1. Percobaan Tetes Minyak Milikan
Adi M, Arlita NP, Fajriatur R, Hendra A, Husnah R, Umi K
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret
Email : adimaulana@gmail.com
Jl. Ir. Sutami 36 A Kentingan, Surakarta Telp: 62271-663450
ABSTRAK
Telahdilakukanpercobaan
di
laboratoriumfisika
FMIPA
UNS
mengenaiPrcobaanTetesMinyakmilikan,untukmenentukanmuatanpartikelelemente
rdanmuatantetesminyakmenggunakanseperangkatalatPraktikumdandilaksanakand
engan
2
variasitegangansebesar
200
volt
dan
250
volt
sertapanjangjaraklintasanbutiranminyak
0,01m.
Dimanapercobaaninidipengaruhioleh gaya-gaya yang bekerja pada partikel ketika
berada pada daerah medan listrik (daerah kedua plat), diantaranya ada gaya gesek udara
dengan partikel, gaya gravitasi pada partikel, dan gaya oleh medan listrik serta gaya
stokes.Berdasarkanhasilperhitungandidapatkannilaimuatantetesminyakuntuktegang
an 200 sebesar (4,56 ± 3,68) x 10-18 C danuntuktegangan 250 volt (5,4 ± 4,62) x
10-18 C, sedangkanuntukpartikelelementerpadategangan 200 volt sebesar (1,57 ±
0,00259) x 10-19 C danpadategangan 250 volt (1,608 ± 0,00809) x 10-19 C.
Adabeberapafaktor
yang mempengaruhihasilperhitungandiatasantara
lain
tegangan yang diberikan, penentuanpartikelminyakdanjari-jarimuatan.
Kata kunci :partikelelementer, muatantetesminyak, jari-jarimuatan.
PENDAHULUAN
Elektron merupakan suatu partikelyangbermuatan negatif. Semuakonsep
fisika
yang
berhubungandengan
halyangbersifatmikroskopismakaakandisinggungsifat elektron diantaranya
komponen
nilai
muatannya.
Sehingga
perannilaimuatanelektron
sangatpenting misaldalam aspekkelistrikanmisaltentangaruslistrik yang
dinyatakansebagai
muatan
per
waktu.
Namun
hal
yangpalingpentingyakninilaimuatanelektrontersebut
diperoleh
dari
prosesapadan ternyata proses penentuanmuatanelektronteersebutdiperoleh
dari percobaan tetes minyak milikan,sehingga akan dilakukan percobaan
tetesmilikanuntukmengetahui
komponenjari-jaributiran
minyakserta
muatannya.
Robertmilikanmelakukan
percobaan
milikandenganpenggunaan beberapakonsepdasar
tetesminyak
diantaranyaviskositas.

2. Viskositasterjadipadafluida
ketikafluidamengalir
dengan
kecepatan
yangberbeda misalpadapipa.Perbedaan kecepatan terjadidimana kecepatan
didekatpermukaanyangbergeraklebihcepat daripadadengan jauh.Viskositas
diperngaruhi oleh koefisien viskositas suatu zat (η). Setelah itu terdapat
konsep hukum
stokes yakni ketikabendayangsangatkecilmelewati
alirannfluida makaakanmengalamigayahambat yang dipengaruhi medan
listrik.
Selaingayastokes,terdapat pulagayagravitas (Fg),gayaarchimedes(Fa)
sepertiteoriviskositasbola jatuhbebasyaknisepertigambarberikut.
Gambar1.Viskositasbolajatuh
sehinggaketika butiranjatuh bebas per samaannyamenjadi:
(1)
(2)
(3)
Maka didapatkan kecepatan terminalnya:
(4)
Keadaan kedua dimana tetes minyak akan naik ke atas karena dipengaruhi
oleh gaya listrik. Dari tetes minyak yang naik ke atas karena medan listrik
yang ke atas,secara matematis dituliskan sebagai:
(5)
(6)
(7)
Keadaan kedua dimana tetes minyak akan turun lagi kebawah karena
dipengaruhi oleh gaya listrik. Dari tetes minyak yang turun ke bawah karena
medan listrik yang ke bawah,secara matematis dapat dituliskan:

3. (8)
(9)
(10)
Jika persamaan (7) dikurangi (10) maka akan didapatkan:
(11)
Dan jika persamaan (7) ditambah (10) maka akan diperoleh:
(12)
Dimana q adalah muatan tetes minyak yang terdiri dari n muatan elementer
, dengan besarnya e = 1,6 x 10-19 C, ƞ = 1,81 x 10-5 N/m2, udara =
1,29 kg.m-3 dan silicon = 1,03 kg.m-3 serta untuk mencari kecepatannya
adalah:
, tturun sebagai
dan tnaik sebagai
.
METODE
Jenispraktikumtetes milikaniniyakni kauntitatif ,hal inidikarenakan
outputdatayangdihasilkanberupanilai waktu tetesminyaknaikturunakibat
pengaruhmedan listrikyangdidasarivariasitegangan sehingganantinya dapat
dicari
muatan
minyak
serta
muatan
elementer.
Percobaaninidilakukandengancaradisiapkan
alatdanbahandiantaranyamikroskop, sprayer, minyak silicon, sumbercahaya
(lampu
halogen),stopwatch, power supply, kabel
penghubung
sertaseperangkat peralatan milikan lalu dirangkai sebagai berikut:
Gambar 2. Rangkaian alat percobaan
Laludigunakan
sprayeryangtelahdiisiminyak
silicondisemprotkan
melaluilubangpadaalattetes milikansehinggaterbentukbutiranminyakdiantara2

4. platpotensial, laludiatursumbercahayadanfokus mikroskop
agar butiran
minyak dapat diamati dengan jelaslalu di amati satu butiranminyakyang
dianggap kecepatannya
konstan, dikarenakan
mikroskop tanpa
lensapembalikmakagerakan
turundianggapsebagai
gerakan
-3
naik,dicatatwaktuuntuknaiksatus=0,89x10 m, lalu di ditekan
swtich
pembalik
maka
butiran
minyak
akanjatuh=naiksebenarnya,
diukurwaktujatuhuntuk
s=0,89x10-3m.
Untukvalidasidatamakapercobaandilakukan5
kalipengulangan
untuksetiapvariasitegangan plat200 V dan 250 V. Pengolahandata
dilakukandengan cara sebagaiberikut.Dicarikecepatan butirannaikdanturun
denganrumus
serta
muatannya.
Padapercobaaniniyangdiukuradalahwaktutempuh
butiranuntuknaikdarititik
acuan hinggabatasatas yang ditentukan,sertawaktutempuhuntukturundari
posisi batas atas kemabali ke posisi semula. Nantinya akan didapatkan
kecepatan, sehingga nantinya dapat diketahui jari-jari dari tetesan minyak
tersebut, muatan tetes minyak serta muatan elementer.
Pada percobaan tetes minyak milikan yang mengggunakan minyak silicon
ini, minyak disemprotkan maka akan terjadi butiran minyak ketika diamati
dengan mikroskop memiliki ukuran yang berbeda –beda hal ini dikarenakan
minyak tersebut tidak hanya tunggal namun ada juga yang berkoalisi atau
menggumpal sehinnga pada penentuan butiran yang laminer terjadi penentuan
yang sulit karena antara butiran yang non koalisi dan koalisi memiliki
kecepatan laminer yang berbeda, sehingga dipilih sampel acak. Setelah itu
diukur waktu tempuhnya. Namun pada kenyataannya setiap butiran tidak
menempuh rute secara vertikal ada yang melenceng sebesar sudut dari sumbu
vertikal sehingga nilai t yang dihasilkan pun berbeda. Setelah t gravitasi di
catat maka di gunakan switch commutator pembalik maka butiran tadi akan
naik. Semakin cepat sehingga nilai t medan yang dihasilkan berbeda-beda
pada setiap variasi tegangan plat 200 V dan 250 V.
Padapercobaandiperoleh data sebagaiberikut :
Tabel 1. Data HasilPengamatanPercobaanTetesminyakMilikan

