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

Pada bagian satu dari sebuah pipa yang dialiri air kecepatannya

Berikut ini adalah pertanyaan dari ToarSundah824 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Pertama

Pada bagian satu dari sebuah pipa yang dialiri air kecepatannya adalah 3 ft/dt dan diameternya 2 ft. pada bagian 2 diameternya 3 ft. hitung laju aliran volumetrik dan kecepatan pada bagian 2​

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jadi, kecepatan pada bagian 2 mendekati 1,33 ft/s dan laju volumetrik (debit) pada bagian dua mendekati 9,4 ft³/s.

Pendahuluan

Hai ! Kali ini saya akan bantu membahas mengenai asas kontinuitas. Asas kontinuitas menyatakan bahwa, jika terdapat aliran air yang melalui dua ujung pipa yang termampatkan, maka debit air yang mengalir akan selalu sama di kedua ujungnya. Debit airsendiri dapat diartikan sebagaibesarnya volume yang dialirkan dalam waktu tertentuatau juga dapat diartikan sebagaicepatnya alir benda dalam yang melewati penampang dengan luas area tertentu. Secara umum, debit dapat dinyatakan dalam persamaan :

\boxed{\sf{\bold{Q = \frac{V}{t}}}}

Dengan ketentuan :

  • Q = debit air yang dialirkan (m³/s)
  • V = volume air yang dialirkan (m³)
  • t = waktu yang diperlukan (s)

Keterangan :

Satuan di atas adalah satuan SI (Standar Internasional). Satuan dapat disesuaikan dengan satuan volume, waktu, dan konsisten/sesuai dengan yang diminta soal.

Pembahasan

Pada asas kontinuitas, karena debit mengalir dalam suatu pipa dengan panjang (s) tertentu, maka debit juga dapat dirumuskan dengan :

\sf{Q = \frac{V}{t}}

\sf{Q = A \cdot \frac{s}{t}}

Karena \boxed{\sf{v = \frac{s}{t}}} , maka :

\boxed{\sf{\bold{Q = A \cdot v}}}

Dengan ketentuan :

  • Q = debit air yang dialirkan (m³/s)
  • A = luas penampang ujung pipa (m²)
  • v = kecepatan gerak air (m/s)
  • s = panjang pipa (m)
  • t = waktu mengalirnya fluida (s)

Keterangan :

Satuan di atas adalah satuan SI (Standar Internasional). Satuan dapat disesuaikan dengan satuan luas penampang, kecepatan fluida, dan konsisten/sesuai dengan yang diminta soal.

Asas Kontinuitas

Asas kontinuitas menyatakan bahwa terdapat kedua ujung pipa, yaitu pipa masuk air dan pipa keluar ('). Asas kontinuitas dinyatakan dalam persamaan :

\sf{Q = Q'}

\boxed{\sf{\bold{A \cdot v = A' \cdot v'}}}

Dengan ketentuan :

  • A = luas penampang ujung pipa masuk (m²)
  • v = kecepatan gerak air di ujung pipa masuk (m/s)
  • A' = luas penampang ujung pipa keluar (m²)
  • v' = kecepatan gerak air di ujung pipa keluar (m/s)

Keterangan :

Satuan di atas adalah satuan SI (Standar Internasional). Satuan dapat disesuaikan dengan satuan luas penampang, kecepatan fluida, dan konsisten/sesuai dengan yang diminta soal.

Langkah Penyelesaian :

Diketahui :

  • D = diameter penampang ujung pipa masuk = 2 ft.
  • v = kecepatan gerak air di ujung pipa masuk = 3 ft/s
  • D' = diameter penampang ujung pipa keluar = 3 ft.

Ditanya : v' = kecepatan gerak air di ujung pipa keluar = ... ft/s

Jawaban :

  • Hitung kecepatan air pada bagian 2.

\sf{A \cdot v = A' \cdot v'}

\sf{(\cancel{\frac{1}{4} \pi} \cdot D^2) \cdot v = (\cancel{\frac{1}{4} \pi} \cdot (D')^2) \cdot v'}

\sf{D^2 \cdot v = (D')^2 \cdot v'}

\sf{2^2 \cdot 3 = (3)^2 \cdot v'}

\sf{4 \cdot 3 = 9 \cdot v'}

\sf{9v' = 12}

\sf{v' = \frac{12}{9}}

\boxed{\sf{v' \approx 1,33 \: ft/s}}

  • Hitung laju volumetrik (debit) di bagian 2.

\sf{Q' = A' \cdot v'}

\sf{Q' = \frac{1}{4} \pi \cdot (D')^2 \cdot v'}

\sf{Q' = \frac{1}{4} \pi \cdot (3)^2 \cdot 1,33}

\sf{Q' = \frac{1}{4} \cdot 3,14 \cdot 9 \cdot 1,33}

\boxed{\sf{Q' \approx 9,4 \: ft^3/s}}

Kesimpulan :

Jadi, kecepatan pada bagian 2 mendekati 1,33 ft/s dan laju volumetrik (debit) pada bagian 2 mendekati 9,4 ft³/s.

Pelajari Lebih Lanjut :

Detail Jawaban :

Kelas : 11

Mata Pelajaran : Fisika

Materi : Bab 4 – Fluida Dinamis

Kata Kunci : Debit (laju volumetrik); kontinuitas; menghitung kecepatan fluida pada bagian pipa lain.

Kode Kategorisasi : 11.6.4

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh MDKP 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: Sun, 03 Apr 22
<< Previous Post
Next Post >>