Air dengan massa jenis 1000 kg/m3 mengalir melalui tabung venturimeter dari kiri ke kanan seperti pada gambar. Jika besar kecepatan air pada penampang besar 2 m/s, luas penampang besar dan kecil berturut-turut sebesar 4 cm2 dan 1 cm2, dan tabung manometer berisi raksa dengan massa jenis 13.600 kg/m3, tentukan perbedaan ketinggian permukaan raksa pada kedua kaki manometer!

Question

Jawaban yang benar adalah 23,8 cm.

Diketahui:

Venturimeter dengan manometer

ρ air = ρ = 1.000 kg/m^3

v1 = 2 m/s

A1 = 4 cm²

A2 = 1 cm²

ρ raksa = ρ' = 13.600 kg/m^3

Ditanya:

h = ..?

Jawab:

Konsep yang kita pakai adalah penerapan hukum Bernoulli pada fluida dinamis yaitu venturimeter. Venturimeter adalah alat yang berguna untuk mengukur kelajuan fluida. Terdapat dua buah pipa yang luas penampangnya berbeda lalu dialirkan fluida sehingga terdapat perbedaan di kedua ujungnya. Persamaan yang memenuhi venturimeter dengan manometer dirumuskan oleh:

v₁ = A₂ √[2gh(ρ' - ρ)/ {ρ (A₁² - A₂²)}].

Sementara itu, juga berlaku hubungan kontinuitas yaitu:

A₁ v₁ = A₂ v₂,

dengan:

A₁ dan A₂ = luas penampang pipa besar dan kecil (m/s)

v₁ dan v₂ = kecepatan aliran pada penampang besar dan kecil (m/s)

ρ' = massa jenis fluida pada manometer (kg/m^3)

ρ = massa jenis fluida yang diukur kecepatannya (kg/m^3)

h = perbedaan tinggi fluida pada manometer (m).

Berdasarkan rumus di atas dan data pada soal, hitung nilai h yaitu:

v₁ = A₂ √[2gh(ρ' - ρ)/ {ρ (A₁² - A₂²)}]

2 = 1 √[2(10)h(13.600 - 1.000)/ {1.000 (4² - 1²)}]

2 = √[252.000h/ {1.000 (15)}]

2 = √[252.000h/ 15.000]

2 = √[252h/15]

4 = 252h/15

h = (4 x 15)/252

h = 5/21 meter

h = 23,8 cm.

Jadi, perbedaan ketinggian permukaan raksa pada kedua kaki manometer adalah 23,8 cm.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa