Ketik 'Kata Kunci' yang dicari dalam blog Ayo Sekolah Fisika

Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Kontinuitas dan Pembahasannya


Soal 1
Air mengalir dari pipa yang berjari-jari 3 cm dan keluar melalui sebuah keran yang berjari-jari 1,0 cm. Jika kecepatan air yang keluar dari keran 3 m/s, berapakah kecepatan air dalam pipa?

Jawab:
Diketahui r1 = 3 cm, r2 = 1 cm, kecepatan air yang keluar dari keran v2 = 3 m/s, maka kecepatan air dalam pipa adalah
v1A1 = v2A2
v1r12) = v2r12)
v1r12 = v2r12
v1(3)2 = (3)(1)2
v1 = 1/3 m.s-1 (kecepatan air dalam pipa)

Soal 2
Air mengalir dengan kecepatan 2 m/s melalui sebuah selang yang diematernya 3 cm. Berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengisi sebuah bak air berbentuk silinder dengan jari-jari 2 m sampai setinggi 1,0 m?

Jawab:
Diketahui kecepatan air yang keluar dari selang v1 = 2 m/s dan diameternya d1 = 3,5 cm = 3,5 x 10-2 m, jari-jari bak mandi r2 = 3,5 m dan tinggi bak mandi t = 1,0 m maka volume bak,
V = Abaktbak = πr2t = 3.14 x (3,5)2(1,0) = 38,5 m3
Soal ini dapat kita selesaikan dengan menggunakan konsep
Q = Av dengan Q = debit air, v = kecepatan aliran fluida dari selang dan
A = luas penampang selang = ¼ πd2 = ¼ x 3,14 x (3,5 x 10-2)2 = 9,625 x 10‑4 m2
Debit juga didefinisikan sebagai Q = Volume/waktu = V/t, maka
V/t = Av
(38,5)/t = (9,625 x 10‑4)(2)
t = 38,5/(19,25 x 10-4) = 2 x 104 s
t = 333,3 menit = 5,56 jam

Soal 3
Sebuah pipa memiliki dua penampang yang berbeda, yaitu penampang A sebesar 4 x 10-4 m2 dan penampang B sebesar 1 x 10-4 m2. Pipa tersebut terletak mendatar dan penuh berisi air, dan diketahui kecepatan air di pipa A sama dengan 0,20 m/s. (a) Berapakah kecepatan air di B dan (b) berapakah debit air di A dan B?
Jawab:
(a) Diketahui luas penampang pipa A dan B adalah AA = 4 x 10-4 m2 dan AB = 1 x 10-4 m2
Kecepatan air pada pipa A adalah vA = 0,2 m/s.
Kita menggunakan persamaan kontinuitas yaitu
vAAA = vBAB
(0,2)( 4 x 10-4) = vB(1 x 10-4)
vB = 0,8 m/s
(b) debit air yang mengalir pada kedua penampang pipa sama besar yaitu
Q = vA = vAAA = vBAB = (0,2)( 4 x 10-4) = 8 x 10-5 m3/s

Soal 4
Darah dalam tubuh manusia (ρ = 1055 kg/m3) mengalir melalui aorta dengan kecepatan rata-rata 30 cm/s. Luas penampang aorta 2,0 x 10-4 m2. (a) Hitung aliran volume dan aliran massa darah dalam aorta dan (b) aorta memiliki lubang-lubang yang jumlahnya puluhan ribu pembuluh yang lebih sempit yang memiliki luas penampang total kira-kira 0,28 m2. Berapa kecepatan rata-rata aliran darah dalam cabang-cabang aorta ini?

Jawab:
Diketahui massa jenis darah ρ = 1055 kg/m3 dengan kecepatan v = 30 cm/s = 0,3 m/s, luas penampang aorta A = 2,0 x 10-4 m2.
(a) aliran volume darah = debit darah yang mengalir adalah
Q = V/t = Av = (2,0 x 10-4)(0,3) = 6,0 x 10-5 m3/s
Aliran massa (m/t) dalam darah adalah
V/t = 6,0 x 10-5 m3/s
m/ρt = 6,0 x 10-5 m3/s
m/t = 6,0 x 10-5 x 1055 = 6,33 x 10-2 kg/s
(b) total pembuluh aorta, n = 0,28/(2,0 x 10-4) = 1400 pembuluh aorta
Maka kecepatan rata-rata untuk cabang-cabang aorta adalah
v = 0,3/1400 = 2,14 x 10-4 m/s

Soal 5
Misalnya banyaknya air yang keluar dari sebuah keran di dapur adalah 500 cm3 dalam waktu 2,5 detik. Diameter ujung keran tempat air keluar adalah 1,2 cm. (a) Berapakah kecepatan air yang keluar dari keran?, (b) berapakah kecepatan air ketika berada 20 cm dari ujung keran? Dan (c) hitung diameter pancaran air ketika berada pada jarak tertentu.

Jawab:
Diketahui volume air yang keluar dari keran V = 500 cm3 = 500 x 10-6 m3, diameter ujung keran d = 1,2 cm = 1,2 x 10-2 m dan waktu t = 2,5 air yang keluar dari keran.
(a) kecepatan air yang keluar dari keran kita gunakan rumus debit yaitu
Q = V/t = Av
(500 x 10-6)/(2,5) = ¼ x 3,14 x (1,2 x 10-2)2v
200 x 10-6 = 1,13 x 10-4 v
v = 1,77 m/s
(b) ketika air turun sejauh h = 20 cm kecepatannya kita peroleh dengan
v2 = v02 + 2gh = (1,77)2 + 2(10)(0,2)
v = 2,67 m/s
(c) diameter air saat berada pada 0,2 cm dari ujung pipa adalah
V/t = Av
(500 x 10-6)/(2,5) = ¼ x 3,14 x (d)2(2,671)
2 x 10-4/2,0967 = d2
d  = 9,766 x 10-3 m
d = 9,77 mm = 0,977 cm

0 Response to "Soal Kontinuitas dan Pembahasannya"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel