Suatu bejana yang cukup besar diisi air setinggi 145 cm. Pada salah satu sisi bejana terdapat lubang kebocoran yang terletak setinggi 20 cm dari dasar bejana. Jika luas lubang 5 cm2 dan g = 10 m/s2, hitung: a. kecepatan air yang keluar dari lubang b. debit air yang keluar dari lubang

Pertanyaan

Suatu bejana yang cukup besar diisi air setinggi 145 cm. Pada salah satu sisi bejana terdapat lubang kebocoran yang terletak setinggi 20 cm dari dasar bejana. Jika luas lubang 5 cm² dan g = 10 m/s², hitung:
a. kecepatan air yang keluar dari lubang
b. debit air yang keluar dari lubang $\;$

M. Nur

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kecepatan air sebesar 5 m/s dan debit air yang keluar dari lubang adalah $\begin{array}{rcl}&&\mathbf2\boldsymbol,\mathbf5\boldsymbol\times\mathbf{10}^{\boldsymbol-\mathbf3}\boldsymbol\;\mathbf m^{\mathbf3}\boldsymbol/\mathbf s\boldsymbol.\end{array}$

Pembahasan

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah a) 5 m/s dan b) $\begin{array}{rcl}&&\mathbf2\boldsymbol,\mathbf5\boldsymbol\times\mathbf{10}^{\boldsymbol-\mathbf3}\boldsymbol\;\mathbf m^{\mathbf3}\boldsymbol/\mathbf s\boldsymbol.\end{array}$

Diketahui:
$h=145-20=125\;\mathrm{cm}=1,25\;\mathrm m\\A=5\;\mathrm{cm}^2=5\times10^{-4}\;\mathrm m^2\\g=10\;\mathrm m/\mathrm s^2$

Ditanya:
a. kecepatan (v) ?
b. debit (Q) ?

Teorema Torricelli menyatakan bahwa kecepatan semburan air melalui lubang yang berjarak h dari permukaan air sama dengan kecepatan jatuh bebas air dari ketinggian h.

a. Gunakan persamaan Torricelli
$\begin{array}{rcl}v&=&\sqrt{2gh}\\&=&\sqrt{2(10)(1,25)}\\&=&5\;\mathrm m/\mathrm s\end{array}$

b. Gunakan persamaan debit fluida
$\begin{array}{rcl}Q&=&Av\\&=&\left(5\times10^{-4}\;\mathrm m^2\right)\left(5\right)\\&=&2,5\times10^{-3}\;\mathrm m^3/\mathrm{sekon}\end{array}$

Dengan demikian, kecepatan air sebesar 5 m/s dan debit air yang keluar dari lubang adalah $\begin{array}{rcl}&&\mathbf2\boldsymbol,\mathbf5\boldsymbol\times\mathbf{10}^{\boldsymbol-\mathbf3}\boldsymbol\;\mathbf m^{\mathbf3}\boldsymbol/\mathbf s\boldsymbol.\end{array}$

1rb+

4.0 (2 rating)

Pertanyaan serupa

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...

1rb+

5.0

Jawaban terverifikasi

Perhatikan gambar tangki air berikut! Jika luas penampang keran 5 cm2, debit air yang keluar dari lubang adalah ....

568

5.0

Jawaban terverifikasi

Suatu lubang seluas 1 mm2 terdapat pada sisi yang dekat dengan alas sebuah tangki besar, dan akibatnya aliran air menyemprot dari lubang tersebut. Jika permukaan air dalam tangki berada 20 m di atas l...

5rb+

5.0

Jawaban terverifikasi

Bak air berisi air setinggi 1 m, pada salah satu sisinya terdapat lubang kebocoran yang berada 80 cm dari dasar bak dengan luas penampang 5 cm2. Debit air yang mengalir dari lubang tersebut adalah ......

644

0.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah tangki air memiliki lubang yang luas penampangnya 3 cm2 di bagian 2 m di bawah permukaan air. Berapa m3 air yang memancar keluar dari lubang per sekon?

542

0.0

Jawaban terverifikasi