Rumus Kecepatan Terminal Dengan Hukum Stokes dan Contoh Soal – Metropro

Rumusrumus.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

Kecepatan terminal suatu benda yang dijatuhkan dalam zat cair, misalnya kelereng yang dijatuhkan dalam ember berisi air (posisi awal jatuhnya sudah berada di dalam air). Kelereng dalam cairan akan bertambah besar hingga mencapai kecepatan maksimum dan nilainya konstan. Sekarang kecepatan ini disebut kecepatan terminal.

hukum Stokes adalah peristiwa jatuhnya suatu benda ke dalam zat cair dan melibatkan beberapa gaya, antara lain gaya gesek zat cair, gaya berat dan gaya tekan dengan rumus masing-masing gaya

Rumus – Rumus dan Kecepatan Terminal

rumus gravitasi

W = mg (ke bawah)

Rumus untuk gaya ke atas yang diberikan oleh air

Fa = ρ.gh

Rumus gaya resistensi melalui cairan (hukum Stokes)

Fs = 6πrv

Formula 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)
ρ f adalah densitas cairan (kg m-3)

Untuk benda yang jatuh dan berbentuk bulat/bulat dengan jari-jari R nilai seperti itu k = 6πr. kemudian, drag Stokes menjadi Fs = 6 π r η v.

Dengan menggambarkan gaya Archimedes Fa = m2g dan W = m1 g, tuliskan rumusnya sebagai

m1 g = m2 g + 6 π r η v
ρ1 V g = ρ2V g + 6 π r η v

Dengan V adalah 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 kami mendapatkan kecepatan koneksi,
v = 2 r2g (ρ1 – ρ2) / 9 η

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 dalam zat cair, misalnya air atau udara, gunakan rumus berikut

Wo = Wf + Wx + Ff

Deskripsi rumus:
W0 adalah berat mutlak benda
Wf adalah berat benda dalam zat cair
Wx adalah berat benda yang lolos dari perhitungan
dll. adalah kekuatan perlawanan Stockes

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

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

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

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

Deskripsi rumus:
M adalah massa benda
A adalah percepatan dalam fluida
W adalah berat benda
Fr adalah gaya Archimedes
Fs sedang menarik saham
G adalah percepatan gravitasi

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

Sekarang bandingkan dengan rumus di atas

Di antara Wo = Wf + Wx + Ff bersama mg = ma + Fa + Fs
W0 = berat mutlak benda = berat benda = W = mg
Wf = berat benda dalam zat cair = ma
Wx = berat benda yang dihilangkan dari perhitungan = Fa = gaya Archimedes
dll. = Resistensi stokes = Fs

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

Dalam terjemahannya Rumusrumus.com menjelaskan bahwa W0 = mA dimana m adalah massa benda dan A adalah percepatan mutlak dalam ruang hampa. 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. ganti saja “g” dengan “A” dan gunakan istilah lain yang hanya ditemukan seumur hidup dan mungkin tidak ditemukan dalam buku fisika yang diterbitkan. yaitu “Wx = berat benda yang lolos perhitungan”. Dalam fisika, tidak ada berat benda yang luput dari perhitungan.

Contoh masalah kecepatan terminal

Kecepatan tetesan 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?

Diketahui adalah:
R = 0,3 mm 3 x 10-4 m
ρ f = ρ Udara = 1,29 kg m-3
ρb = ρ Air = 1000 kg/m3
ρ f = 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

Sekian pembahasan artikel kali ini, semoga bermanfaat

Baca juga: