Jawaban:

a. 20 ft/s.

b. 295,2 lbf/ft².

Penjelasan:

Untuk menghitung kecepatan di bagian yang lebar dan di bagian yang sempit, kita perlu menggunakan persamaan kecepatan aliran fluida, yaitu:

v = Q / A

di mana:

v = kecepatan aliran fluida

Q = debit aliran fluida

A = luas penampang

Sebagai contoh, untuk menghitung kecepatan di bagian yang lebar:

v = (0,2 ft³/s) / (0,04 ft²) = 5 ft/s

Dan untuk menghitung kecepatan di bagian yang sempit:

v = (0,2 ft³/s) / (0,01 ft²) = 20 ft/s

Jadi, kecepatan di bagian yang lebar adalah 5 ft/s dan kecepatan di bagian yang sempit adalah 20 ft/s.

Untuk menghitung beda tekanan antara bagian yang lebar dan sempit, kita perlu menggunakan persamaan Bernoulli:

P + (1/2) * p * v² + p * g * h = konstanta

di mana:

P = tekanan statis fluida

p = massa jenis fluida

v = kecepatan fluida

g = percepatan gravitasi

h = tinggi fluida di atas datum tertentu

Untuk menghitung beda tekanan, kita bisa mengambil konstanta sebagai tekanan statis di bagian yang lebar (P1) dan menghitung tekanan statis di bagian yang sempit (P2). Kemudian, beda tekanan (ΔP) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

ΔP = P2 - P1

Sebagai contoh, jika kita menganggap tinggi fluida di atas datum tertentu sama di kedua bagian pipa, maka persamaan Bernoulli dapat ditulis sebagai berikut:

P1 + (1/2) * (1,94 slug/ft³) * (5 ft/s)² = P2 + (1/2) * (1,94 slug/ft³) * (20 ft/s)²

Dengan menyelesaikan persamaan ini, kita dapat menghitung beda tekanan antara bagian yang lebar dan sempit sebagai berikut:

ΔP = P2 - P1 = (1/2) * (1,94 slug/ft³) * (20 ft/s)² - (1/2) * (1,94 slug/ft³) * (5 ft/s)² = 295,2 lbf/ft²

Jadi, beda tekanan antara bagian yang lebar dan sempit adalah 295,2 lbf/ft².