Rumus Kecepatan Terminal Beserta Hukum Stokes dan Contoh Soal

- Penulis

Senin, 12 Desember 2022 - 22:24 WIB

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

pusatdapodik.com kali ini kita akan membahas pengertian kecepatan terminal beserta contoh soal dan beberapa rumus kecepatan terminal, untuk lebih jelasnya simak penjelasan dibawah ini

Definisi Kecepatan Terminal

Terminal Velocity suatu benda yang dijatuhkan dalam fluida, misalnya kelereng yang dijatuhkan dalam ember berisi air (posisi awal jatuhnya sudah berada di dalam air). Kelereng dalam fluida akan semakin besar hingga mencapai kecepatan maksimum dan nilainya konstan. Sekarang kecepatan ini disebut kecepatan terminal.

hukum Stokes adalah kejadian benda dijatuhkan dalam suatu fluida dan melibatkan beberapa gaya antara lain gaya gesek fluida, gravitasi, dan gaya tekan ke atas dengan rumus masing-masing gaya

Rumus – Rumus dalam Kecepatan Terminal

Formula Gravitasi

W = mg (ke bawah)

Rumus untuk gaya ke atas yang diberikan oleh air

Fa = ρ.gh

Rumus gaya resistensi oleh fluida (hukum Stokes)

Fs = 6πηrv

Rumus Kecepatan Terminal

Vt = [2/9] . [r2.g/η] (ρb – ρf)

Deskripsi rumus:
Vt adalah kecepatan terminal (m/s)
r adalah jari-jari bola (m)
g adalah gravitasi (ms-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 berbentuk bulat/bulat dengan jari-jari r jadi nilai k = 6πr. kemudian, drag Stokes menjadi Fs = 6 π r η v.

Dengan mendeskripsikan gaya Archimedes Fa = m2g dan W = m1 g, tulis ulang 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, jika berbentuk bola V = 4/3πr3.

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

Kemudian kita mendapatkan kecepatan terminal,
v = 2 r2g (ρ1 – ρ2) / 9 η

Baca Juga :  Cara Upload Foto Peserta ANBK Tahun 2023

Deskripsi rumus:
ay yaitu kecepatan terminal
ρ1 itulah kerapatan benda
ρ2 yang merupakan densitas udara
g yaitu percepatan gravitasi = 9,8 m/s2
r yaitu jari-jari benda

Selanjutnya, untuk benda yang jatuh bebas di dalam fluida, misalnya air atau udara, gunakan rumus berikut

Wo = Wf + Wx + Ff

Deskripsi rumus:
W0 adalah berat mutlak benda
Wf adalah berat benda dalam fluida
Wx adalah berat benda yang lolos perhitungan
ff adalah kekuatan resistensi stokes

Formula Terkait: Rumus fluida statis beserta ciri-cirinya dan contoh soal

Konsep dasar untuk menggambarkan keadaan gerak suatu benda, yaitu dengan memperhatikan gaya apa saja yang bekerja pada benda tersebut.

Berat benda di dalam fluida adalah gaya gravitasi atau berat benda dikurangi gaya Archimedes dan gaya hambat Stokes, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya di atas.

ƩF = ma
W-Fa-Fs = ma
W = ma + Fa + Fs
mg = ma + Fa + Fs

Deskripsi rumus:
m adalah massa benda
sebuah adalah percepatan dalam fluida
W adalah berat benda
Fa adalah gaya Archimedes
Fs adalah hambatan stokes
g adalah percepatan gravitasi

Rumus terkait: Cairan manis beserta ciri-cirinya dan contoh permasalahannya

Sekarang bandingkan dengan rumus di atas

Di antara Wo = Wf + Wx + Ff dengan mg = ma + Fa + Fs
W0 = berat mutlak benda = berat benda = W = mg
Wf = berat benda dalam fluida = ma
Wx = berat benda yang terlewat dari perhitungan = Fa = gaya Archimedes
ff = resistensi stokes = Fs

Baca Juga :  Radiasi Benda Hitam: Pengertian, Bunyi Hukum, Rumus, Contoh Soal

Perhatikan bahwa sebenarnya rumus yang biasa ditulis itu sama karena pusatdapodik.com membuktikan adanya gravitasi, tapi mungkin tanpa disadari.

Dalam terjemahannya, pusatdapodik.com menjelaskan bahwa W0 = mA dimana m adalah massa benda dan A adalah percepatan mutlak dalam ruang hampa. Sedangkan Wx = m A dimana m adalah massa fluida yang volumenya sama dengan benda dan A adalah percepatan mutlak.

Ini persis sama dengan rumus biasa A = g dan af = a.

Jadi apa yang tertulis disini benar-benar membuktikan adanya gravitasi. hanya mengganti “g” dengan “A” dan menggunakan istilah lain yang mungkin baru ditemukan seumur hidup dan mungkin tidak ditemukan di buku fisika terbitan mana pun. yaitu “Wx = berat benda yang lolos perhitungan”. Dalam Fisika tidak ada berat benda yang luput dari perhitungan.

Contoh Masalah Kecepatan Terminal

Kecepatan jatuhnya air terjun dengan radius 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?

Dikenal :
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/m2

pertanyaan kecepatan terminal (Vt) = …?

menjawab :
Vt = [2/9]. [(3 x 10-4)2/1,8 x 10-5] (1000 – 1,29) = 10,87 m/dtk

Demikian pembahasan artikel ini, semoga bermanfaat

Berita Terkait

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya
Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..
Contoh Soal IPA Kelas 8 SMP MTs Kurikulum Merdeka Bab 2 Struktur dan Fungsi Tubuh Makhluk Hidup
Materi Biologi Kelas 11 Kurikulum Merdeka Lengkap
20 Soal Matematika Kelas 4 Semester 2 Kurikulum Merdeka
Berita ini 3 kali dibaca

Berita Terkait

Kamis, 11 Juli 2024 - 21:23 WIB

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya

Sabtu, 6 Juli 2024 - 17:04 WIB

Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?

Kamis, 27 Juni 2024 - 11:03 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Rabu, 26 Juni 2024 - 20:15 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Senin, 24 Juni 2024 - 16:11 WIB

Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..

Berita Terbaru

Pendidikan

Contoh Doa Penutup MPLS 2024 Dalam Bahasa Indonesia

Jumat, 12 Jul 2024 - 21:32 WIB

Informasi Dapodik

Dapodik 2024-2025 Semester 1 Kapan Rilis? Berikut Prediksi Tanggal Rilisnya

Jumat, 12 Jul 2024 - 16:35 WIB

Kesiswaan

10 Contoh Janji Siswa Paling Tegas dan Penjelasan Maknanya

Jumat, 12 Jul 2024 - 13:48 WIB