Teori Dan Soal Jawab Debit Anutan Dan Persamaan Kontinuitas

Cara Cepat Pintar Fisika - Fluida dinamis mempelajari mengenai fluida yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Pada kenyataannya fluida dinamis sangat rumit, tetapi fokus kajian kita pada fluida ideal yang mempunyai ciri nonviskos, aliranya tunak, dan tidak mengalami turbulensi.

Jumlah fluida yang mengalir dalam pipa alir setiap waktu disebut debit aliran. Jika sejumlah massa yang dialirkan sangat banyak dalam waktu yang singkat, maka debit fluida menjadi sangat besar.

Selain bergantung pada volume dan waktu, debit juga sangat dipengaruhi oleh penampang laju alir dan kecepatan. Itu artinya semakin besar penampang alir dan semakin besar laju anutan fluida akan semaki pula debit aliran. \[Q=\frac{V}{t}=A.v\] V = volume benda (m³)
t = waktu (s),
A = luas penampang anutan (m²)
v = kelajuan anutan fluida (m/s).

Sifat dari debit anutan fluida yang mengalir dalam suatu penampang alir konstan atau tetap.

Perhatikanlah gambar di atas, suatu pipa alir fluida mengalami penyempitan dari kecil menjadi besar. Pada kedua pipa alir tersebut, debit fluida tetap. Ini artinya kenaikan luas penampang alir akan dibarengi dengan turunnya kelajuan fluida dalam pipa.

Secara matematis kita menuliskan dalam sebuah persamaan yang umum antara kelajuan dan luas pada kedua penampang alir.\[\\Q_{1}=Q_{2}\\\\A_{1}v_{1}=A_{2}v_{2}\] Persamaan di atas dikenal sangat umum dengan persamaan kontinuitas yang menyatakan bahwa debit fluida bernilai tetap.

Soal-Jawab Persamaan Kontinuitas

1. Sebuah kolam yang berukuran (2 x 1 x 1) meter persegi diisi oleh air yang berasal dari sebuah kran yang mempunyai luas penampang 20 cm². Jika kelajuan anutan air dari ujung kran 2 m/s. Tentukanlah waktu yang diharapkan untuk mengisi kolam hingga penuh!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi penuh kolam mandi adalah
$\displaystyle \\\frac{V}{t}=A.v\\\\t=\frac{V}{A.v}\\\\t=\frac{2}{2.10^{-3}.2}\\\\t=500\, det$

---

2. Sebuah kolam yang mempunyai volume 24m³ diisi dengan keran satu yang membutuhkan waktu 4 detik semoga kolam penuh. Jika kolam diisi penuh dengan debit keran dua memerlukan waktu 6 detik untuk penuh. Jika kolam diisi oleh kedua keran secara bersamaan, tentukanlah waktu yang diharapkan untuk memenuhi bak!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Waktu yang diharapkan untuk mengisi kolam penuh oleh dua keran adalah
$\displaystyle \\t=\frac{t_{1}.t_{2}}{t_{1}+t_{2}}\\\\t=\frac{4.6}{4+6}\\\\t=3,4\, det$

---

3. Sebuah pipa alir mengalami pelebaran penampang dari 2m² menjadi 8m². Pada penampang kecil anutan fluida mempunyai kelajuan 8 m/s, tentukanlah kelajuan anutan pada pipa besar!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Kelajuan anutan fluida dalam pipa alir yang besar adalah
$\displaystyle \\A_{1}v_{1}=A_{2}v_{2}\\\\v_{2}=\frac{A_{1}v_{1}}{A_{2}}\\\\v_{2}=\frac{2.8}{8}=2ms^{-1}$
Sumber http://carafisika.blogspot.com

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: