Pertanyaan

Sebuah silinder berisi air bervolume V dihubungkan dengan piston dan diletakkan secara horizontal. Diujung lainnya terdapat lubang sebesar A yang berukuran jauh lebih kecil dibanding luas penampang piston. Jika dianggap sistem terbebas dari gesekan, maka usaha yang dilakukan oleh piston untuk mengeluarkan seluruh air dari silinder dalam selang waktu t dengan massa jenis air ρ adalah ....

Y. Maghfirah

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah C.

Pembahasan

Debit air yang keluar tiap detiknya dinyatakan sebagai berikut : Di mana v adalah kelajuan air yang keluar, V adalah volume air, dan A adalah luas permukaan bidang. Energi potensial per volume yang dimiliki oleh air dalam silinder pada ketinggian yang sama akan bernilai sama, kemudian kelajuan aliran air sebelum keluar dari lubang A = 0 m/s (karena alirannya lambat jika dibandingkan dengan aliran yang keluar dari lubang A), sehingga dari persamaan hukum Bernoulli akan didapatkan : Persamaan tekanan tersebut dapat disampaikan dalam bentuk lain, yakni sebagai berikut : Dengan L adalah panjang silinder. Maka usaha dapat dinyatakan sebagai berikut : Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Debit air yang keluar tiap detiknya dinyatakan sebagai berikut :

Di mana v adalah kelajuan air yang keluar, V adalah volume air, dan A adalah luas permukaan bidang.

$begin mathsize 14px style straight v equals fraction numerator straight V over denominator straight A. straight t end fraction end style$

Energi potensial per volume yang dimiliki oleh air dalam silinder pada ketinggian yang sama akan bernilai sama, kemudian kelajuan aliran air sebelum keluar dari lubang A = 0 m/s (karena alirannya lambat jika dibandingkan dengan aliran yang keluar dari lubang A), sehingga dari persamaan hukum Bernoulli akan didapatkan :

Persamaan tekanan tersebut dapat disampaikan dalam bentuk lain, yakni sebagai berikut :

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row straight P equals cell 1 half. straight rho. straight v squared equals straight F over straight A end cell row cell 1 half. straight rho. straight v squared end cell equals cell fraction numerator straight F. straight L over denominator straight A. straight L end fraction end cell end table end style$

Dengan L adalah panjang silinder.

Maka usaha dapat dinyatakan sebagai berikut :

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row straight P equals straight P row cell 1 half. straight rho. straight v squared end cell equals cell straight W over straight V end cell row straight W equals cell 1 half. straight rho. straight v squared. straight V equals 1 half straight rho. open parentheses fraction numerator straight V over denominator straight A. straight t end fraction close parentheses squared. straight V end cell row straight W equals cell 1 half straight rho fraction numerator straight V cubed over denominator straight A squared. straight t squared end fraction end cell end table end style$

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

5.0 (1 rating)

Pertanyaan serupa

Air ( ρ ai r = 1 , 0 × 1 0 3 kg / m 3 )mengalir melewati pipa mendatar yang luas penampangnya mengecil. Kelajuan air pada ujung pipa yang besar adalah 4,0 m/s. Perbedaan tekanan antara kedua ujung p...

5.0

Jawaban terverifikasi

5.0

Jawaban terverifikasi

Lemari besi dengan berat 50 kg dalam keadaan diam ditarik dengan gaya membentuk sudut 37° di atas garis mendatar. Lemari tersebut diberi gaya sebesar F , gaya tersebut dihilangkan setelah 4 detik sehi...

0.0

Jawaban terverifikasi

Mobil A dan mobil B terpisah sejauh 1.000 m. Kemudian kedua mobil bergerak bersamaan dan saling mendekati dengan kecepatan konstan. Jika mobil A bergerak dengan kecepatan 20 m/s ke kanan dan bertemu m...

4.5

Jawaban terverifikasi

Sepasang kakak-beradik mengikuti sebuah tes untuk menjadi astronot. Sang kakak lolos tes sebagai astronot, namun adiknya tidak lolos. Ketika kakak ditugaskan melakukan perjalanan ke luar angkasa mengg...

5.0

Jawaban terverifikasi