Rumus tegangan permukaan adalah γ = F/d atau γ = F/2l, dimana tegangan permukaan adalah gaya atau tarikan ke bawah yang menyababkan permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang.
Pernahkah kamu melihat pisau silet suatu waktu bisa mengapung di atas air? Mengapa terjadi demikian? Secara Fisika, fenomena ini bisa terjadi karena adanya tegangan permukaan. Berikut penjelasan lebih lengkapnya.
Tegangan permukaan merupakan gaya atau tarikan ke bawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang.
Hal ini terjadi disebabkan oleh gaya – gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan. Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapiler dan bentuk suatu tetesan kecil cairan.
Atau tegangan permukaan bisa juga fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang ada dalam keadaan diam (statis).
Berikut beberapa manfaat dari Tegangan Permukaan, diantaranya yaitu:
Penyebab terjadinya tegangan permukaan dikarenakan adanya kohesi di bawah zat cair yang lebih besar dari pada kohesi dipermukaan zat cair.
Sehingga permukaan air akan cenderung mengerut dan membentuk luas permukaan sekecil mungkin.
Hal tersebut dapat membuktikan, jika titik – titik embun yang menempel di atas rumput berbentuk seperti bola karena luas permukaan terkecil yaitu bangun yang berbentuk bola.
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul.
Penambahan zat terlarut dalam suatu cairan akan meningkatkan viskositas larutan, jadi tegangan permukaan akan bertambah besar.
Surfaktan merupakan zat yang bisa mengaktifkan permukaan. Karena, cenderung buat terkonsentrasi pada permukaan. Contohnya: Sabun.
Tegangan permukaan (gama) yaitu didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja. Rumus fisikanya, yaitu:
γ = F/d atau γ = F/2l
Keterangan:
Beberapa gejala yang dapat menunjukan tegangan permukaan zat cair yaitu sebagai berikut:
Cara penentuan tegangan permukaan secara pipa kapiler, antara lain yaitu:
Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul – molekul di dalam zat cair. Dalam zat cair, molekul – molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan gaya kohesi.
Gaya kohesi merupakan tarik – menarik antara molekul – molekul sejenis di dalam suatu zat cair. Sedangkan, gaya adhesi merupakan tarik – menarik antara molekul – molekul lain yang gak sejenis, yaitu bahan wadah dimana zat cari berada.
Apabila gaya adhesi lebih besar dari kohesi, seperti pada minyak dengan permukaan gelas maka minyak akan berinteraksi kuat dengan permukaan gelas. Sehingga, minyak membasahi kaca dan permukaan atas cairan akan melengkung (cekung).
Keadaan ini dapat menyebabkan cairan naik ke atas oleh tegangan permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya keatas dengan gaya berat cairan tercapai. Sehingga, minyak dapat naik ke atas dalam suatu pipa kecil yang biasa disebut pipa kapiler.
Jika sudut kontak antara cairan dengan tabung kapiler lebih dari 23 derajat, maka bentuk permukaan cairan tertekan ke bawah yang disebut meniskus cekung.
Rumus/persamaan menghitung tinggi rendahnya atau naik turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler adalah:
h = (2 γ cosO) / (ρ.g.R)
Keterangan:
Diketahui :
mk = 0,2 gram = 0,2 x 10-3 kg
mb = 0,1 gram = 0,1 x 10-3 kg
g = 9,8 m/s2
l = 20 cm = 0,2 m
Ditanya : Tegangan permukaan lapisan sabun (γ)
Jawab :
Penyelesaian :
Diketahui :
l = 24 cm = 24 x 10-2 m.
γ = 0,073 N/m
Ditanya : Gaya tambahan untuk menarik kawat (F)
Jawab :
F = γ . d = γ. 2l
F = 0,073 x 2 x 24 x 10-2
= 0,073 x 48 x 10-2
= 3,5 x 10-2 N
Jadi, gaya tambahan untuk menarik kawat (F) adalah sebesar 3,5 x 10-2 N.
Penyelesaian :
Diketahui:
Ditanya: h….?
Jawab:
Jadi, permukaan air pada pipa kapiler naik setinggi 10 cm
Demikian penjelasan terkait tegangan permukaan rumus serta contoh soalnya. Semoga bermanfaat!