Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah semprotan ny...

Question

Perhatikan gambar berikut ini! Sebuah semprotan nyamuk tersusun atas pipa vertikal yang tercelup dalam cairan anti nyamuk p dan pipa horizontal yang terhubung dengan piston. Panjang bagian pipa vertikal yang berada di atas cairan adalah I dengan luas penampang a. Dibutuhkan kecepatan minimum aliran udara yang keluar dari pipa horizontal sebesar v agar cairan antinyamuk dapat keluar dari pipa vertikal. Jika penyemprot rusak sehingga kecepatan aliran udara yang keluar berubah menjadi v' = 0,6v, maka panjang bagian pipa I' maksimum agar semprotan ini tetap berfungsi adalah .... 
 A. I' = 1/6 I 
 B. I' = 0,6 I 
 C. I' = √(1/6) I
 D. I' = 0,36 I
 E. I' = 1/0,36 I

D. Tri · Accepted Answer

Jawabannya adalah D. 0,36.l

Pembahasan :

Ingat kembali hukum Bernaulii :
P1 + 1/2.ρ.v1² + ρ.g.h1= P2 + 1/2.ρ.v2² + ρ.g.h2
dengan,
P = tekanan (N/m²)
ρ = massa jenis zat (kg/m³)
v = laju aliran zat (m/s
h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

Untuk pipa vertikal, berlaku
P1 + ρ.g.h1 = P2 + ρ.g.h2
P1 - P2 = ρ.g. (h2 - h1)
ΔP = ρ.g. Δh
dengan Δh = l, maka
ΔP = ρ.g.l        ............. (pers. 1)

Untuk pipa horisontal dengan ketinggian pipa sama dan v1 = 0 berlaku :
P1 + 1/2.ρ.v1² = P2 + 1/2.ρ.v2²
P1 - P2 = 1/2.ρ.v2² - 1/2.ρ.(0)²
sehingga
ΔP = 1/2.ρu.v2²      ........... (pers.2)
ρu adalah massa jenis udara

Jika persamaan 1 dan persamaan 2 disubtitusikan, laju aliran zat dapat ditentuak, yaitu
1/2.ρu.v2² = ρ.g.l 
              v2² = 2.ρ.g.l /ρu
sehingga v2 = √2.ρ.g.l /ρu

dapat disimpulkan bahwa v sebanding dengan √l, sehingga ketika v' = 0,6.v panjang pipa (l') harus diubah menjadi :
v/v' = √l /√l'
v/0,6.v = √l/√l'
1/0,6 = √(l/l')

kuadratkan kedua ruas :
1/0,36 = l/l'
jadi l' = 0,36.l

Maka jawaban yang paling tepat adalah D.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa