Fenomena Fisika pada Bolpoin “Macet”

Hampir dari kita semua pasti pernah mengalami masalah dengan bolpoin yang tintanya tidak keluar yang biasa kita sebut “macet”. Solusi dari masalah ini adalah menggesek-gesek bolpoinnya berulang-ulang kali di kertas, entah apa dasarnya kita melakukan itu, apakah insting atau ajaran yang sudah turun temurun? Namun it’s work, walaupun kadang sampai-sampai kertasnya robek. Pertanyaanya kemudian adalah mengapa demikian?

bolpoin

Dalam fisika dikenal namanya viskositas, dimana viskositas adalah ukuran dari kekentalan suatu fluida, termasuk gas. Nah, tinta merupakan zat cair yang memiliki viskositas cukup tinggi. Viskositas tinta pulpen sekitar 104 cP [Satuan viskositas adalah N s/m2. Jika dinyatakan dalam satuan CGS, satuan viskositas adalah dyne s/cm2. Satuan ini disebut juga poise (P). Umumnya koefisien viskositas dinyatakan dalam cP (centipoises = 0,001 P)].

Zat yang memiliki viskositas tinggi sulit mengalir melewati lubang atau celah kecil.

Pada mata bolpoin terdiri dari silinder luar dan bola. Ketika kita tidak menggunakannya, bola akan menekan hingga ujung silinder sehingga tidak ada celah pada ujung bolpoin atau celahnya tertutup. Ketika kita menulis, bola akan sedikit tertekan ke dalam yang mengakibatkan terbentuknya celah berbentuk cincin antara silinder dan bola. Di sinilah tempat tinta keluar. Jika celah sangat tipis dan viskositas tinta sangat tinggi maka tinta sulit mengalir melewati celah. Akibatnya tinta tidak keluar dan kita gagal menulis.

Ketika kita menggesekan bolpoin ini secara berulang-ulang di kertas maka secara langsung kita memanaskan bola di ujung bolpoin. Pemanasan tersebut menyebabkan tinta di celah ujung ballpoint memanas. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi viskositas fluida salah satunya adalah suhu. Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun dan begitu pula sebaliknya.  

Pengaruh suhu pada viskositas sejumlah fluida. Sumbu datar adalah kebalikan suhu sedangkan sumbu tegak adalah logaritma viskositas. Makin ke kiri (makin kecil nilai pada sumbu datar) menyatakan suhu makin besar

Kenaikan suhu sedikit saja sudah menurunkan viskositas cukup besar. Gambar diatas adalah perubahan viskositas sejumlah fluida sebagai fungsi suhu. Ini berarti makin ke kiri pada sumbu datar menyatakan suhu makin besar. Tampak bahwa makin besar suhu (makin ke kiri) maka viskositas makin turun.

Penurunan viskositas menyebabkan tinta lebih mudah mengalir seperti yang diberikan oleh persamaan Poiseuille yang dirumuskan oleh J. L. Poiseuille (1799-1869).

dengan

  • Q debit aliran fluida
  • r jari-jari penampang pipa
  • L panjang pipa
  • ∆P beda tekanan pada ujung pipa
  • n koefisien viskositas

Dari persamaan di atas, dapat di katakan bahwa semakin kecil viskositas fluida, dalam hal ini tinta, maka aliran fluida akan semakin besar.

Akibat gesekan pada kertas menjadikan suhu tinta akan meningkat sehingga viskositas dari tinta akan menurun, mengakibatkan aliran fluida akan semakin besar, dan tinta akan keluar. Akhirnya terungkap, hal inilah yang menyebabkan kenapa kita menggesek-gesek bolpoin ke kertas ketika bolpoin nya “macet”.

sumber pustaka

semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan kita semua. sampai jumpa di artikel-artikel berikutnya, jangan lupa share

loading...

You May Also Like

About the Author: Muchlis

Mahasiswa Fisika UNM Makassar.

Leave a Reply