Ini adalah soal tentang debit, dimana kita akan menghitung kecepatan yang mengalir pada sebuah penampang pipa.
Konsep soal
Kita harus paham dulu dengan konsep yang akan dipakai untuk memecahkan soal ini. Caranya sangatlah sederhana.
Perhatikan gambar di atas.
Untuk mendapatkan kecepatan di B, maka kita menggunakan persamaan debit. Dimana debit pada penampang A sama dengan debit penampang B.
Debit A = Debit B.
va.La = vb.Lb
Keterangan :
- va = kecepatan pada A
- La = luas penampang A
- vb = kecepatan pada B
- Lb = luas penampang pada B
Itulah rumus yang membantu kita.
Contoh soal
Mari coba contoh soalnya.
Soal :
1. Perbandingan luas penampang pipa A dan B adalah 2 : 3. Jika kecepatan air pada penampang A 15 m/s, berapakah kecepatan air pada pipa B?
1. Perbandingan luas penampang pipa A dan B adalah 2 : 3. Jika kecepatan air pada penampang A 15 m/s, berapakah kecepatan air pada pipa B?
- Perbandingan luas A dan B → La : Lb = 2 : 3
- Kecepatan pipa A (va) = 15 m/s
Mengubah bentuk perbandingan
Pada soal ada perbandingan luas, yaitu La : Lb = 2 : 3.
Kita ubah dulu bentuk ini.
- Kalikan Lb ke ruas kanan, menggunakan konsep perkalian silang.
- 3 dibiarkan dan tidak dikalikan ke La, karena kita ingin mendapatkan La.
Kita sudah mendapatkan bentuk dari La.
Mencari kecepatan pada titik B
Gunakan persamaan debit untuk mendapatkan kecepatan dari B.
va.La = vb.Lb
Masukkan :
- va = 15 m/s
- La = ⅔.Lb
15×⅔.Lb = vb×Lb
- Lb di ruas kiri dan kanan bisa dicoret
15×⅔.Lb = vb×Lb
15×⅔ = vb
- 15×⅔ = ³⁰/₃
³⁰/₃ = vb
vb = 10 m/s
Jadi...
Kecepatan pada penampang B adalah 10 m/s.
Cek jawaban
Jika diamati, penampang pada pipa B lebih besar dari A, bisa dilihat dari perbandingan A dan B = 2 : 3.
Untuk di penampang besar (B), kecepatan cenderung lebih pelan dibandingkan dengan kecepatan pada A.
Mengingat luasnya besar, sehingga air memiliki banyak ruang untuk dijelajah.
Kira-kira seperti itulah logikanya.
Sehingga kecepatan B haruslah lebih kecil dari A.
Soal :
2. Luas penampang pipa A adalah 12 cm² dan luas penampang pipa B adalah 18 cm². Jika kecepatan air pada pipa B adalah 2 m/s, berapakah kecepatan air pada penampang pipa A?
2. Luas penampang pipa A adalah 12 cm² dan luas penampang pipa B adalah 18 cm². Jika kecepatan air pada pipa B adalah 2 m/s, berapakah kecepatan air pada penampang pipa A?
- La = 12 cm²
- Lb = 18 cm²
- vb = 2 m/s
Ditanya :
- Kecepatan pada pipa A?
Perlukah mengubah satuan luas menjadi m²?
Pada soal, satuan dari luas penampang adalah cm².
Perlukah ini diubah ke m² agar sama dengan satuan dari kecepatan yang mengandung meter?
Satuan kecepatan adalah m/s
Kalau mau diubah boleh saja.
Tapi jika tidak diubah juga boleh, karena rumus yang dipakai adalah perbandingan. Dengan sendirinya satuannya akan tercoret atau hilang.
Lihat lebih detil pada pembahasan soal di bawah ya!!
Mencari kecepatan pada titik A
Kita pakai persamaan debit.
Debit A = Debit B
va.La = vb.Lb
Masukkan :
- vb = 2 m/s
- La = 12 cm²
- Lb = 18 cm²
va.La = vb.Lb
va×12cm² = 2m/s×18cm²
- cm² di ruas kanan dan kiri bisa dicoret
va×12cm² = 2m/s×18cm²
- Ingat ya!
Karena bentuk soalnya perbandingan, mengubah satuan bisa tidak dilakukan. - Lihat di atas, satuan cm² bisa dicoret dan hilang.
va×12 = 2 m/s×18
va×12 = 36 m/s
- Untuk mendapatkan va, bagi 36 dengan 12
va = 36 m/s ÷ 12
va = 3 m/s
Nah...
Satuan kecepatan di A mengikuti satuan kecepatan pada B ya.
Yaitu 3 m/s.
Itulah dua soal tentang aliran pada dua penampang pipa berbeda. Semoga membantu dan selamat belajar ya!
Baca juga ya :
Post a Comment for "Perbandingan luas penampang pipa A : B = 2:3. Jika kecepatan pada A 15 m/s, berapa kecepatan air pada B?"