## PERBANDINGAN GAYA GESEK FLUIDA/STOKES ANTARA PELUMAS BARU DAN PELUMAS BEKAS
Elina Sandra*, Intan Kesuma Sari*, Rohmatullaili*, M. Taufik Ibrahim*, Erwin** *Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Tamansiswa Palembang, Jalan Taman Siswa No.261, Kepandean Baru, Kec. Ilir Tim. I, Kota Palembang, Sumatera Selatan,
Indonesia *Email: elinasandraroz@yhaoo.co.id **Email: erwin@untirta.ac.id (Penulis Korespondensi)

## ABSTRAK
Konsep  mekanika  fluida  adalah  konsep  yang  membahas  gerak  atau  aliran  zat  cair  dan  zat  gas.  Dalam dunia  permesinan,  fluida  dan  mekanikanya  memiliki  peran  yang  cukup  dibilang  penting  dan  sangat krusial.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  membandingkan  perbedaan  gaya  gesek  suatu  fluida  berjenis pelumas mesin baru dalam kemasan dengan yang sudah dipakai. Prosedur dalam penelitian ini terdiri dari beberapa tahap adalah sebagai berikut Persiapan Penelitian dan Pengujian. Lokasi Penelitian dilakukan di Laboratorium  Konversi  Energi  Prodi  Teknik  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Taman  siswa Palembang.  Variabel  yang  dipakai  pada  penelitian  kali  ini  adalah  jenis  pelumas  yang  digunakan,  yaitu 10W-30  merek  AHM  OIL  MPX1  untuk  pelumas  baru  dan  pelumas  bekas.  Variasi  beban  bola  dengan diameter 7 (tujuh), 9 (Sembilan) dan 20 (duapuluh) mm. Dari hasil penelitian ini maka dapat disimpuklan semakin  besar  sebuah  beban  yang  dijatuhkan  ke  dalam  suatu  fluida  akan  berbanding  lurus  pula  gaya gesek  yang  dialami  oleh  benda/beban  tersebut.  Pada  variabel  jenis  pelumas  pada  penelitian  ini,  bahwa gaya gesek yang terjadi pada sebuah beban yang bergerak di dalam pelumas baru yang lebih kecil apabila dibandingkan dengan pelumas bekas.
Kata kunci: gaya gesek, pelumas baru, pelumas bekas

## ABSTRACT
The concept of fluid mechanics is a concept that discusses the motion or flow of liquids and gases. In the world of machinery, fluids and their  mechanics have an important and crucial role. The purpose of this study  was  to  compare  the  difference  in  the  frictional  force  of  a  new  type  of  engine  lubricant  in  the package  with  the  one  that  has  been  used.  The  procedure  in  this  study  consisted  of  several  stages  as follows:  Research  Preparation  and  Testing.  Location  The  research  was  conducted  at  the  Energy Conversion  Laboratory  of  the  Mechanical  Engineering  Study  Program,  Faculty  of  Engineering, University of Taman Siswa Palembang. The variables used in this study are variations in the size of the viscosity  of  the  type  of  oil  used,  namely  10W-30  brand  AHM  OIL  MPX1  for  new  oil  and  used  oil. Variation of ball load with diameters of 7 (seven), 9 (nine) and 20 (twenty) mm.
From  the  results  of  this  study,  it  can  be  concluded  that  the  greater  the  load  dropped  into  a  fluid,  the greater the frictional force experienced by the object/load.
In the variable type of lubricant in this study, the frictional force that occurs in a moving load in the new lubricant is smaller when compared to the used lubricant.
Key Words: friction, new oil, used oil

## 1. PENDAHULUAN
Dalam pengertiannya, fluida atau dapat disebut juga dengan zat alir adalah suatu zat yang memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan. Bila bicara mengenai fluida,  maka  ada  dua  bentuk  yang  dapat  dijumpai,  yakni  bentuk  cairan  dan  yang  lainnya
berbentuk  gas.  Baik  dalam  bentuk cairan  maupun  gas,  jarak  antara tiap molekulnya  berjauhan dan tidak tetap. Hal ini dikarenakan lemahnya ikatan molekul yang disebut kohesi.
Pelumas  merupakan  pelumas  paling  umum  dalam  teknik  otomotif  dan  permesinan. Pelumas dengan kualitas yang baik ditentukan berdasarkan viskositas atau kekentalannya yang berdasarkan  temperatur.  Semakin  kental  pelumas,  maka  lapisan  yang  ditimbulkan  semakin kental.  Lapisan  halus  pada  pelumas  kental  memberi  kemampuan  ekstra  menyapu  atau memberikan  permukaan  logam  yang  terlumasi.  Sebaliknya  pelumas  yang  terlalu  tebal  akan memberi  resistensi  yang  lebih  mengalirkan  pelumas  pada  temperatur  rendah  sehingga mengganggu  jalannya  pelumasan  ke  komponen  yang  dibutuhkan.  Untuk  itu  pelumas  harus memiliki kekentalan yang pas pada temperature tertentu. Sehubungan dengan itu, maka penulis tertarik  membahas  penelitian  dengan  judul  “Analisa  Gaya  Gesek  Fluida/Stokes  dari  Variasi Pelumas Baru dan Bekas”.
Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan data gaya gesek pada pelumas yang masih baru dan pelumas yang sudah digunakan.

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1. Prosedur Penelitian
Prosedur dalam penelitian ini terdiri dari beberapa tahap adalah sebagai berikut
a. Persiapan Penelitian
- Siapkan  semua  alat  ukur  yang  diperlukan,  setelah  sebelumnya  dikalibrasi  terlebih dahulu untuk menjaga keakuratan data.
- Siapkan  semua  bahan  penelitian  yang  dibutuhkan .  Gunakan  wadah  untuk menempatkan bahan yang berwujud cair agar tidak mengotori peralatan lainnya. Jangan lupa persiapkan juga majun/lap.
- Menyiapkan  tabel  data  yang  nantinya  akan  diisi  dan  diolah  sesuai  dengan  apa yang didapat.
b. Pengujian
- Timbang picnometer kosong dengan menggunakan neraca digital, catat hasilnya. Setelah selesai pindahkan pelumas dari wadahnya ke dalam picnometer kosong. Lalu timbang picnometer kosong yang berisi pelumas tadi dengan neraca digital, catat  hasilnya.  Untuk  mendapatkan  berat  bersih  fluida  pelumas  kurangi    hasil data  dari  massa  picnometer  yang  berisi  pelumas  dengan  massa  picnometer kosong  yang  sudah  dicatat  sebelumnya.  Setelah  itu  baca  dan  catat  volume pelumas  pada  picnometer  dengan  cara  melihat  batas  pelumas  pada  angka  yang tertera pada picnometer. Nantinya diperlukan untuk mendapatakan harga massa jenis pelumas nantinya, yang dapat dilihat pada subbab pengolahan data.
- Urutkan bola dari yang terbesar sampai terkecil, kemudian ukurlah 3 massa bola logam tadi dengan menggunakan neraca digital secara bergantian menggunakan neraca  digital.  Catat  untuk  tiap  data  berat  beban  bola  ke  dalam  tabel  data. Setelah  selesai,  ambil  vernier  caliper  yang  sudah  disiapkan  sebelumnya  dan ukurlah  diameter  luar  3  bola  logam  tadi.  Baca  kemudian  catat  ke  dalam  tabel data. Data ini nantinya akan digunakan untuk menentukan harga berat jenis bola logam untuk tiap ukurannya.
- Siapkan  gelas  ukur,  pelumas,  stopwatch  dan  mistar  teknik  secara  bersamaan. Lalu ambillah gelas ukur tadi dan isilah pelumas kedalamnya.ukur panjang jarak pelumas  pada  gelas  ukur  tadi  dari  permukaan  atas  pelumas  sampai  permukaan bawah  pelumas  pada  gelas  ukur  menggunakan  mistar  teknik.  Kemudian jatuhkan  bola  pertama  ke  dalam  pelumas  dimulai dari  permukaan  atas  pelumas
dengan  tanpa  kecepatan  awal  dan  memberikan  aba-aba  saat  bola  akan  dijatuhkan. Amati  catat  dengan  teliti  waktu  tempuh  bola  dari  permukaan  atas  pelumas  hingga permukaan  bawah  pelumas  menggunakan  stopwatch.  Ulangi  sebanyak  empat  kali percobaan agar hasil data lebih fleksibel. Ambil bola yang berada di dalam gelas ukur yang  berisi  pelumas  tadi  dengan  menggunakan  magnet  ke  dinding  gelas  ukur.  Jika selesai  dengan  bola  pertama  ulangi  lagi  langkah  sebelumnya  untuk  variabel  bola selanjutnya dan pelumas bekas. Catat hasilnya ke dalam tabel data.

## 3.2. Lokasi Penelitian
Lokasi  Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Konversi  Energi  Prodi  Teknik  Mesin Fakultas Teknik Universitas Tamansiswa Palembang.

