Pertanyaan

Sebuah tangki berisi air setinggi 4 meter. Pada bagian dasar tangki terdapat lubang kecil dimana air mengalir keluar dengan debit 30 cm 3 /s. Jika pada permukaan air dalam tangki diberi tekanan tambahan sebesar 50 kPa, maka berapakah debit airnya sekarang?

Sebuah tangki berisi air setinggi 4 meter. Pada bagian dasar tangki terdapat lubang kecil dimana air mengalir keluar dengan debit 30 cm³/s. Jika pada permukaan air dalam tangki diberi tekanan tambahan sebesar 50 kPa, maka berapakah debit airnya sekarang? $\;$

N. Puspita

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Pembahasan

Diketahui: ∆h = 4 m Q = 30 cm 3 /s = 3× 10 -5 m 3 /s P tambahan = 50 kPa = 50.000 Pa Ditanya: Q sekarang =...? Penyelesaian: Dengan menggunakan persamaan teorema Toricelli, kita dapat menghitung kecepatan air keluar lubang. Kemudian, kita harus menentukan luas permukaan tangki dengan menggunakan persamaan debit. Q A v 1 A A A = = = = = 3 × 1 0 − 5 m 3 / s 3 × 1 0 − 5 m 3 / s v 1 3 × 1 0 − 5 m 3 / s 4 5 m / s 3 × 1 0 − 5 m 3 / s 20 3 5 × 1 0 − 5 m 2 Tekanan pada permukaan tangki ditambah 50 kPa. Oleh karena itu, kecepatan air keluar lubang juga berubah . Kita hitung kecepatan air keluar tangki ini dengan menggunakan persamaan Bernoulli. Sehingga, Q sekarang Q sekarang Q sekaran g Q sekarang = = = = A v 2 ( 20 3 5 × 1 0 − 5 m 2 ) ( 6 5 m / s ) 4 , 5 × 1 0 − 5 m 3 / s 45 cm 3 / s Jadi,debit airnya sekarang adalah 45 cm 3 /s.

Diketahui:

∆h = 4 m

Q= 30 cm³/s = 3 × 10^-5 m³/s

P_tambahan = 50 kPa = 50.000 Pa

Ditanya: Q_sekarang =...?

Penyelesaian:

Dengan menggunakan persamaan teorema Toricelli, kita dapat menghitung kecepatan air keluar lubang.

Kemudian, kita harus menentukan luas permukaan tangki dengan menggunakan persamaan debit.

$Q A v_{1} A A A = = = = = 3 \times 1 0^{- 5} m^{3} / s 3 \times 1 0^{- 5} m^{3} / s \frac{3 \times 1 0 ^{- 5} m ^{3} / s}{v _{1}} \frac{3 \times 1 0 ^{- 5} m ^{3} / s}{4 5 m / s} \frac{3 5}{20} \times 1 0^{- 5} m^{2}$

Tekanan pada permukaan tangki ditambah 50 kPa. Oleh karena itu, kecepatan air keluar lubang juga berubah . Kita hitung kecepatan air keluar tangki ini dengan menggunakan persamaan Bernoulli.

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell 50.000 plus up diagonal strike P subscript u end strike plus 1 half rho v subscript 0 squared plus rho g h subscript 0 end cell equals cell up diagonal strike P subscript u end strike plus 1 half rho v subscript 2 squared plus rho g h subscript 2 end cell row cell 50.000 plus 0 plus rho g h subscript 0 end cell equals cell 1 half rho v subscript 2 squared plus rho g h subscript 2 end cell row cell 50.000 plus rho g h subscript 0 end cell equals cell 1 half rho v subscript 2 squared plus rho g h subscript 2 end cell row cell 1 half rho v subscript 2 squared end cell equals cell 50.000 plus rho g open parentheses h subscript 2 minus h subscript 0 close parentheses end cell row cell 1 half rho v subscript 2 squared end cell equals cell 50.000 plus rho g increment h end cell row cell 1 half open parentheses 1000 close parentheses v subscript 2 squared end cell equals cell 50.000 plus open parentheses 1000 close parentheses open parentheses 10 close parentheses open parentheses 4 close parentheses end cell row cell 500 v subscript 2 squared end cell equals cell 90.000 end cell row cell v subscript 2 squared end cell equals cell fraction numerator 90.000 over denominator 500 end fraction end cell row cell v subscript 2 squared end cell equals 180 row cell v subscript 2 end cell equals cell square root of 180 space straight m divided by straight s end cell row cell v subscript 2 end cell equals cell 6 square root of 5 space straight m divided by straight s end cell end table$

Sehingga,

$Q_{sekarang} Q_{sekarang} Q_{sekaran g} Q_{sekarang} = = = = A v_{2} (\frac{3 5}{20} \times 1 0^{- 5} m^{2}) (65 m / s) 4, 5 \times 1 0^{- 5} m^{3} / s 45 cm^{3} / s$

Jadi, debit airnya sekarang adalah 45 cm³/s. space

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

4.0 (5 rating)

Wulan fadilah

Tidak puas

Pertanyaan serupa

Air mengalir ke atas seperti ditunjukkan gambar di samping dengan jari-jari 12 cm dan 6 cm. Jika debit air 14 , 4 π L / s dan tekanan air pada ujung bawah 80 kPa, tentukan: a.kelajuan air pada pipa A...

5.0

Jawaban terverifikasi

Air mengalir ke atas melalui pipa seperti ditunjukkan gambar di samping. Jika air masuk pada ujung pipa dengan kelajuan 3,0 m/s dan debit airnya 15 liter/s, berapa beda tekanan di antara kedua ujung p...

4.5

Jawaban terverifikasi

5.0

Jawaban terverifikasi

4.5

Jawaban terverifikasi

Sebuah tangki air memiliki lubang yang luas penampangnya 3 cm 2 di bagian 2 m di bawah permukaan air. Berapa m 3 air yang memancar keluar dari lubang per sekon?

5.0

Jawaban terverifikasi