Dani mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran. Jika luas penampang kran dengan diameter D adalah 4 cm² dan kecepatan aliran air di kran adalah 10 m/s. Tentukan

• Debit air = 0,0126 m³/s
• Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember = 1,6 s

PEMBAHASAN

KONTINUITAS

Jika suatu Fluida mengalir dalam tabung yang memiliki luas penampang A1 dan kecepatan aliran v1. Kemudian, fluida melewati luas penampang A2 sehingga mengakibatkan perubahan kecepatan aliran v2. Kecepatan aliran Fluida akan berubah jika ukuran tabung juga berubah. Secara umum, pernyataaan diatas dapat dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :

• A1 = Luas penampang 1 (m²)
• A2 = Luas penampang 2 (m²)
• v1 = Kecepatan aliran di A1 (m/s)
• v2 = Kecepatan aliran di A2 (m/s)

Persamaan diatas disebut persamaan kontinuitas. Dengan ketentuan alirannya bersifat tunak (tidak pernah berhenti) dan massa fluida nya konstan. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa "Semakin besar luas penampangnya, maka kecepatan aliran Fluida semakin kecil. Sebaliknya, jika semakin sempit luas penampangnya, maka kecepatan alirannya semakin besar".

Hal ini seperti saat kamu menyiram tanaman menggunakan selang, jika ujung selang kamu tekan maka airnya akan mengalir sejauh mungkin. Selain itu, perkalian antara Av merupakan laju aliran Volume atau disebut Debit. Debit ini merupakan volume fluida yang melalui titik tertentu setiap sekon. Dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :

• V = Volume Fluida (m³)
• t = Waktu (s)
• Q = debit aliran Fluida (m³/s)

.

PENYELESAIAN

Diketahui

• V = 20 liter = 0,02 m³
• D = 4 cm <=> r = 2 cm
• v = 10 m/s

Ditanya

1. Q = ?
2. t = ?

Dijawab :

» Langkah 1 - CARI LUAS PENAMPANGNYA!

A = πr²

A = 3,14 × 2 × 2

A = 3,14 × 4

A = 12,56 cm²

A ≈ 0,00126 m²

.

» Langkah 2 - CARI DEBIT AIR!

Q = A × v

Q = 0,00126 × 10

Q = 0,0126 m³/s

.

» Langkah 3 - CARI WAKTU PENGISIAN!

Q = V ÷ t

V ÷ Q = t

0,02 ÷ 0,0126 = t

1,6 s = t

.

- Semoga Membantu -

PELAJARI LEBIH LANJUT

• Sebutkan persamaan hukum Bernoulli yomemimo.com/tugas/5881256
• sebuah pipa ditempatkan horizontal, air mengalir dari pipa 1 ke pipa 2. jika kecepatan aliran v1 = 2ms-1 dan tekanan dit... yomemimo.com/tugas/10064272
• Air mengalir melalui sebuah pipa dengan kecepatan 4m/s pada tekanan 150 kPa. Pipa menyempit sehingga diameternya menjadi... yomemimo.com/tugas/14239486
• Air mengalir pada suatu pipa yang diameternya dengan perbandingan 1:2. Jika kecepatan air yang mengalir pada pipa yang b... yomemimo.com/tugas/10615656

-----------------------------------------------------------------------------

DETAIL JAWABAN

Mapel : Fisika

Kelas : XI / 11 SMA

Materi : Bab 4 - Fluida Dinamis

Kode Soal : 6

Kode Kategori : 11.4.6

Kata Kunci : Debit Air, Kontinuitas

#AyoBelajar