Bolpoin Macet? Fisika Memberi Solusi

Hampir dari kita semua pasti pernah mengalami masalah dengan bolpoin yang tintanya tidak keluar yang biasa kita sebut “macet”. Hal pertama yang akan kita lakukan tentunya adalah menggesekkan bolpoin ini ke kertas, secara alami kita akan melakukan hal tersebut yang bahkan sampai-sampai dapat membuat kertasnya robek. Tentunya hal ini berhasil bukan? Setelah menggesekkan bolpoin ini ke kertas, tintanya akan keluar. Pertanyaannya adalah apa yang mendasari kita melakukan hal ini? fenomena apa yang terjadi di balik hal ini? dengan meminjam sedikit ilmu fisika, berikut penjelasannya

Dalam fisika dikenal namanya viskositas, dimana viskositas adalah ukuran dari kekentalan suatu fluida, cair maupun gas [1]. Pengertian lain mengatakan viskositas merupakan ukuran resistansi fluida untuk mengalir. Resistansi ini disebabkan oleh gesekan antara molekul cairan ketika lapisan cairan mencoba untuk mengalir satu sama lain [2]. 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.

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 [1]. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi viskositas fluida salah satunya adalah suhu. Viskositas zat cair berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun dan begitu pula sebaliknya [3]. Sebaliknya untuk viskositas gas, nilai viskositasnya akan meningkat sebanding dengan meningkatnya suhu [2]

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 pada akhirnya tinta akan keluar

Sumber Pustaka

• [1] Mikrajuddin Abdullah. 2016. Fisika Dasar 1. ITB
• [2] Angaitkar, J.N. AT Shende. 2013. Temperature Dependent Dynamic (Absolute) Scosity of Oil. Yavatmal. International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT).Vol.3. No.4. Hlm. 449-454.
• [3] Yanisa Damayanti, KAJIAN PENGARUH SUHU TERHADAP VISKOSITAS MINYAK GORENG SEBAGAI RANCANGAN BAHAN AJAR PETUNJUK PRAKTIKUM FISIKA, Universitas Jember