Tegangan permukaan merupakan materi yang terdapat pada mata pelajaran fisika yang mengandung cara kerja dan rumus tegangan permukaan. Untuk lebih memudahkan pemahaman mengenai hal ini kita bisa melihatnya dari sebuah silet yang bisa mengapung di atas air kolam.
Adapun hal yang membuat sebuah silet mengapung di atas air bukanlah suatu hal biasa atau suatu kebetulan. Itu semua terjadi karena adanya hukum alam dan beberapa faktor ilmiah. Salah satunya karena adanya suatu tegangan permukaan pada kolam air. Tanpa adanya faktor tegangan pada kolam air tak mungkin silet dapat mengapung.
Daftar Isi
Apa Itu Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan adalah suatu tarikan atau gaya yang menarik ke bawah hingga mengakibatkan terjadinya permukaan air berkondisi tegang dan berkontraksi. Hal tersebut membuat benda yang berada di atasnya pada situasi yang sangat tegang hingga dapat mengapung.
Adapun yang mengakibatkan terjadinya tegangan pada permukaan adalah gaya tarik yang tak sebanding pada permukaan air. Gaya tarik pada permukaan air baru dapat dilihat tatkala terjadinya peningkatan wujud tetesan cairan yang kecil dan air pada pipa kapiler yang mengalami peningkatan.
Ilmu pengetahuan tentang tegangan pada permukaan yang dapat ditelaah secara ilmiah menjadi suatu hal yang menarik untuk dipelajari. Apalagi zat yang diteliti adalah fluida statis atau zat cair yang berada dalam kondisi statis.
Manfaat Tegangan Permukaan
Adapun yang menjadi manfaat kehadiran tegangan pada permukaan berguna bagi segala aspek kehidupan manusia. Berikut manfaat paling pokok dari tegangan permukaan yang sebaiknya kalian ketahui.
- Bisa memberikan pengaruh yang sangat besar dalam proses penyerapan pada obat padat bagi persediaan obat
- Kestabilan dan membentuk emulsi supaya tidak larut pada air dalam menciptakan persediaan suspensi.
- Molekul dipenetrasi melalui membran biologis
Apa Penyebab Terjadinya Tegangan Permukaan?
Faktor atau apa penyebab terjadinya tegangan permukaan? Setiap segala sesuatu terjadi pastinya ada sebab yang mengakibatkan. Hal itu sesuai hukum sebab akibat. Begitu juga tegangan pada bagian permukaan yang terjadi karena ada penyebab yang memicunya. Faktor penyebab terjadinya tegangan pada bagian permukaan yaitu kohesi.
Kohesi yang berlangsung pada bagian bawah air yang lebih tiinggi ketimbang kohesi pada permukaan air jadi salah satu penyebab terjadinya tegangan pada bagian permukaan. Sehingga permukaan zat cair senantiasa cenderung mengalami pengerutan dan menciptakan permukaan yang sangat kecil.
Lalu yang menjadi pertanyaan adalah apa saja faktor yang mempengaruhi besar kecilnya suatu tegangan pada bagian permukaan? Berikut ini beberapa faktor yang sangat mempengaruhi besaran tegangan permukaan, antara lain :
1.Suhu
Patokannya suhu pada zat cair semakin tinggi maka tegangan pada permukaan akan kian kecil.
2.Zat Terlarut
Suatu zat yang terlarut semakin ditambahkan akan memperbesar tegangan pada bagian permukaan.
3.Surfaktan
Surfaktan adalah suatu unsur yang dapat melakukan pengaktifan pada permukaan. Hal ini disebabkan diperuntukkan bagi fokus bagian permukaan. Misalkan sabun.
Penerapan Tegangan Permukaan Dalam Kehidupan Keseharian Manusia
Ada banyak fakta fisika yang menarik untuk kita pelajri, Berikut ini beberapa penerapan tegangan permukaan dalam kehidupan manusia sehari-hari, antara lain :
1.Sabun Cuci
Sabun cuci diciptakan secara sengaja demi meminimalisir terjadinya tegangan pada bagian permukaan air. Sehingga sabun cuci dapat sebagai pembersih noda kotoran yang menempel pada baju atau celana.
2.Angsa dan itik
Penerapan berikutnya adalah pada angsa dan itik yang dapat berenang dan mengapung di permukaan zat cair. Hal tersebut disebabkan bulu-bulu pada angsa dan itik tidak basah oleh zat cair.
Sebaliknya apabila air digabungkan dengan detergent akan membasahi bulu angsa dan itik hingga dapat mengurangi kemampuan tegangan permukaan. Akibatnya angsa dan itik dapat tenggelam.
Apa Rumus yang Digunakan Dalam Menghitung Tegangan Permukaan?
Tahukah kalian apa rumus yang digunakan dalam menghitung tegangan permukaan? Tegangan pada bagian permukaan merupakan sebuah kecenderungan yang terjadi pada zat cair dalam melakukan penegangan sampai tertutup permukaannya oleh lapisan elastis. Berbagai kejadian di alam memperlihatkan terjadinya besaran tegangan pada bagian permukaan. Semua besaran tegangan tersebut dapat dihitung berdasarkan rumus.