5. Dari perhitungan, terlihat V1 lebih besar dibanding V2 (kecepatan turun
lebih besar dibanding kecepatan naik). Seperti yang telah disebutkan
sebelumnya, faktor penyebabnya yaitu gaya gravitasi yang mempercepat
gerak tetesan minyak tersebut. Jika dibandingkan kecepatan yang naik
maupun yang turun antara tegangan 200 V dan 250 V lebih cepat pada saat
tegangan 250 V. Ini berarti bahwa tegangan yang diberikan pada tabung
kapasitor dapat mempengaruhi waktu yang dibutuhkan tetes minyak milikan
menempati jarak tertentu.
Untuk tegangan 200 V, muatan tetesnya (q) adalah (9,28; 2,01; 7,81; 2,33;
1,39) x 10-18C, maka n yang didapat adalah (9, 13, 15, 49, dan 58). Untuk
tegangan 250 V, muatan tetesnya (q) adalah (9,26; 1,02; 11,12; 4,35; dan
1,23) x -18C, maka n yang didapat adalah (6, 8, 27, 58 dan 70).
Besarnya e rata-rata pada 200 V yaitu
C, dan
pada 250 V yaitu (
C. Nilai dari e hasil percobaan
mendekati
nilai
e
pada
literatur
yang
besarnya
(
C.
Pada percobaan terdapat beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya
ketidaksesuaian data dan hasil yang diperoleh. Misalnya, kurang tepatnya
praktikan dalam menggunakan alat, ketepatan dalam memilih tetes minyak.
Untuk nilai muatan elementer antara tegangan 200 V dan 250 V ada sedikit
perbedaan 0,038, nilai muatan elementer yang lebih besar terdapat pada
tegangan 250 V. Hal ini terjadi dikarenakan terdapat faktor yang
mempengaruhi yakni pertama pemilihan butiran minyak yang memiliki
kecepatan laminer ada yang bergerak v laminer lebih cepat ada yang v
laminer lebih lambat, dan juga tetes minyak tadi tidak bergerak secara lurus
vertikal namun ada yang miring sebesar sudut tertentu dari sumbu vertikal
sehingga mempengaruhi nilai kecepatan karena s tempuh lebih besar karena
miring sebesar sudut tertentu, karena dari nilai dasar t yang berbeda dan
berpengaruh pada nilai V maka nilai muatan yang dihasilkan sedikit berbeda.
KESIMPULAN
Dari
percobaantetesminyakmilikaniniberhasildidapatkanbesarjari
–
jaributiranminyakpadategangan 200 V dan 250 V antara lain sebagaiberikut :
1. Padategangan 200 V besarnya :
Muatantetesminyak( q )
= (4,56 ± 3,68) x 10-18 C
Muatanelementer( t )
= (1,57 ± 0,00259) x 10-19 C
2. Padategangan 2100 V besarnya :
Muatantetesminyak( q )
= (5,4 ± 4,62) x 10-18 C
Muatanelementer( t )
= (1,608 ± 0,00809) x 10-19 C

6. DAFTAR PUSTAKA
Andriatun. 2012. Atom. Jakarta :Grafindo
Dr. Istadi, S.T M.T. 2009. Buku Ajar Kimia Umum. Semarang : UNDIP
Getty, Edward W. 1989. Konsep – KonsepFisika Modern. Jakarta :Erlangga
Harahap, Asrul. 2010. EksperimenTetesMinyakMilikan.Scribd.com/doc
(Ek-tetes-minyak-milikan)diakses 11 Oktober 2010
Krane, Kanneth. 1992. Fisika Modern. Jakarta : UI Press
Silabun, Pantur. 1986. Fisika Modern edisi ketiga. Jakarta : Erlangga
Steater, Benjatum.1985. Mekanika Fluida Jilid I edisi 8 (terjemahan Arko
Arjuno). Jakarta : Erlangga