Sebuah bak penampung air tingginya 2,6 m, terdapat lubang kebocoran  yang kecil pada ketinggian 180 cm. Jika bak penuh terisi air maka kecepatan maksimum adalah ....

Gerak semburan air keluar dari mulut lubang adalah gerak parabola, maka perlu ditinjau komponen gerak pada arah sumbu-X dan sumbu-Y.

Gerak pada sumbu-Y

Berlaku GLBB dengan percepatan , sehingga berlaku persamaan jarak:

 

Gerak pada sumbu-X

(i) Kecepatan awal:  

(ii) Berlaku GLB, sehingga persamaan jarak  x  adalah:

 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah tidak ada. 

Diketahui:

$$\begin{array}{rcl}h& =& 20\mathrm{cm}\end{array}$$ adalah tinggi dari permukaan

$$H=100\mathrm{cm}$$ adalah ketinggian permukaan dari dasar air

Pada pipa yang bocor, gunakan Teorema Toricelli untuk menentukan jarak R yang dirumuskan dengan persamaan:

$$R=2\sqrt{h(H-h)}$$

Apabila terdapat 2 lubang kebocoran agar besarnya R  sama, maka lubang kedua harus dibuat menjadi:

$$\begin{array}{rcl}R& =& R_2\\ 2\sqrt{h(H-h)}& =& 2\sqrt{h_2(H-h_2)}\\ h(H-h)& =& h_2(H-h_2)\\ 20(100-20)& =& h_2(100-h_2)\\ 1600& =& 100h_2-h_2^2\\ h_2^2-100h_2+1600& =& 0\\ & & (h_2-80)(h_2-20)\\ h_2& =& 80\mathrm{cm}\\ h_2& =& 20\mathrm{cm}\end{array}$$

Karena yang 20 cm dari permukaan sudah ada, maka jawabannya adalah 80 cm dari permukaan atau 20 cm dari alasnya.

Sehingga jawaban yang tepat adalah D

Diketahui:

 

Ditanya: jarak x..?

Pembahasan:

  

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

 

Diketahui:

$$\begin{gathered} H=5,8\mathrm{m} \\ h=4\mathrm{m} \\ g=10\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2 \end{gathered}$$

Ditanya: $$v=...?$$ 

Penyelesaian:

Ketika air keluar dari keran, besar kecepatan semburan yaitu: 

$$\begin{gathered} v=\sqrt{2\times g\times \left(H-h\right)} \\ v=\sqrt{2\times 10\times \left(5,8-4\right)} \\ v=6\mathrm{m}/\mathrm{s}. \end{gathered}$$  

Dengan demikian, kecepatan semburan air sebesar 6 m/s.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah C.