Tugas (Pekerjaan Rumah) Pertemuan 1

Untuk menguji tingkat kemampuan kalian mengenai fluida ideal dan persamaan kontinuitas, silakan dikerjakan di rumah soal-soal berikut ini!

Soal Pekerjaan Rumah 1 Tipe A (PR 1 Tipe A)

1.     Sebuah pipa silindris yang lurus mempunyai dua macam penampang, masing- masing dengan luas 200 mm² dan 100 mm². Pipa tersebut diletakkan secara horisontal, sedangkan air di dalamnya mengalir dari penampang besar ke penampang kecil. Apabila kecepatan arus di penampang besar adalah 2 m/s, berapa kecepatan arus di penampang kecil?

2.      Air mengalir dengan kelajuan 2,5 m/s melalui pipa penyemprot yang memiliki radius dalam 7,0 mm.

a.       Berapakah radius mulut pipa agar air menyemprot keluar dengan kelajuan 10,0 m/s?

b.      Berapakah debit air yang melalui pipa jika dinyatakan dalam liter per menit?

3.      Air yang mengalir keluar dari sebuah keran dengan kelajuan 5,0 m/s digunakan untuk mengisi sebuah bak mandi berukuran 80 cm x 50 cm x 120 cm. Jika luas mulut keran adalah 0,80 cm², berapa lamakah bak mandi itu penuh dengan air (nyatakan dalam menit)?

4.      Dalam pipa seperti pada gambar mengalir gas ideal, diameter A, B, dan C berturut-turut 10 cm, 30 cm, 5 cm. Hitunglah perbandingan kecepatan fluida di titik A, B, dan C!

5.      Air terjun setinggi h digunakan untuk pembangkit tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir 10 m³. Jika efisiensi generator 55% dan daya rata-rata yang dihasilkan adalah 1100 kW, tentukan h!

 

Soal Pekerjaan Rumah 1 Tipe B (PR 1 Tipe B)

1.      Pipa berdiameter 200 mm terhubung dengan pipa yang berdiameter 100 mm. Jika kecepatan aliran fluida yang melewati pipa berdiameter 200 mm sebesar 10 m/s, hitung kecepatan aliran fluida ketika melewati pipa yang berdiameter 100 mm!

2.      Sebuah pipa penyemprot dengan radius dalam 0,5 cm dan radius mulut pipa 0,2 cm.

a.       Berapakah kelajuan air yang mengalir pada radius pipa bagian dalam jika kelajuan air yang mengalir pada mulut pipa 14 m/s?

b.      Berapakah debit air yang melalui pipa jika dinyatakan dalam liter per menit?

3.      Air mengalir melalui sebuah pipa yang berbentuk corong. Garis tengah lubang corong dimana air itu masuk 30 cm. Dan garis tengah lubang corong dimana air itu keluar 15 cm. Letak pusat lubang pipa yang kecil lebih rendah 60 cm daripada pusat lubang yang besar. Jika cepat aliran air dalam pipa itu 140 liter/det, berapakah kelajuan air yang mengalir pada lubang corong dimana air itu keluar?

4.      Dalam pipa seperti pada gambar mengalir air. Jari-jari A, B, dan C berturut-turut 5 cm, 10 cm, 30 cm. Hitunglah perbandingan kecepatan fluida di titik A, B, dan C!

5.      Air terjun setinggi 8 m dimanfaatkan untuk memutar turbin listrik mikro hingga dibangkitkan daya keluaran generator sebesar 120 kW. Jika efisiensi generator 15%, tentukan debit air terjun!