Fisika

Pertanyaan

Bila udara dengan massa jenis 1,29 kg per M3 dialirkan kedalam sifat-sifat dan perbedaan tinggi air raksa dalam pipa 4 cm dan massa jenis air raksa 13,6 gram cm-3 hitung Kecepatan aliran udara dalam pipa pitot?

1 Jawaban

  • Q = debit (m3/s)
    V = volume (m3)
    t = waktu (s)
    A = luas penampang (m2)
    v = kecepatan aliran (m/s)
    1 liter = 1 dm3 = 10−3 m3

    Persamaan Kontinuitas
    Q1 = Q
    A1v1 = A2v2 

    Persamaan Bernoulli
    P + 1/2 ρv2 + ρgh = Konstant
    P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2

    Keterangan :
    P = tekanan (Pascal = Pa = N/m2)
    ρ = massa jenis fluida; cairan ataupun gas (kg/m3
    g = percepatan gravitasi (m/s2)

    Tangki Bocor Mendatar
    v = √(2gh)
    X = 2√(hH)
    t = √(2H/g)

    Keterangan :
    v = kecepatan keluar cairan dari lubang
    X = jarak mendatar jatuhnya cairan
    h = jarak permukaan cairan ke lubang bocor
    H = jarak tempat jatuh cairan (tanah) ke lubang bocor
    t = waktu yang diperlukan cairan menyentuh tanah

    Soal No. 1
    Ahmad mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran seperti gambar berikut! 



    Jika luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di kran adalah 10 m/s tentukan:
    a) Debit air
    b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember

    Pembahasan
    Data :
    A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2
    v2 = 10 m/s

    a) Debit air
    Q = A2v2 = (2 x 10−4)(10) 
    Q = 2 x 10−3 m3/s 

    b) Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
    Data :
    V = 20 liter = 20 x 10−3 m3
    Q = 2 x 10−3 m3/s 
    t = V / Q 
    t = ( 20 x 10−3 m3)/(2 x 10−3 m3/s )
    t = 10 sekon

    Soal No. 2
    Pipa saluran air bawah tanah memiliki bentuk seperti gambar berikut! 



    Jika luas penampang pipa besar adalah 5 m2 , luas penampang pipa kecil adalah 2 m2 dan kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s, tentukan kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil!

    Pembahasan
    Persamaan kontinuitas
    A1v1 = A2v2 
    (5)(15) = (2) v2 
    v2 = 37,5 m/s

    Soal No. 3
    Tangki air dengan lubang kebocoran diperlihatkan gambar berikut! 



    Jarak lubang ke tanah adalah 10 m dan jarak lubang ke permukaan air adalah 3,2 m. Tentukan:
    a) Kecepatan keluarnya air 
    b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air
    c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah

    Pembahasan
    a) Kecepatan keluarnya air 
    v = √(2gh) 
    v = √(2 x 10 x 3,2) = 8 m/s

    b) Jarak mendatar terjauh yang dicapai air
    X = 2√(hH) 
    X = 2√(3,2 x 10) = 8√2 m

    c) Waktu yang diperlukan bocoran air untuk menyentuh tanah
    t = √(2H/g)
    t = √(2(10)/(10)) = √2 sekon

Pertanyaan Lainnya