Rumus tegangan permukaan air mengenai besarannya sangat ditentukan oleh besaran dari gaya F yang dimiliki dan dapat dilakukan penahanan. Berdasarkan atas konsep dan rumusan tersebut menghasilkan suatu rumus yang dipergunakan dalam menghitungnya yaitu Y atau tegangan pada bagian permukaan sama dengan besaran gaya dalam satuan Newton dibagi dengan d atau panjang benda dalam satuan meter.
Segala perhitungan dengan rumus fisika ini dapat diketahui besaran tegangan pada permukaan zat cair dengan mengetahui terlebih dahulu besaran panjang permukaan dan gaya yang ditahan.
Tegangan permukaan adalah sebuah fenomena yang umum terjadi pada kehidupan manusia sehari-hari. Misalkan pada tetesan air yang jatuh mengenai daun talas.
Contoh lainnya pada pencucian pakaian yang lebih gampang pada waktu memakai detergen atau sabun maupun penggunaan air yang mengenai parasut. Semua itu termasuk fenomena terjadinya tegangan pada bagian permukaan yang besarannya dapat dihitung melalui rumus tersebut.
Banyak contoh lainnya suatu tegangan pada bagian permukaan dapat dihitung berdasarkan rumus tegangan tersebut. Yang paling umum lainnya adalah suatu barang yang berbobot ringan misalkan daun atau penjepit kertas,plastik dan lain-lain yang dapat mengapung di kolam.
Barang-barang tersebut begitu mudahnya dapat mengapungdi atas permukaan air. Semua itu dapat terwujud dari alam yang menyediakan hukum tegangan permukaan air dan kerapatannya. Tanpa adanya tegangan pada atas air yang alamiah mustahil benda-benda tersebut dapat mengapung.
Materi tentang tegangan permukaan adalah suatu materi penting bagi para pelajar pelajari khususnya kalangan pelajar pada tingkat kelas 11 pada mata pelajaran Fisika. Karena materi ini kerapkali tampil pada Ujian Tulisan Berbasis Kompetensi atau UTBK SBMPTN.
Istilah-Istilah Pada Tegangan Permukaan
Dari rumusan tegangan pada permukaan zat cair menimbulkan beberapa istilah yang berkaitan dengannya, antara lain :
1.Kapilaritas
Kapilaritas merupakan suatu gejala penurunan ataupun peningkatan zat cair lewat suatu celah yang sangat kecil. Kapilaritas dapat berlangsung manakala terdapatnya hubungan saling interaksi 2 buah benda yang sangat berlainan. Misalkan yaitu air yang melakukan perambatan lewat media benda tisu.
2.Gaya interaksi antar partikel
Istilah lain yang muncul pada tegangan permukaan adalah gaya interaksi antar partikel. Gaya interaksi antar partikel terbagi jadi 2 bagian yakni kohesi dan adhesi. Kohesi adalah proses berinteraksinya 2 benda yang memiliki jenis yang sama. Sedangkan adhesi adalah proses berinteraksinya 2 benda atau barang yang berlainan jenis.
3.Viskositas
Istilah yang terdapat dan berhubungan pada permukaan tegangan lainnya adalah viskositas. Viskositas adalah perhitungan pengukuran tingkat kekentalan pada sebuah fluida.
4.Hukum Stokes
Tegangan permukaan juga berkaitan dengan istilah hukum Stokes. Hukum Stokes menyatakan bahwa pada waktu sebuah benda yang melakukan pergerakan pada fluida maka barang itu memperoleh gaya penghambatan.
5.Kecepatan Terminal
Istilah berikutnya yang terdapat pada tegangan pada bagian permukaan adalah kecepatan terminal. Pada waktu sebuah barang terjatuh ke bawah pada fluida yang mengental, kecepatan barang tersebut bertambah kian besar sampai meraih sebuah kecepatan terminal atau kecepatan optimal.
Apa Fungsi Dari Tegangan Permukaan?
Sebenarnya apa fungsi dari tegangan permukaan? Tegangan pada permukaan yaitu suatu tarikan gaya yang bersifat dari bawah yang mengakibatkan permukaan pada cairan terkontraksi dan menegang. Hal tersebut membuat kerapatan pada permukaan air hingga benda-benda yang berada diatasnya dapat mengapung.
Tegangan pada bagian permukaan dapat berlangsung diakibatkan oleh faktor tak seimbangnya antara gaya tarik di permukaan zat cair yang bersifat statis.
Sementara itu, mengenai besaran tegangan dari permukaan itu sendiri sangat dipengaruhi oleh banyak faktor. Misalkan faktor kerapatan, konsentrasi zat terlarut, massa jenis, tekanan dan suhu serta jenis cairan atau larutan.
Apabila jenis cairan mempunyai partikel molekul yang sangat besar dengan sendirinya besaran tegangan pada bagian permukaan akan semakin besar.
Besaran tegangan permukaan cairan pun ditentukan oleh densitas atau massa jenis. Kian tinggi massa jenis maka partikel-partikel yang menyusun tegangan pada bagian permukaan akan kian rapat. Sehingga membutuhkan gaya yang lebih besar dalam memecahkan pada permukaan air bersangkutan. Hal ini karena molekul yang membentuknya sangat kuat. Adapun cairan yang memiliki massa jenis kecil akan membuat besaran gaya tegangan pada bagian permukaan zat cairan juga sangat kecil.
Dalam menghitung tegangan pada bagian permukaan cairan terdapat kategori penghitungan menggunakan metode dinamis atau juga metode statis. Bagi pemilihan metode statis dalam menentukan tegangan pada bagian permukaannya maka ada sejumlah metode yang bisa diambilnya. Seperti Wilhelmy Plate, maximum bubble pressure, drop weight, pendant drop, sessile drop hingga metode peningkatan kapiler.
Sedangkan bagi penghitungan oleh penggunaan konsep tegangan permukaan metode dinamis, ada beberapa cara yang bisa ditempuh. Seperti metode spinning drop, Wilhelmy plate, drop weight, DuNoug ring, unstable jets hingga metode kapilaritas.
Adapun yang menjadi fungsi dari tegangan pada bagian permukaan banyak sekali. Berikut ini beberapa fungsi tegangan permukaan yang sebaiknya kalian tahu.
1.Benda Mengapung
Membuat benda-benda hidup atau benda mati berbobot ringan dapat mengapung di kolam air dan tidak tenggelam selamanya. Hal ini berkat adanya gaya tegangan pada permukaan cairan. Untuk benda mati yang ringan seperti penjepit kertas, silet dan lain-lain. Sedangkan untuk benda hidup yang bisa berada di atas permukaan air adalah serangga, laba-laba dan lain sejenisnya.
2.Membersihkan Pakaian
Fungsi berikutnya dari tegangan pada bagian permukaan adalah dapat menghilangkan kotoran pada pakaian secara lebih mudah. Hal tersebut disebabkan adanya detergen yang larut pada air hingga membuat zat cairan mengalami tegangan permukaan. Pada akhirnya, anda akan merasakan jauh lebih gampang dalam membersihkan pakaian dengan campuran sabun ketimbang membersihkan pakaian hanya memakai air biasa.
Salah satu pertanyaan yang timbul dari banyak pelajar tentang tegangan pada bagian permukaan air adalah mengapa air mempunyai sifat tegangan? Hal tersebut disebabkan permukaan air memiliki sifat yang tegang hingga merapatkan partikel di dalamnya dan membentuk suatu selaput tipis di atas permukaan air.
Apakah Contoh Dari Tegangan Permukaan?
Apakah contoh dari tegangan permukaan? Anda tentu pernah menyaksikan tetesan titik-titik embun yang terdapat pada daun di pagi hari. Bukan kesejukan dan ketenangan yang anda hanya dapatkan. Tapi lebih dari itu.
Kalau anda lebih seksama lagi dalam melihat titik embun tersebut maka pastinya anda akan mendapatkan pola yang sama berupa lingkaran atau bola kecil yang menempel pada daun. Hal itu terjadi berkat penerapan adanya konsep tegangan ini pada daun tersebut.
Berikut ini beberapa contoh tegangan permukaan yang bisa kalian perhatikan.
1.Daun yang mengapung di atas kolam
Yang paling nyata dari adanya tegangan pada bagian permukaan adalah daun yang mengambang di permukaan kolam air.
2.Serangga dapat berjalan
Contoh berikutnya dari adanya tegangan pada bagian permukaan zat cair adalah serangga yang dapat berjalan dan berlari di atas permukaan air dengan tenang dan leluasa. Tanpa adanya tegangan air pasti serangga akan tenggelam manakala berjalan pada permukaan air.
Untuk mengukur besaran kekuatan dari tegangan pada permukaan dengan cara menggunakan rumus tegangan permukaan yang diistilahkan y sama dengan gaya dibagi panjang permukaan. Contohnya besaran gaya sebesar 10 N dibagi dengan panjang permukaan zat cair 5 meter. Sehingga didapatkan besaran tegangan pada bagian permukaan sebesar 2 nm.
Berikut ini salah satu contoh soal dari materi tegangan permukaan yaitu berapa besaran tegangan pada bagian permukaan tiga media cairan yang berlainan yakni air sabun, air, dan alkohol? Semua itu dapat terjawab dengan mudah melalui penggunaan rumus dan penghitungan gaya tegangan ini dalam satuan Newton.
Demikianlah ulasan secara garis besar tentang fungsi tegangan permukaan beserta faktor penyebab, rumus dan contohnya. Untuk meningkatkan prestasi blajar di sekolah kalian bisa mengikuti bimbel atau les privat SMA terdekat agar lebih mudah mengerjakan soal yang ada.
Komentar Terbaru