## 3.3. Variabel Penelitian
Variabel yang dipakai pada penelitian kali ini adalah:
a. Variasi  ukuran  kekentalan  jenis  pelumas  yang  digunakan,  yaitu  10W-30  merek AHM OIL MPX1 untuk pelumas baru dan pelumas dengan merek yang sama namun sudah pernah digunakan (bekas).
b. Variasi  beban  bola  yang  digunakan  yakni  berjumlah  tiga  dengan  diameter  masing- masing 7 mm, 9 mm dan 20 mm.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1. Pengujian pada jenis fluida pelumas baru
Daftar pada Tabel 1 adalah data awal dari penelitian kali ini yang diambil dengan bantuan berbagai macam alat  ukur berdasarkan variabel fluida  pelumas baru pada ketiga jenis variabel beban bola.

## Tabel 1

## Analisis Penelitian pada Variabel Pelumas Baru
No Subjek Ukur Hasil pengukuran 1 Picnometer Massa picnometer kosong (m pic ) 19,934 gram Massa Picnometer + fluida (m pic+fluid ) 40,982 gram 2 Fluida Volume (V fluid ) 25 ml / 25 cm 3 Ketinggian (h fluid ) 21 cm 3 Beban Bola Massa Bola 1 (mb 1 ) 1,062 gram Diameter Bola 1 (db 1 ) 7 mm Massa Bola 2 (mb 2 ) 2,110 gram Diameter Bola 2 (db 2 ) 9 mm Massa Bola 3 (mb 3 ) 27,798 gram Diameter Bola 3 (db 3 ) 20 mm 4 Waktu Jatuh Bola 1 Percobaan 1 0,37 s Percobaan 2 0,43 s Percobaan 3 0,34 s Percobaan 4 0,38 s Waktu Jatuh Bola 2 Percobaan 1 0,35 s Percobaan 2 0,28 s Percobaan 3 0,37 s Percobaan 4 0,28 s Waktu Jatuh Bola 3 Percobaan 1 0,22 s Percobaan 2 0,28 s Percobaan 3 0,31 s Percobaan 4 0,20 s Sumber: Hasil Analisa

## 4.2. Pengujian pada jenis fluida pelumas bekas
Daftar  Tabel  2  adalah  data  awal  dari  penelitian  kali  ini  yang  diambil  dengan  bantuan berbagai macam alat ukur berdasarkan variabel fluida pelumas bekas pada ketiga jenis variabel beban bola.

## Tabel 2

## Analisis Penelitian pada Variabel Fluida Pelumas Bekas
No Subjek Ukur Hasil pengukuran 1 Picnometer Massa picnometer kosong (m pic ) 19,934 gram Massa Picnometer + fluida (m pic+fluid ) 40,588 gram 2 Fluida Volume (V fluid ) 25 ml / 25 cm 3 Ketinggian (h fluid ) 21 cm 3 Beban Bola Massa Bola 1 (mb 1 ) 1,062 gram Diameter Bola 1 (db 1 ) 7 mm Massa Bola 2 (mb 2 ) 2,110 gram Diameter Bola 2 (db 2 ) 9 mm Massa Bola 3 (mb 3 ) 27,798 gram Diameter Bola 3 (db 3 ) 20 mm 4 Waktu Jatuh Bola 1 Percobaan 1 0,36 s Percobaan 2 0,35 s Percobaan 3 0,40 s Percobaan 4 0,39 s Waktu Jatuh Bola 2 Percobaan 1 0,30 s Percobaan 2 0,28 s Percobaan 3 0,26 s Percobaan 4 0,31 s Waktu Jatuh Bola 3 Percobaan 1 0,24 s Percobaan 2 0,30 s Percobaan 3 0,21 s Percobaan 4 0,24 s Sumber: Hasil Analisa

## 4.3. Tabel Analisis Data
Dari  hasil  analisis  data  yang  didapat  sebelumnya,  maka  dilakukan  pentabelan  data-data awal tadi. Hal ini dilakukan untuk mempermudah dalam pengolahan data. Berikut adalah data- data yang sudah ditabelkan:

## a. Dimensi beban bola
Ukuran  beban  bola  yang  dijadikan  salah  satu  variabel  dalam  penelitian  kali  ini  adalah sebanyak  tiga  buah  dengan  masing  masing  berat  dan  juga  panjang  jari-jari  yang  diukur dengan  neraca  milligram  analitik  dan  vernier  caliper.  Beban  bola  juga  terbuat  dari  bahan yang sama. Dimensi beban bola dapat dilihat pada Tabel 3.

## Tabel 3
Dimensi Beban Bola
No Beban Bola Bahan Bola Massa (gr)  Jari-jari (cm)  Diameter (cm) 1 1,062 0,35 0,7 Baja 2 2,110 0,45 0,9 3 27,798 1 2
b. Pengujian penjatuhan beban bola ke dalam fluida pelumas baru
Pada pengujian inti kali ini dilakukan dengan mencelupkan satu persatu dari ketiga variabel beban  bola  tadi  ke  dalam  variabel  fluida  jenis  pelumas  baru  dalam  kemasan  yang dimasukkan  ke  dalam  tabung  ukur.  Ketinggian  fluida  diukur  dengan  mistar  teknik  dan kecepatan  jatuh  tiap  beban  bola  diukur  lewat  stopwatch.  Untuk  tiap  variabel  beban  bola dilakukan  sebanyak  empat  kali  percobaan.  Detail  mengenai  data-data  percobaan penjatuhan beban bola ke jenis fluida pelumas baru dapat dilihat lewat Tabel 4.

## Tabel 4
Waktu Pengujian Bola Jatuh pada Pelumas Baru
Bola Ketinggian fluida (cm) Percobaan ke (n-) 1 (s) 2 (s) 3 (s) 4 (s) 1 21 0,37 0,43 0,34 0,38 2 0,35 0,28 0,37 0,28 3 0,22 0,28 0,31 0,20
c. Pengujian penjatuhan beban bola ke dalam fluida pelumas bekas
Pada  pengujian  inti  kali  ini  dilakukan  dengan  mencelupkan  satu  persatu  ketiga  variabel beban  bola  yang  sama  tadi  ke  dalam  variabel  fluida  jenis  pelumas  bekas  bermerek  sama yang dimasukkan ke dalam tabung ukur. Ketinggian fluida diukur dengan mistar teknik dan kecepatan  jatuh  tiap  beban  bola  diukur  lewat  stopwatch.  Untuk  tiap  variabel  beban  bola dilakukan  sebanyak  empat  kali  percobaan.  Detail  mengenai  data-data  percobaan penjatuhan beban bola ke fluida jenis pelumas bekas dapat dilihat lewat tabel dibawah :
Tabel 5 Waktu Pengujian Bola Jatuh pada Pelumas Bekas
Bola Ketinggian fluida (cm) Percobaan ke (n-) 1 (s) 2 (s) 3 (s) 4 (s) 1 21 cm 0,36 0,35 0,40 0,39 2 0,30 0,28 0,26 0,31 3 0,24 0,30 0,21 0,24
Hasil pengelolaan data pada jenis fluida pelumas baru merek AHM OIL MPX1 dengan ukuran kekentalan 10W-30, dapat dilihat pada Tabel 6.

## Tabel 6

## Hasil perhitungan dari variabel fluida pelumas baru
Karakteristik fluida m a (gr) 21,05 V a (cm 3 ) 25 ρ a (gr/cm 3 ) 0,84 Karakteristik beban bola m b (gr) 1,06 2,11 27,80 r b (cm) 0,35 0,45 1 ρ (gr/cm 3 ) 6,62 5,52 6,63 Kecepatan v (cm/s) 55,26 65,62 84 Koefisien viskositas η (gr/cm.s) 2,79 3,15 15,03 Gaya gesek/stokes F s (g.cm/s 2 ) 1.016,63 1.752,43 23.785,88

## Sumber: Hasil Analisa
Hasil pengelolaan data pada jenis fluida pelumas bekas AHM OIL MPX1 dengan ukuran kekentalan 10W-30, dapt dilihat pada Tabel 7.

## Tabel 7
Hasil perhitungan dari variabel fluida pelumas bekas
Karakteristik fluida m a (gr) 20,66 V a (cm 3 ) 25 ρ a (gr/cm 3 ) 0,83 Karakteristik beban bola m b (gr) 1,06 2,11 27,80 r b (cm) 0,35 0,45 1 ρ (gr/cm 3 ) 6,62 5,52 6,63 Kecepatan v (cm/s) 56,76 72,41 84 Koefesien viskositas η (gr/cm.s) 2,72 2,86 15,05 Gaya gesek/stokes F s (g.cm/s 2 ) 1.018,03 1.755,73 23.817,53
Sumber: Hasil Analisa
Dengan  didapatkannya  tabel  hasil  perhitungan  dari  kedua  jenis  variabel  fluida  pelumas baru dan bekas maka data besar gaya stokes yang didapat oleh setiap variabel beban bola bisa digrafikkan seperti yang ada di bagian Gambar 1 dan 2.
Gambar 1. Grafik Perbandingan Gaya Gesek Pelumas Baru
Untuk variabel jenis fluida pelumas bekas bisa terlihat adanya perbedaan meskipun kecil jika dibandingkan dengan grafik pada variabel fluida jenis pelumas baru di atas. Adaupun untuk grafik untuik variabel fluida pelumas bekas dapat dilihat di bagian bawah :
Gambar 2. Grafik Perbandingan Gaya Gesek Pelumas Bekas
Fluida Jenis Oli Baru Jari-Jari Bola 0,35 cm 1016,63 Jari-Jari Bola 0,45 cm 1752,43 Jari-Jari Bola 1 cm
23785,88 0 5000 10000 15000 20000 25000 Gaya Ge sek ( g.cm /s 2 )
Fluida Jenis Oli Bekas Jari-Jari Bola 0,35 cm 1018,03 Jari-Jari Bola 0,45 cm 1755,73 Jari-Jari Bola 1 cm 23817,53
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Gay a Gesek (g .cm /s 2 )
Jika  dibandingkan  kedua  buah  grafik  yang  terdapat  pada  bagian  atas,  menunjukkan semakin  besar  ukuran  beban  bola  yang  dijatuhkan  dengan  kecapatan  awal  nol  kedalam  fluida jenis  tertentu,  khusus  kali  ini  yaitu  pelumas  AHM  OIL  MPX1  10W-30  baru  dan  bekas  maka semakin besar  pula  harga gaya  gesek  yang  dihasilkan.  Bisa  dilihat  bahwa  bola  dengan jai-jari 0,35  cm  yang  pada  percobaan  kali  ini  hanya  menghasilkan  gaya  gesek  berkisar  hanya  satu ribuan yang lebih kecil dari bola dengan diameter 0,45 cm yang bisa menghasilkan gaya gesek sekitar  seribu  tujuh  ratus  lima  puluhan.  Dan  itupun  jauh  lebih  kecil  dari  gaya  gesek  yang dihasilkan oleh bola dengan jari-jari dua kali lipatnya yaitu 1 cm yang menghasilkan gaya gesek sekitar dua puluh tiga ribuan. Semua angka diatas menggunakan satuan g.cm/s 2 .
Meskipun begitu, ada selisih sedikit harga gaya gesek antara bola sama yang dijatuhkan ke  dalam  jenis  fluida  yang  berbeda.  Dapat  dilihat  didalam  grafik  bahwa  bola  sama  yang dijatuhkan  ke  dalam  fluida  pelumas  AHM  OIL  MPX  10W-30  Baru  cenderung  memiliki  gaya gesek  yang  lebih  rendah  dibandingkan  dengan fluida merek  pelumas  yang sama  namun sudah dalam kesadaan digunakan (bekas).

## 5. KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan pada penelitian ini maka dapat disimpulkan semakin besar sebuah beban yang dijatuhkan ke dalam suatu fluida tertentu, maka akan semakin besar pula gaya gesek yang dialami oleh benda/beban tersebut, untuk jari jari 0.35, 0. 45 dan 1.00 cm gaya geseknya 1018.03,  1755.73,  dan  23817.53  g.cm/s 2 .  Namun  jika  dilihat  dari  variabel  jenis  fluida  pada penelitian ini, maka bisa disimpulkan bahwa gaya gesek sebuah beban yang bergerak di dalam pelumas baru akan menghasilkan gaya gesek yang lebih kecil jika bandingkan dengan pelumas bekas.

## DAFTAR PUSTAKA
Syarifah Yunusa (2013), Comparative study of used and unused engine oil (Perodua Genuine and Castrol Magnatec Oil) based on Property Analysis Basis , The Malaysian International Tribology Conference 2013, MITC2013.
Pantelis G. Nikolakopoulos (2018), Lubrication Performance of Engine Commercial Oils with Different Performance Levels: The Effect of Engine Synthetic Oil Aging on Piston Ring Tribology under Real Engine Conditions , Lubricant.
Chusni, M. M., & Toifur, M. (2012). Penentuan Koefisien Kekentalan Air dengan Koreksi Efek Dinding Menggunakan Hukum Stokes. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng &
DIY , 44–48.
Darmanto. (2011). Mengenal Pelumas Pada Mesin. Momentum , 7 (1), 5–10.
Giles, R. V. (1996). Mekanika Fluida dan Hidraulika (Soemitro,). Erlangga.
Lumbantobing, J. J. F. P., Panjaitan, S. R. S., & Simamora, A. S. (2012). Pemanfaatan Kamera Digital Dalam Menentukan Nilai Viskositas Cairan .