sebuah pipa horizontal yg penampangnya 10 cm2 dengan pipa horizontal lain yg luas penampang 50 cm2. kelajuan ait dalam pipa kecil adalah 6 m/s dan tekanan air:2

Kelas : XI
Pelajaran :Fisika
Kategori : Fluida dinamis
Kata kunci : pipa horizontal, penampang, kelajuan air, tekanan air, debit

Pembahasan :

Diketahui :
A₁ = 10 cm²
A₂ = 50 cm²
v₁ = 6 m/s
p₁ = 200 kPa = 2.10⁵ Pa

Penyelesaian:
a. Kelajuan air dalam pipa besar.

Untuk mengetahui kelajuan air dalam pipa besar kita mengunakan asaz kontinuitas, yaitu :
v₁.A₁ = v₂.A₂
6.10 = v₂.50
60 = 50 v₂
v₂ = 60/50 = 1,2 m/s


Sehingga laju air pada pipa besar adalah1,2 m/s. (satuan luas penampang kita tidak ubah ke m² karena sudah sama2 dalam cm²)

b.Untuk mengetahui tekanan dalam pipa besar kita menggunakan asaz bernoulli yaitu :
p₁ + ρgh₁ + 1/2ρv₁² = p₂ + ρgh₂ + 1/2ρv₂²
(karena pipa diletakkan horizontal, sehingga h₁ = h₂, sehingga ρgh₁ dan ρgh₂ bisa kita coret karena nilainya sama)

p₁-p₂ = 1/2ρv₂²-1/2ρv₁²
p₁-p₂ = 1/2ρ (v₂²-v₁²)
2.10⁵-p₂ = 1/2.1000 (1,2²-6²)
2.10⁵-p₂ = 500.(1,44-36)
2.10⁵-p₂ = 500.-34,56
2.10⁵-p₂ = -17280
p₂ = 200000+17280
 = 217280
 = 217,28 k Pa

Sehingga tekanan dalam penampang besar adalah 217,28 kPa

c. Debit air dalam pipa besar dinyatakan dengan :
Q = v₂.A₂

Tapi kita harus samakan satuannya dulu
A₂ = 50 cm²
 = 50.10⁻⁴ m²

maka :

Q= 1,2.50.10⁻⁴
 = 60.10⁻⁴ = 6.10⁻³ m³/s

Sehingga debit air dalam pipa besar adalah 6.10⁻³ m³/s
Note : ρ = 1000 kg/m³ karena jenis zat cairnya adalah air.