Sedotan berdiameter 12mm jika dimasukkan dalam gelas berisi zar cair memiliki ketinggian h. Seditan berdiameter 5mm dimasukkan dalam zat cair yang sama. Ketingg

Kelas: X
Mata pelajaran: Fisika
Materi: Gejala Kapilaritas  dan Fluida
Kata kunci: Gejala Kapilaritas

Jawaban pendek:

Sedotan berdiameter 12 mm jika dimasukkan dalam gelas berisi zar cair memiliki ketinggian h. Sedotan berdiameter 5 mm dimasukkan dalam zat cair yang sama. Ketinggian zar cair dalam sedotan berdiameter 5 mm adalah d. 2,4 h.

Jawaban panjang:

Ketinggian yang dicapai fluida dalam pipa kapiler tergantung pada besar tegangan permukaannya. Tegangan permukaan dihasilkan oleh gaya permukaan yang bekerja di sekeliling permukaan fluida. Ketinggian fluida dalam pipa kapiler dapat ditentukan dengan rumus

h = 2γ / ρ.g.r

Dimana:

h = ketinggian fluida dalam pipa kapiler (m)

γ = tegangan permukaan (N/m)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

r = jari-jari pipa kapiler (m)

Pada soal ini, tegangan permukaan fluida, massa jenis fluida, dan percepatan gravitasi semuanya adalah sama. Yang membedakan hanya jari-jari pipa kapiler. Sehingga perbandingan tinggi permukaan fluida pada dua pipa kapiler dengan jari-jari pipa kapiler berbeda adalah:

h1 / h2 = (2γ / ρ.g.r1) / ( 2γ / ρ.g.r2)

Bila disederhanakan menjadi:

h1 / h2 = r2 / r1

Bila pada pipa kapiler dengan diameter 12 mm (r1 = 6 mm) memiliki ketinggian h1 = h, maka pipa kapiler dengan diameter 5 mm (r2 = 2,5 mm) ketinggian h2 adalah:

h1 / h2 = r2 / r1

h2 = r1 h1 / r2

h2 = 6h/2,5

h2 = 2,4 h