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!

8 dari 10 siswa nilainya naik

dengan paket belajar pilihan

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!

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 debit aliran gas di dalam pipa.

0.0

Jawaban terverifikasi

Laju aliran gas oksigen terukur dengan tabung pitot sebesar 2 m/s. Jika massa jenis gas oksigen 0,5 g/cm³ dan massa jenis zat cair pada manometer adalah 750 kg/m³, maka selisih ketinggian antara dua k...

2.0

Jawaban terverifikasi

ika udara (ρ udara = 1,29 kg/m 3 ) dialirkan ke dalam pipa pitot dan perbedaan tinggi air raksa ( ρ raksa = 13600 kg/m 3 ) pada manometer 3 cm maka kecepatan aliran udara tersebut adalah ... ( g = 9,8...

5.0

Jawaban terverifikasi

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

Tabung pitot diletakkan dalam aliran udara yang memiliki laju 10 10 m/s. Jika massa jenis raksa 13.600 kg/m 3 dan selisih ketinggianraksa pada pipa U mencapai 1 cm, massa jenis udara dalam tabung pi...

4.7

Jawaban terverifikasi