Soal Mekanika Fluida [PDF]

Citation preview

Petunjuk 1. Kerjakan soal tersebut secara berkelompok, dengan terlebih dahuliu membaca dan memahami konsep persamaan kontinuitas dan hukum Bernoulli. 2. Jawaban soal tersebut dikumpulkan setelah jam perkuliahan selesai. (dikondisikan sesuai kesepakatan dosen).



SOAL PERSAMAAN KONTINUITAS DAN HUKUM BERNOULLI 1. Sebuah selang kebun yang memiliki diameter dalam 1,9 cm terhubung dengan alat penyiram rumput (diam) yang kira-kira terdiri atas sebuah container dengan 24 lubang , masing-masing berdiameter 0,13 cm. Jika air dalam selang memiliki laju 0,91 m/s. Pada



laju berapaair



tersebut meninggalkan lubang alat penyiram? 2. Air dipompa secara terus menerus dari sebuah ruang bawah tanah yang terkena banjir pada laju 5,0 m/s melalui lubang selang yang seragam dengan radius 1,0 cm. Selang waktu yang digunakan ketika melewati sebuah jendela yang berada 3,0 m di atas garis air. Berapakah tenaga pompa tersebut? 3. Sebuah kran mengalirkan air seperti terlihat pada gambar. Pada suatu ketinggian tertentu luas penampang aliran air ini adalah 1,2 cm 2 sedangkan 45 mm di bawahnya luasnya hanya 0,35 cm 2. Hitung debit aliran air ini.



4. Perhatikan gambar berikut.



Air tawar di belakang dam (bendungan) memiliki kedalaman D=15 m. Seuah pipa horizontal dengan diameter 4,0 cm melewati dam pada kedalaman d = 6,0 m. Sebuah penyumbat melindungi bukaan pipa tersebut. (a) tentukan besar gaya gesek antara penyumbat dengan dinding pipa; (b) Ketika penyumbat dibuka, berapa besar volume air yang keluar dari pipa dalam 3,0 jam? 5. Seorang tukang ledeng telah membangun sistem pipa seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.



Pada gambar, jari-jari bagian pipa R B = 2,0 cm. Bagian pipa tersebut memiliki pipa berdiri vertical, yaitu tabung-tabung yang terlalu tinggi untuk air dapat terdorong keluar oleh tekanan dalam sistem pipa. Tabung tersebut terbuka terhadap tekanan udara 1,0 atm di bagian atas. (a) Jika air naik ke pipa berdiri bagian D setinggi 0,50 m, dan laju aliran volume melalui bagian pipa tersebut adalah 2,0 x 10 -3 m3/s, maka berapa tinggi air yang naik ke dalam pipa berdiri bagian B?; (b) Urutkan pipa berdiri tersebut berdasarkan berapa jauh air naik di dalamnya! (mulai dari yang terbesar).



6. Sebuah pipa dengan diameter dalam 2,5 cm mengalirkan air ke dalam ruang bawah tanah sebuah rumah dengan kecepatan 0,90 m/s dan laju aliran air 170 kPa. Jika pipa meruncing menjadi 1,2 cm dan naik ke lantai dua yang berada di 7,6 m di atas titik input. Tentukan laju dan tekanan air yang berada di lantai dua? 7. Perhatikan gambar berikut.



Arus air yang mengalir melewati lubang pada kedalaman h =10 cm di dalam sebuah tangki yang dapat menampung air hingga ketinggian H =40 cm. (a) pada jarak berapa arus tersebut dapat membentur lantai?; (b) Pada kedalaman berapa seharusnya lubang kedua dibuat untuk memberikan nilai x yang sama? ; (c) Pada kedalaman berapa lubang seharusnya dibuat untuk memaksimalkan x? 8. Sebuah pesawat terbang horisontal sedemikian rupa sehingga kecepatan udara di atas sayapya adalah 48 m/s sedangkan kecepatan udara di bawah sayapnya adalah 40 m/s. Luas setiap permukaan sayapnya adalah 10 m 2. Bila rapat massa udara adalah 1,2 kg/m 3, hitung massa pesawat terbang tersebut. SELAMAT BEKERJA