1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

Jika air dipompa dengan mesin air bertekanan 120 kPa memasuki

Berikut ini adalah pertanyaan dari windisarif1989 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Jika air dipompa dengan mesin air bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagi bawah (1) dan mengalir dengan kelajuan 2 m.s'(g = 10 m.s² dan massa jenis 1000 kg.m³). Tekanan air pada pipa bagian atas (II) adalah.... A. 20 kPa B. 30 kPa C. 50 kPa D. 70 kPa E. 110 kPa​
Jika air dipompa dengan mesin air bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagi bawah (1) dan mengalir dengan kelajuan 2 m.s'(g = 10 m.s² dan massa jenis 1000 kg.m³). Tekanan air pada pipa bagian atas (II) adalah.... A. 20 kPa B. 30 kPa C. 50 kPa D. 70 kPa E. 110 kPa​

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jika air dipompa dengan mesin air bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagian bawah (I) dan mengalir dengan kelajuan 2 m.s⁻¹ (g = 10 m.s⁻² dan massa jenis 1.000 kg.m⁻³). Tekanan air pada pipa bagian atas (II) adalah 70.000 Paatau70 kPa.

\:

Penjelasan dengan langkah-langkah:

Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa kecepatan fluida yang bergerak berbanding terbalik dengan besarnya tekanan yang dialaminya saat bergerak. Semakin cepat fluida bergerak, semakin sedikit tekanan yang dialami. Sebaliknya, semakin lambat fluida bergerak, semakin tinggi tekanannya.

Prinsip Bernoulli berlaku untuk fluida yang termampatkan dan yanh tidak dapat termampatkan. Perumusan prinsip ini dilakukan oleh Bernoulli dengan menggunakan operasi dasar matematika. Salah satu penerapannya adalah membangun sayap yang dapat beradaptasi dengan kecepatan dan tekanan udara. 

Bunyi hukum Bernoulli mengatakan bahwa “kenaikan kecepatan aliran dari fluida mampu menyebabkan adanya penurunan tekanan fluida secara bersamaan”. Bisa juga diartikan dengan menurunnya energi potensial fluida tersebut. Hal yang menarik dari hukum ini adalah menjelaskan tentang dapat diaplikasikan pada berbagai jenis aliran fluida dengan beberapa asumsi.

Persamaan hukum Bernoulli dapat ditulis secara sistematis sebagai berikut!

\boxed{\bf P_{1} + \frac{1}{2} \rho \cdot v^{2}_{1} + \rho \cdot g \cdot h_{1} = P_{2} + \frac{1}{2} \rho \cdot v^{2}_{2} + \rho \cdot g \cdot h_{2}}

Berikut ini adalah penyelesaian soal diatas!

Diketahui:

Analisis hal-hal yang diketahui di soal:

  • P₁ = 120 kPa → 120.000 Pa
  • v₁ = 2 m.s⁻¹ → 2 m/s
  • g = 10 m.s⁻² → 10 m/s²
  • ρ = 1.000 kg.m⁻³ → 1.000 kg/m³

Analisis hal-hal yang diketahui di gambar:

  • r₁ = 12 cm → 0,12 m
  • r₂ = 6 cm → 0,06 m
  • h₁ = 0
  • h₂ = 2 m

Ditanyakan:

Tekanan air pada pipa bagian atas (II)?

Jawab:

Pertama-tama, cari terlebih dahulu kelajuan pada pipa bagian atas (II) menggunakan persamaan kontinuitas.

\begin{aligned} \rm{A_{1} v_{1}} & = \rm{A_{2} v_{2}} \\ \rm{\left (\cancel{\pi} r^{2}_{1} \right ) v_{1}} & = \rm{\left (\cancel{\pi} r^{2}_{2} \right ) v_{2}} \\ \rm{v_{2}} & = \rm{\frac{\left ( r^{2}_{1} \right ) v_{1}}{r^{2}_{2}}} \\ & = \frac{(0,12^{2}) 2}{0,06^{2}} \\ & = \frac{(0,0144) 2}{0,0036} \\ & = \frac{0,0288}{0,0036} \\ \rm{v_{2}} & = \bf{8~m/s} \end{aligned}

Kemudian, kita tentukan tekanan air pada pipa bagian atas (II) dengan menggunakan persamaan hukum Bernoulli.

\begin{aligned} \rm{P_{1} + \frac{1}{2} \rho \cdot v^{2}_{1} + \rho \cdot g \cdot h_{1}} & = \rm{P_{2} + \frac{1}{2} \rho \cdot v^{2}_{2} + \rho \cdot g \cdot h_{2}} \\ 120.000 + \frac{1}{2}(1.000) \cdot 2^{2} + 1.000 \cdot 10 \cdot 0 & = \rm{P_{2}} + \frac{1}{2}(1.000) \cdot 8^{2} + 1.000 \cdot 10 \cdot 2 \\ 120.000 + 500 \cdot 4 & = \rm{P_{2}} + 500 \cdot 64 + 20.000 \\ 120.000 + 2.000 & = \rm{P_{2}} + 32.000 + 20.000 \\ 122.000 & = \rm{P_{2}} + 52.000 \\ \rm{P_{2}} & = 122.000 - 52.000 \\ \rm{P_{2}} & = \bf{70.000~Pa}~\rm{atau}~\bf{70~kPa} \end{aligned}

Kesimpulan

Jadi, besar tekanan air pada pipa bagian atas (II) adalah 70.000 Paatau70 kPa (d).

\:

Pelajari Lebih Lanjut

Detail Jawaban

Kelas: 11

Mapel: Fisika

Bab: 4 - Fluida Dinamis

Kode kategorisasi: 11.6.4

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh FajarKim dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Fri, 16 Jun 23
<< Previous Post
Next Post >>