Gaya Kapiler (Kapilaritas)

Gaya kapiler yang sering disebut dengan kapilaritas merupakan peristiwa atau gejala turun atau naiknya suatu cairan melewati bagian sempit atau pipa yang celupkan salah satu ujung sebagian kedalam cairan. Alat yang digunakan adalah pipa kapiler. pipa ini memiliki diameter yang kecil. Peristiwa terjadinya kapilaritas ini dipengaruhi dengan adanya adhesi dan kohesi. jika ukuran diameter dari pipa kapiler semakin kecil maka kenaikan dari zat cair akan lebih tinggi.

Suatu cairan akan melewati pipa kapiler ketika cairan tersebut membasahi dinding tabung, saat itu gaya adhesi cairan tersebut lebih besar dibandingkan dengan gaya kohesi yang ada. Peristiwa ini akibat dari gaya tegangan permukaan pada dinding pipa memiliki kerja kearah atas.  Batas maksimum dari ketinggian yang ada pada gaya tegangan permukaan sebanding dengan massa cairan yang ada dalam pipa kapiler. Dan sebaliknya jika gaya kohesi yang lebih besar dibandingkan gaya adhesi maka pemukaan cairan akan menurun ketika cairan tidak membasahi dinding pipa kapiler.

Kohesi adalah gaya tarikan yang terjadi pada molekul yang berada pada cairan sejenis dan adhesi adalah gaya tarikan yang berada pada cairan yang berbeda. Saat permukaan suatu cairan naik pada pipa kapiler akan membentuk sudut kurang dari 90 derajat sedangkan saat permukaan cairan turun pada pipa kapiler akan membentuk sidut lebih dari 90 derajat. Sudut yang terbentuk adalah sudut yang timbul akibat lengkungan dengan diding pipa kapiler.

Permukaan dinding yang terkena cairan mengalami kontak sepanjang cairan yang terkena dengan pipa 2r. Pada tiap tiap titik yang mengahasilkan sudut dengan garis vertical akibat gaya tegangan permukaan.

Persamaan tegangan permukaan adalah .
d = pipa yang mengalami kontak dengan zat cair yang nilainya 2r.

Akan  mengakibtakan terbentuk gaya resultan ke atas :

Ketika zat cair dalam pipa yang memiliki ketinggian h memiliki berat

w = mg

m =  

V = Ah

A = 

Maka :

Karena gaya dorong keatas sama sebanding dengan berat zat cair tersebut maka pada ketinggian h

F = W

Lalu jika persamaan sebelumnya dimasuk pada persamaan diatas didapat persamaan

Keterangan

    h = ketinggian kenaikan cairan

= tegangan permukaan

= sudut

= densitas

    g   = percepatan gravitasi bumi

    r    = jari jari pipa kapiler

Peristiwa kapilaritas sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya naiknya air maupun zat hara pada tumbuhan hijau dari akar hingga ke bagian-bagian tumbuhan, naiknya minyak ke sumbu pada lampu teplok, proses penyebaran tinta di atas permukaan kertas, kain pel atau spons yang dapat menyerap air yang menggenang, merembesnya air ke dinding rumah saat musim hujan, menetesnya air pada ujung kertas atau kain dan lain sebagainya.

Sedangkan manfaat peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari diantaranya terdapat pada proses peredaran darah, dimana hemoglobin (Hb) akan mengikat oksigen dari paru-paru kemudian dilepas kembali tepat pada saat eritrosit atau sel darah merah melewati pembuluh darah kapiler. Begitu juga pada ikan, proses pertukaran oksigen dan karbondioksida dibantu oleh filamen-filamen pada pembuluh darah insang yang mengandung pembuluh kapiler. Sedangkan pada tumbuhan, peristiwa kapilaritas berguna pada proses naiknya nutrisi, air atau zat hara dari akar tumbuhan ke bagian-bagian tumbuhan seperti daun, batang dan ranting.

Daftar Pustaka :

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Ke lima Jilid 1, Terjemahan. Jakarta: Erlangga.

Halliday, dkk. 2010. Fisika Dasar Jilid 7 Edisi ke 1, Terjemahan. Jakarta: Erlangga.

Sears, F. W. dan Zemansky, M.W. 2001. Fisika universitas jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Serway , A. Raymond dan John W. Jewett. 2009. Fisika untuk sains dan teknik. Jakarta: Penerbit Salemba Teknika.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan Dr. Bambang Soegijono). Jakarta: Erlangga.

Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2002. Fisika Universitas, Terjemahan. Erlangga : Jakarta.