Soal Venturimeter dan Pembahasan
Soal 1
Sebuah venturimeter tanpa manometer diperlihatkan pada gambar digunakan untuk mengukur kecepatan air. Perbandingan luas penmpang 1 dan penampang 2 adalah 5 : 3, Jika ketinggian masing-masing pipa h1 = 9 cm dan h2 = 4 cm. Tentukan: (a) Perbendaan tekanan antara penampang 1 dan penampang 2 dan (b) kecepatan air pada penampang 1 dan penampang 2!
Solusi:
(a) Tekanan pada penampang besar dan penampang kecil diperoleh dengan persamaan p = ρgh, maka
p1 = ρgh1 = (1000 kg/m3)(10 m/s2)(0,09 m) = 900 Pa
p2 = ρgh2 = (1000 kg/m3)(10 m/s2)(0,04 m) = 400 Pa
maka p1 – p2 = 500 Pa
(b) Aliran air pada pipa horisontal berlaku persamaan Bernoulli yaitu
p1 + ½ ρv12 + ρgy1 = p2 + ½ ρv22 + ρgy2 à y1 = y2, maka
p1 – p2 = ½ ρ(v22 – v12)
500 Pa = ½ (1000 kg/m3)(v22 – v12)
(v22 – v12) = 1 m2/s2
Persamaan kontinuitas memberikan A1v1 = A2v2 à v1/v2 = 3/5 à v1 = (3/5)v2, sehingga
v22 – [(3/5)v2]2 = 1 m2/s2
(16/25)v22 = 1 m2/s2
v2 = 1,25 m/s
dan v1 = 0,75 m/s
Soal 2
Pipa horisontal ditunjukkan pada gambar di bawah ini memiliki area penampang di bagian yang lebih luas 40 cm2 dan pada daerah penyempitan 10 cm2. Air mengalir di pipa dengan debit 6,00 L/s , tentukan: (a) kecepatan air di bagian lebar dan sempit; (b) perbedaan tekanan antara bagian ini; (c) perbedaan ketinggian antara kolom merkuri di manometer. (ρraksa = 13600 kg/m3)
Solusi:
Misalkan kecepatan pada pipa yang besar adalah v1 dan kecepatan pada pipa yang kecil adalah v2, maka A1 = 40 cm2, A2 = 10 cm2, Q = 6,00 L/s = 6,00 x 10-3 m3/s.
(a) Dengan menggunakan konsep kontinuitas, kita peroleh
v1A1 = v2A2 = Q
maka, v1 = Q/A1 = 6,00 x 10-3 m3/(40 x 10-4 m2) = 1,5 m/s
v2 = Q/A2 = 6,00 x 10-3 m3/(10 x 10-4 m2) = 6,0 m/s
(b) Dari Persamaan Bernoulli dan h1 = h2
P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2
P1 − P2 = 1/2 ρ(v22 − v12) +
P1 − P2 = 1/2(1000)(62 – 1,52)
P1 − P2 = (500)(33,75)
P1 − P2 = 16875 Pa
(c) perbedaan ketinggian kolom raksa adalah
P1 – P2 = ρraksagh
16875 Pa = (13600 kg/m3)(10 m/s2)h
h = 0,124 m = 12,4 cm
Sebuah venturimeter tanpa manometer diperlihatkan pada gambar digunakan untuk mengukur kecepatan air. Perbandingan luas penmpang 1 dan penampang 2 adalah 5 : 3, Jika ketinggian masing-masing pipa h1 = 9 cm dan h2 = 4 cm. Tentukan: (a) Perbendaan tekanan antara penampang 1 dan penampang 2 dan (b) kecepatan air pada penampang 1 dan penampang 2!
(a) Tekanan pada penampang besar dan penampang kecil diperoleh dengan persamaan p = ρgh, maka
p1 = ρgh1 = (1000 kg/m3)(10 m/s2)(0,09 m) = 900 Pa
p2 = ρgh2 = (1000 kg/m3)(10 m/s2)(0,04 m) = 400 Pa
maka p1 – p2 = 500 Pa
(b) Aliran air pada pipa horisontal berlaku persamaan Bernoulli yaitu
p1 + ½ ρv12 + ρgy1 = p2 + ½ ρv22 + ρgy2 à y1 = y2, maka
p1 – p2 = ½ ρ(v22 – v12)
500 Pa = ½ (1000 kg/m3)(v22 – v12)
(v22 – v12) = 1 m2/s2
Persamaan kontinuitas memberikan A1v1 = A2v2 à v1/v2 = 3/5 à v1 = (3/5)v2, sehingga
v22 – [(3/5)v2]2 = 1 m2/s2
(16/25)v22 = 1 m2/s2
v2 = 1,25 m/s
dan v1 = 0,75 m/s
Soal 2
Pipa horisontal ditunjukkan pada gambar di bawah ini memiliki area penampang di bagian yang lebih luas 40 cm2 dan pada daerah penyempitan 10 cm2. Air mengalir di pipa dengan debit 6,00 L/s , tentukan: (a) kecepatan air di bagian lebar dan sempit; (b) perbedaan tekanan antara bagian ini; (c) perbedaan ketinggian antara kolom merkuri di manometer. (ρraksa = 13600 kg/m3)
Solusi:
(a) Dengan menggunakan konsep kontinuitas, kita peroleh
v1A1 = v2A2 = Q
maka, v1 = Q/A1 = 6,00 x 10-3 m3/(40 x 10-4 m2) = 1,5 m/s
v2 = Q/A2 = 6,00 x 10-3 m3/(10 x 10-4 m2) = 6,0 m/s
(b) Dari Persamaan Bernoulli dan h1 = h2
P1 + 1/2 ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2 ρv22 + ρgh2
P1 − P2 = 1/2 ρ(v22 − v12) +
P1 − P2 = 1/2(1000)(62 – 1,52)
P1 − P2 = (500)(33,75)
P1 − P2 = 16875 Pa
(c) perbedaan ketinggian kolom raksa adalah
P1 – P2 = ρraksagh
16875 Pa = (13600 kg/m3)(10 m/s2)h
h = 0,124 m = 12,4 cm
Post a Comment for "Soal Venturimeter dan Pembahasan"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!