Gambar 1 menunjukkan tabung siphon yang digunakan untuk memindahkan minyak dari satu wadah ke wadah lain. Siphon memiliki luas penampang 5,0 cm². Pada mulanya, siphon diisi dengan minyak lalu salah satu ujungnya dicelupkan ke dalam wadah yang berisi minyakjuga sehingga minyak keluar dari ujung lainnya. Tabel 1, 2, dan 3 menunjukkan data pengamatan yang diambil dari percobaan. Ketika y = 0,50 m, debit alir pada tempat keluarnya minyak sekitar ... (A} 1,57 dm^3/s (B) 1,68 dm^3/s (C) 1,75 dm^3/s (D) 1,92 dm^3/s (E) 2,50 dm^3/s

Question

Jawaban: a. 1,57 dm³/s.

Ingat!

Teori Toricelli adalah turunan dari Hukum Bernoulli yang mempelajari tentang hubungan kecepatan fluida dan tekanan yang dihasilkannya, dimana secara matematis Teori Torricelli menyatakan kecepatan fluida (v) yang keluar dari lubang pada tangki sebanding dengan akar kuadrat dari dua kali percepatan gravitasi dan jarak vertikal atau ketinggiannya (h).

v = √(2gh)

dimana

v = kecepatan aliran (m/s)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

h = ketinggian (m)

Untuk debit aliran dinyatakan dalam persamaan:

Q = v∙A

dimana

Q = debit (m³/s)

v = kecepatan aliran (m/s)

A = luas penampang (m²)

Percobaan pada soal di atas menggunakan konsep Teori Toricelli dengan data berdasarkan Tabel 1,

Dik:

Data v² dan y (h) pada Tabel 1

A = 5 cm² = 5∙10⁻⁴ m²

y (h) = 0,5 m

Dit: Q

Jawab:

Pertama, cari terlebih dahulu rata-rata v² dari 5 percobaan:

v² = (5,82 + 4,85 + 3,88 + 2,91 + 1,94)/5

v² = 19,4/5

v² = 3,88 m²/s²

Kedua, cari rata-rata y (h) dari 5 percobaan:

h = (0,3 + 0,25 +0,2 + 0,15 + 0,1)/5

h = 1/5

h = 0,2 m

Ketiga, cari percepatan gravitasi (g):

v = √(2gh)

v² = 2gh

3,88 = 2∙g∙0,2

3,88 = 0,4g

g = 3,88/0,4

g = 9,7 m/s²

Pada saat y = 0,5 m; maka:

v = √(2gh)

v = √(2∙9,7∙0,5)

v = 3,12 m/s

Sehingga, debit aliran:

Q = v∙A

Q = 3,12∙5∙10⁻⁴

Q = 0,00157 m³/s

Q = 1,57 dm³/s

Dengan demikian, debit alir pada tempat keluarnya minyak sekitar a. 1,57 dm³/s

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa