Sebuah pesawat mempunyai massa 600 kg dengan luas penampang sayap sebesar 8 m². Apabila udara mengalir melalui sayap pesawat dengan kecepatan di bagian atas sayap sebesar 50 m/s dan bagian bawah sayap sebesar 55 m/s dengan massa jenis udara sebesar 1,29 kg/m^3. Sehingga yang dialami pesawat tersebut adalah....

Question

Jawaban yang benar adalah pesawat bergerak turun ke bawah.

Diketahui:

m = 600 kg

A = 8 m²

va = 50 m/s

vb = 55 m/s

ρ udara = 1,29 kg/m^3

Ditanya:

Hal yang dialami pesawat = ...?

Jawab:

Konsep yang kita gunakan adalah penerapan hukum Bernoulli pada fluida dinamis. Salah satu penerapannya adalah gaya angkat sayap pesawat terbang. Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bagian bawah. Hal ini mengakibatkan tekanan udara pada sayap bagian atas lebih kecil dibandingkan dengan tekanan udara pada sayap bagian bawah, sehingga pesawat dapat naik. Secara matematis syarat yang dipenuhi adalah:

(1). v atas > v bawah

(2). P atas < P bawah.

Besar selisih tekanan ini dirumuskan oleh:

ΔP = 1/2 x ρ x (va^2 - vb^2), ingat bahwa P = F/A, maka gaya angkat:

ΔF = 1/2 x ρ x A x (va^2 - vb^2),

dengan:

ΔP = selisih tekanan sayap (Pa)

ΔF = selisih gaya angkat sayap (N)

ρ = massa jenis udara (kg/m^3)

A = luas penampang sayap (m^2)

va = kecepatan sayap atas (m/s)

vb = kecepatan sayap bawah (m/s).

Berdasarkan data pada soal, maka diperoleh hasil yaitu:

ΔF = 1/2 x ρ x A x (va^2 - vb^2)

ΔF = 1/2 x 1,29 x 8 x (50^2 - 55^2)

ΔF = 5,16 x (-525)

ΔF = -2.709 N.

Tanda negatif pada ΔF mengartikan bahwa pesawat sedang bergerak turun ke bawah (landing). Hal ini didukung karena v atas < v bawah.

Jadi, yang dialami pesawat tersebut adalah pesawat bergerak turun ke bawah.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa