dalam fluida merupakan gaya gravitasi atau berat benda, dikurangi gaya Archimedes dan gaya hambat stokes, menyerupai yang sudah dijelaskan sebelumnya di atas.
ƩF = m.a
W-Fa-Fs = m a
W = m a + Fa + Fs
m g = m a + Fa + Fs
Keterangan rumus:
m adalah massa benda
a adalah percepatan di dalam fluida
W adalah berat benda
Fa adalah gaya Archimedes
Fs adalah gaya hambat stokes
g adalah percepatan gravitasi
Rumus terkait : Fluida dimanis beserta ciri dan pola soalnya
Sekarang bandingkan dengan rumus di atas
Antara Wo = Wf + Wx + Ff dengan m g = m a + Fa + Fs
W0 = berat benda mutlak = berat benda = W = m g
Wf = berat benda dalam fluida = m a
Wx = berat benda yang luput dari perhitungan = Fa = Gaya Archimedes
Ff = gaya kendala stokes = Fs
Perhatikan sesungguhnya rumus yang biasa ditulis yaitu sama alasannya Rumusrumus.com sedang pertanda adanya gravitasi namun mungkin tanpa disadarinya.
Dalam penjabarannya Rumusrumus.com menerangkan yaitu W0 = m A di mana m merupakan massa benda dan A yaitu percepatan mutlak di ruang hampa. Sedangkan Wx = m A di mana m yaitu massa fluida yang volumenya sama dengan benda dan A yaitu percepatan mutlak.
Ini sama persis dengan rumus yang biasa yaitu A = g dan af = a.
Jadi apa yang di tuliskan di sini amat sangat pertanda adanya gravitasi. hanya mengganti “g” dengan “A” dan menggunakan istilah lain yang mungkin seumur-umur gres ditemukan dan mungkin tidak akan ditemukan dalam buku Fisika terbitan manapun. yaitu “Wx = berat benda yang luput dari perhitungan”. Di dalam Fisika tidak ada berat benda yang luput dari perhitungan.
Contoh Soal Kecepatan Terminal
Kecepatan dari tetes penderasan yang mempunyai jari-jari 0,3 mm jatuh di udara (ρ udara = 1,29 kg m-3) dan dengan koefisien viskositas = 1,8 x 10-5 kg/ms dan g = 9,8 m/s2 adalah?
Diketahui :
r = 0,3 mm 3 x 10-4 m
ρf = ρ udara = 1,29 kg m-3
ρb = ρ air = 1000 kg/m3
ρf = 1,8 x 10-5 kg/ms
pertanyaan kecepatan terminal (Vt) = …?
jawab :
Vt = [2/9]. [(3 x 10-4)2/1,8 x 10-5] (1.000 – 1,29) = 10,87 m/s
Demikianlah pembahasan ihwal artikel ini, Semoga bermanfaat
Baca Juga :
Sumber http://b1ixbux.com
0 Response to "Rumus Kecepatan Terminal Beserta Aturan Stokes Dan Rujukan Soal"
Posting Komentar