Pertanyaan

Sebuah tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan pada lengan tabung dan diisi dengan cairan yang memiliki massa jenis 800 kg/m 3 . Jika massa jenis udara yang diukur adalah 1 kg/m 3 dan perbedaan level cairan pada tabung U adalah h = 25 cm, tentukan kelajuan aliran udara yang terukur!

Sebuah tabung pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan pada lengan tabung dan diisi dengan cairan yang memiliki massa jenis 800 kg/m³.

Jika massa jenis udara yang diukur adalah 1 kg/m³ dan perbedaan level cairan pada tabung U adalah h = 25 cm, tentukan kelajuan aliran udara yang terukur!

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

Klaim

J. Khairina

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Pendidikan Indonesia

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kelajuan aliran udara yang terukuradalah 20 10 m / s .

kelajuan aliran udara yang terukur adalah

\underline{2010 m / s}

Pembahasan

Diketahui ρ u = 1 kg / m 3 ρ zc = 800 kg / m 3 h = 25 cm = 0 , 25 m g = 10 m / s 2 Ditanyakan Kelajuan aliran udara ( v A ) Jawab Misal kelajuan udara di A adalah v A dan kelajuan udara di B adalah v B , perhatikan gambar berikut. Udara yag masuk di B akan tertahan hingga kecepatannya nol. H ukum Bernoulli menyatakan bahwa: P a + 2 1 ρ v A 2 + ρ g h a = P b + 2 1 ρ v b 2 + ρ g h b dimana: P = tekanan fluida (Pascal) A = luas permukaan (m 2 ) ρ = massa jenis fluida (kg/m 3 ) v = keceptan fluida (m/s) F = gaya (N) h 1 = keadaan fluida dari keadaan pertama(m) h 2 = keadaan fluida dari keadaan kedua (m) Pada soal diketahui bahwa v B = 0, dan perbedaan tinggi antara A dan B tidak signifikan, diambil h A = h B , sehingga ρ g h A − ρ g h B = 0 . Berdasarkan persamaan dari Hukum Bernoulli di atas, maka: P B − P A = 2 1 ρ v A 2 − 2 1 ρ v B 2 + ρ g h A − ρ g h B P B − P A = 2 1 ρ v A 2 − 0 + 0 P B − P A = 2 1 ρ v A 2 ρ adalah massa jenis udara yang diukur, yang selanjutnya dinamakan ρ u P B − P A = 2 1 ρ u v A 2 ...........(1) Dari pipa U, perbedaan tinggi cairan di pipa disebabkan karena perbedaan tekanan, sehingga: P B − P A = ρ zc g h ...............(2) Berdasarkan persamaa(1) dan (2), maka didapatkan rumus kelajuan udara yang diukur ( v A ) yaitu sebagai berikut. 2 1 ρ u v A 2 v A 2 v A = = = ρ zc g h ρ u 2 ρ zc g h ρ u 2 ρ zc g h Sehingga, besar kelajuan aliran udara yang terukur adalah: v A v A v A v A = = = = ρ u 2 ρ zc g h 1 ( 2 ) ( 800 ) ( 10 ) ( 0 , 25 ) ( 16 ) ( 10 ) ( 25 ) 20 10 m / s Dengan demikian,kelajuan aliran udara yang terukuradalah 20 10 m / s .

Diketahui

$ρ_{u} = 1 kg / m^{3} ρ_{zc} = 800 kg / m^{3} h = 25 cm = 0, 25 m g = 10 m / s^{2}$

Ditanyakan

Kelajuan aliran udara (v_A)

Jawab

Misal kelajuan udara di A adalah v_A dan kelajuan udara di B adalah v_B, perhatikan gambar berikut.

Udara yag masuk di B akan tertahan hingga kecepatannya nol.

