6 Contoh Soal Tegangan Permukaan dan Pembahasannya dengan Rumus Kelas 11 SMA

5. Sebuah pipa kapiler memiliki jari-jari 0,15 mm dan digunakan untuk mengamati naiknya air di dalam pipa tersebut. Diketahui bahwa sudut kontak air dengan dinding pipa adalah 0°, dan tegangan permukaan air bernilai 0,073 N/m. Tentukan ketinggian air yang naik di dalam pipa kapiler tersebut.

Pembahasan:

Untuk menentukan ketinggian naiknya air, digunakan persamaan kapilaritas:
[h=2γcosθρgr]

1. Mengonversi data ke satuan SI

2. Substitusi ke rumus kapilaritas

[h=2×0,073×11000×10×1,5×10-4]

Hitung penyebut:
[1000×10×1,5×10-4=1,5×10-1=0,15]

Maka:
[h=0,1460,15]
[h=0,993×10-1,m]
[h=9,93×10-2,m]

3. Ubah ke dalam satuan cm

[9,93×10-2,m=9,93,cm]

Jadi, ketinggian air yang naik dalam pipa kapiler adalah 9,93 cm.

6. Sebuah kawat dengan massa 1,08 gram dan panjang 40 cm akan diletakkan pada permukaan tiga jenis cairan, yaitu air, alkohol, dan larutan sabun. Pertanyaannya: apakah kawat tersebut akan tenggelam ketika berada di atas permukaan alkohol dan air sabun?

Pembahasan:

Untuk mengetahui apakah kawat tenggelam atau tidak, kita bandingkan berat kawat dengan gaya yang dihasilkan oleh tegangan permukaan masing-masing cairan.

Jika gaya tegangan permukaan lebih kecil dari berat kawat → kawat akan tenggelam.
Jika gaya tegangan permukaan lebih besar dari berat kawat → kawat tetap mengapung.

1. Menghitung berat kawat

Massa kawat: [m=1,08,gram=1,08×10-3,kg]

Berat kawat:
[Wkawat=mg]
[Wkawat=1,08×10-3×10]
[Wkawat=0,0108,N]

2. Menghitung gaya tegangan permukaan tiap cairan

Rumus gaya tegangan permukaan:
[F=2γl]
dengan (l=40,cm=0,4,m).

a. Larutan sabun

[Fsabun=2×0,025×0,4]
[Fsabun=0,02,N]

b. Air

[Fair=2×0,072×0,4]
[Fair=0,0576,N]

c. Alkohol

[Falkohol=2×0,023×0,4]
[Falkohol=0,0184,N]

3. Membandingkan dengan berat kawat

Berat kawat = 0,0108 N

Jadi kawat tidak akan tenggelam pada ketiga jenis cairan, termasuk alkohol dan air sabun, karena gaya tegangan permukaan masing-masing cairan masih lebih besar dibandingkan berat kawatnya.

Penutup

Itulah tadi penjelasan lengkap mulai dari pengertian, rumus, hingga contoh soal tegangan permukaan dan pembahasannya lengkap.

Bagi kamu kelas 11 SMA yang ingin lanjut belajar dengan materi lainnya, jangan lupa mampir ke blog Mamikos, ya. Tersedia berbagai penjelasan, contoh soal, hingga soal ujian secara gratis, lho. 🌸