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa:

$P_{a} + \frac{1}{2} ρ v_{A}^{2} + ρ g h_{a} = P_{b} + \frac{1}{2} ρ v_{b}^{2} + ρ g h_{b}$

dimana:

$P$ = tekanan fluida (Pascal)
$A$ = luas permukaan (m²)
$ρ$ = massa jenis fluida (kg/m³)
$v$ = keceptan fluida (m/s)
$F$ = gaya (N)
$h_{1}$ = keadaan fluida dari keadaan pertama (m)
$h_{2}$ = keadaan fluida dari keadaan kedua (m)

Pada soal diketahui bahwa v_B = 0, dan perbedaan tinggi antara A dan B tidak signifikan, diambil h_A = h_B, sehingga $ρ g h_{A} - ρ g h_{B} = 0$ . Berdasarkan persamaan dari Hukum Bernoulli di atas, maka:

$P_{B} - P_{A} = \frac{1}{2} ρ v_{A}^{2} - \frac{1}{2} ρ v_{B}^{2} + ρ g h_{A} - ρ g h_{B} P_{B} - P_{A} = \frac{1}{2} ρ v_{A}^{2} - 0 + 0 P_{B} - P_{A} = \frac{1}{2} ρ v_{A}^{2}$

$ρ$ adalah massa jenis udara yang diukur, yang selanjutnya dinamakan $ρ_{u}$

$P_{B} - P_{A} = \frac{1}{2} ρ_{u} v_{A}^{2}$ ...........(1)

Dari pipa U, perbedaan tinggi cairan di pipa disebabkan karena perbedaan tekanan, sehingga:

$P_{B} - P_{A} = ρ_{zc} g h$ ...............(2)

Berdasarkan persamaa (1) dan (2), maka didapatkan rumus kelajuan udara yang diukur (v_A) yaitu sebagai berikut.

$\frac{1}{2} ρ_{u} v_{A}^{2} v_{A}^{2} v_{A} = = = ρ_{zc} g h \frac{2 ρ _{zc} g h}{ρ _{u}} \frac{2 ρ _{zc} g h}{ρ _{u}}$

Sehingga, besar kelajuan aliran udara yang terukur adalah:

$v_{A} v_{A} v_{A} v_{A} = = = = \frac{2 ρ _{zc} g h}{ρ _{u}} \frac{( 2 ) ( 800 ) ( 10 ) ( 0 , 25 )}{1} (16) (10) (25) 2010 m / s$

Dengan demikian, kelajuan aliran udara yang terukur adalah $\underline{2010 m / s}$ .

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

162

4.5 (10 rating)

Fadhil Setyo Hadi

Bantu banget

Tuti Handayani

Makasih ❤️

AHMAD FAUZI

Bantu banget Makasih ❤️

Pertanyaan serupa

Di dalam tabung pitot mengalir gas yang mempunyai hambatan jenis 3,4 kg/m 3 . Jika luas tabung 200 cm 2 dan perbedaan tinggi raksa pada manometer 8 cm, hitung kecepatan aliran gas jika massa jenis rak...

4.3

Jawaban terverifikasi

Sebuah tabung pitot yang diisi dengan raksa ( ρ = 13,6 g/cm 3 ) dipasang pada sebuah pesawat. Ketika kecepatan aliran udara yang melewati tabung pitot 100 m/s, perbedaan tinggi raksa pada pitot adalah...

0.0

Jawaban terverifikasi

Tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida gas (massa jenis gas 3 , 2 kg / m 3 ) yang mengalir pada suatu pipa. Jika benda ketinggian raksa pada manometer tabung pitot tersebut adal...

5.0

Jawaban terverifikasi

Perhatikan gambar berikut. Kecepatan aliran gas dapat ditentukan dengan alat seperti pada gambar. Apabila perbedaan tinggi raksa antara kedua kaki setinggi h dan massa jenis gas dan raksa bertu...

5.0

Jawaban terverifikasi

Laju aliran suatu gas ketika diukur menggunakan pipa pitot adalah 1,66 m/s. Jika ketinggian raksa pada kedua manometer adalah 2 cm, maka berapakah massa jenis gas tersebut? (massa jenis raksa = 14000 ...

0.0

Jawaban terverifikasi