Dinamika Partikel Fisika Kelompok 1
Dinamika Partikel Fisika Kelompok 1
Dinamika Partikel Fisika Kelompok 1
=
=
V1 =
V1 = 3,24 m/s
04
Agung Wijaya
Tinjau sebuah generator 1 kW digerakan
dengan kincir tenaga air. Jika generator
hanya menerima 90 % dari energi air
yang jatuh 10 m dari atas baling-baling
kincir. Berapa debit air yang sampai ke
kincir.
Penyelesaian:
Diketahui : P= 1000 W
H= 10m
= 90%
Ditanya : Q=....?
Jawab :
90%
0,9 =
0,9=
Q=
Q=
Q=
Q= 0,01134/s
Q= 11,34 L/s
05
Ahmad Raihansyah
Tinjau sebuah selang menyemprotkan air
vertikal keatas, sehingga air mencapai
ketinggian 5 m. Jika luas ujung selang
adalah 0,5 cm2.
tentukan:
(a) debit air yang keluar dari selang,
(b) volume air yang keluar dari selang
selama 0,5 menit
Penyelesaian:
Dik : h =5 m
A =0,5 cm2 = 0,5 ×10-4m2
t = 0,5 menit
Dit : a. Q ?
b.V
jawab : a. Debit air
Vt = VO - 2gh
o = VO2 - 2×10×5
100 = VO2
VO =
VO = 10 m/s
Q = A.V
= 0,5 × 10-4 m2 ×10 m/s
= 5 ×10-4 m3/s
b. Q = A.V
= A.V
= 0,5 × 10-4 ×10
V = 5 × 10-4 × 30
= 15 × 10-3 m3
06
Aisyah Putri
Tinggi permukaan air pada tangki
adalah 1,44 m , jika tangki mengalami
kebocoran pada ketinggian 90 cm dari
dasar tangki. Maka seberapa jauh air
tersebut jatuh dari tangki.
Penyelesaian:
Dik : h1 = 1,44 m
h2 = 90 cm = 0,9 m
Dit : x?
h = h1-h2
= 1,44 m – 0,9 m
= 0,54 m
v=
=
=
= 3,28 m/s
h2 = gt2
0,9 m = 10 m/s2 . t2
t2 = 0,18
t = 0,42 s
x = v.t
= 3,28 m/s . 0,42 s
= 1,37 m
07
Bintang Tegar
Prasetyatama
7. Tinjau sebuah bejana besar berisi air
setinggi 20 m. Jika disisi bak dibuat dua
lubang yang masing-masing berjarak 3
m dari permukaan dan dasar bejana.
Tentukan perbandingan jauh jarak air
yang dipancarkan dari lubang-lubang
tersebut.
Penyelesaian :
Dik: H = 20m
h1 = 3m
h2 = 20-3 = 17m R1
berdasarkan Teorema Toricelli jarak R
dirumuskan dengan persamaan:
R=2
Apabila terdapat 2 lubang kebocoran
maka perbandingan R nya dapat dihitung
sebagai berikut:
=
=
=
=
=
08
Diana Wijayanti Amelia
8. Sebuah tangki berisi air diletakkan di
tanah. Tinggi permukaan air dar tanah
2,25 m. Pada
ketinggian 0,75 m dari tanah terdapat
lubang kebocoran, jika percepatan
gravitasi bumi g
= 10 m/s2
Berapakah kecepatan aliran air dari
lubang kebocoran tersebut?
Penyelesaian:
Dik:
H=2,25m
X=0,75m
g=10 m/s²
Dit: v air?
Jawab: 1.menentukan ketinggian air(h1)
h1= 2,25-0,75
=1,5m
2.menentukan kecepatan air dengan
Teorrema Torricelli
v air = 2√gh1
=√2.10.1,5
=√30
=5,477 m/s
09
Diego Saputra
9.Tinjau sebuah akuarium yang diisi air
melalui sebuah keran yang debitnya 0,4
liter per sekon. Jika terdapat lubang
yang luasnya 0,2 cm2 tepat didasar kaca
akuarium. Perkirakan berapa tinggi
maksimum air yang dapat diisikan pada
akuarium.
Penyelesaian:
Dik=Q=0,4 Liter =4×10^-³ m/s
A=0,2 cm² =0,2×10^-⁴ m²
Dik=t=V=Q/A
V=√29(H-h)
Q/A=√29(H-h)
Q=A√29(H+h)
4×10^-³=0,2×10^-⁴√2.10.t
20=√20t
t=400/20
10
Guido Tampubolon
Tinjau air terjun dengan ketinggian
125m, debit air 200m3/s digunakan
untuk memutar generator listrik, dan
jika hanya 28% energi air yang diubah
menjadi energi listrik maka tentukan
daya keluaran dari generator listrik.
Penyelesaian :
Dik: h = 125m
Q = 200m3/s
Efisiensi = 20%
g = 10m/s2
Dit: P (daya keluaran) =…..?
Jawab :
Efisiensi = x 100%
=
0,20 =
=
P = (0,20) ρQgh
= (0,20) x 1000 x 200 x 10 x 125
= 50.000.000 watt
= 50 MW
11
Aulia Islamia
12
Jesika Lamtiar
Hutagalung
12. Sebuah wadah diisi dengan air hingga
kedalaman y = 2,4 m. wadah tersebut ditutup
dengan kuat, tapi diatas air masih ada ruang
udara dengan tekanan 1,37 x 105 Pa. Jika
sebuah lubang terdapat pada wadah terletak
pada ketinggian 0,8 m diatas dasar wadah.
(a). hitung berapa kecepatan awal air keluar
dari lubang
(b) jika tutup atas wadah bocor sehingga
udara diatas air terbuka hitung kecepatan
awal air tersebut keluar dari lubang
Penyelesaian;
Dik =
y=2,4 m
H=0,8 m
h=y-H=2,4 m-0,8 m=1,6 m
P=1,37105 Pa
PO=1105 Pa
Δp= P-P0 =1,37105 Pa-1105 Pa =0,37105 Pa
g= 10 m/s²
kg/m3
a) v=...?
v=2(gh)+()
v=2(10 m/s²1,6 m)+()
v=32m2/s2)+(37)
v= m2/s2
v=8,30 m/s
b.) v…?
v=
v=
v=
v=5,6 m/s
13
Syahranie Kurnia Dinda
13. Tinjau sebuah venturimeter yang dilengkapi
dengan monometer digunakan untuk mengukur
laju aliran zat cair dalam sebuah tabung, jika
diketahui beda tekanan diantara pipa utama
dengan pipa yang menyempit 12,5 x 104 Pa, dan
jika luas penampang pipa utama dan menyempit
masing-masing 2 x 10-2 m2 dan 0,5 x 10-2 m2.
Tentukan:
(a) kelajuan air yang mengalir pada pipa yang
menyempit, (b) debit air yang lewat pipa yang
menyempit, dan
(c) berapa beda ketinggian kedua kaki
monometer
Penyelesaian;
Diketahui : P1 – P2 = 12,5 x 104 Pa=12,5 x 104
kg
/ms2
A1 = 0,5 x 10-2 m2
A2 = 2 x 10-2 m2
Ditanya : a.) V1 = …?
b.) Q1 = …?
c.) h = …?
Jawaban :
a.) V1 =
V1 =
V1 =
V1 =
V1 =
V1 =
V1 = 16,33 m/s
b.) Q1 = V1.A1
Q1 = 16,33 m/s x 0,5 x 10-2 m2
Q1 = 0,0816 m3/s
c.) P1 – P2 = gh
h =
h =
h =
h = 0,94 m
14
Agung Wijaya
14. Sebuah sayap sebuah pesawat terbang
memiliki luas permukaan 36 m2. Jika kelajuan
aliran udara diatas pesawat adalah ß kali
kelajuan udara dibawah pesawat yang
kelajuannya v.
(a) tentukan gaya angkat pesawat persatuan
luas
(b) Jika massa jenis udara 1,0 kg/m3, ß =1,1,
massa pesawat 300 kg, percepatan gravitasi
bumi g = 9,8 m/s2, maka laju takeoff minimal
berapa.
Penyelesaian;
Diket :
g = 9,8 m/
A = 36
m = 300 kg
Ditanya : (a) tentukan gaya angkat
pesawat persatuan luas?
(b) Jika massa jenis udara 1,0
kg/m3, ß =1,1
a.) F1-F2 = ρ.A (V-V)
= ρ.(-)
= ρ(-1))
=(-1)
b.) .F1-F2 = P. A(V-V)
m.g = P.A (-)
300.9,8 = 1.36((1,1 -)
2940 = 18 (1,21 -)
163,33 = 0,21
777,778=
V = 27,888m/s
15
Ahmad Raihansyah
15. Air mengalir dengan kecepatan 0,6 m/s
melalui sebuah selang berdiameter 3 cm.
Selang
ini terletak mendatar. Tentukan:
(a) debit massa air,
(b) kecepatan air yang keluar dari ujung
selang jika diameter nya 0,3 cm,
(c) tekanan absolut air dalam selang jika
tekanan ujung-ujung selang sama dengan
tekanan atmosfer
Penyelesaian;
Dik : V1 = 0,6 m/s
d1 = 3 cm
= 0,03 m
Dit : a. Q ?
b. V2 ? v
c. P ?
Jawab : a. Q = A.V
= .πd2.v
= . 3,14.(0,03)2.0,6
= 0,0004239
= 42,39 × 10-5 m/s
b. V2 =....?
Q1 = Q2
A1.V1 = A2 . V2
πd12 . V1 = πd22 . V2
=
=
=
9 × 10-6 V2 = 5,4 ×10-4
V2 =
V2 = 60 m/s
c. Pgauge : Pabs + Patm
Pabs : Pgauge + Patm
Pabs = pv2 + Patm
= × 1000 × 0,62 + 101325
= 180 + 101325
= 101.505 pa = 101,505 kpa
16
Aisyah Putri
16.Tinjau sebuah tangki air terbuka
memiliki kedalaman 1,6 m, sebuah
lubang dengan luas penampang 4 cm2
terdapat pada dasar tangki. Tentukan
massa air permenit yang mula mula
akan keluar dari tangki tersebut.
Penyelesaian:
DIK : h= 1,6 m
A = 4 cm2 = 4. 10-4 m2
T = 1 menit = 60 s
DIT : V?
JAWAB :
=
=
= 4 m/s
Q = A.v
= 4.10-4m2 . 4 m/s
= 16.10-4 m3/s
V = Q.T
= 16.10-4 m3/s . 60 s
= 96.10-3 m3
= 96 liter
17
Bintang Tegar
Prasetyatama
17. Suatu fluida melalui sebuah pipa
berjari-jari 5 cm dengan kecepatan 6
m/s. Tentukan debit fluida tersebut
dalam
(a) m3 /s dan
(b) m3/jam, dan
(c). L/s.
penyelesaian :
A). m33/J....?
v= 6m/J
Dit = Q...?
jawab = A=2
= ( 510-2)2
= 10-4)
= 25 10-4 m2
Q= V.A
= 625-4
= 150-4 m3/S
B). m3/jam ...?
Q= 150 10-4 m3/J
= 54 104 10-4 m3/jam
= 54 m3/jam
C). L/S
Q = = 150 10-4 m3/s
= 1510410-4 L/S
= 15 L/S
18
Diana Wijayanti Amelia
18. Tinjau sebuah tangki berisi solar
dengan tekanan 4,0 bar. Dengan
mengabaikan beda
ketinggian antara solar dan keran,
tentukan kelajuan solar ketika keluar
dari keran. Massa
jenis solar 7,8 x 10² kg/m3 ,(1 bar = 103
N/m2)
penyelesaian:
Dik: tekanan solar=4,0 bar
Massa jenis solar 7,8 x 10² kg/m3,(1 bar
=103N/m2)
Dit: v solar(kelajuan)?
Jawab:
v=√2gh
v²=2gh
h=v²/2g
Persamaan umum tekanan adalah:
P=pgh ,karena h=v²/2g maka:
P:pg(v²/2g)
P=p.v²/2
v²=2P/p
v=√(2P/p)
v=√2x4x10^5/7,8 x 10²
v=√1,025x10³ m/s
atau
v=10,25 m/s
19
Diego Saputra
19. Tinjau air mengalir keatas melalui
pipa (lihat gambar) dengan laju aliran
16 L/s. Jika air memasuki ujung pipa
dengan kecepatan 4,0 m/s. tentukan
beda tekanan diantara kedua ujung pipa
tersebut
Penyelesaian:
VI=4,0 m/s
Q=16 L/s =16×10^-³ m³/s
A²=20 cm² =2×10^-³ m²
∆h=(p1-p2)?
Mencari V2
Q=A2 V2
16×10^-³=(2×10^-³) V2
V=8 m/s
Menentukan beda tekanan dengan
persamaan bernoulli
P1+1/2ev1²+egh1=p2+1/2ev2²+pgh
p1-p2=1/2e(V2²-V1²) +eg(h2-h1)
P1-P2=1/2e(V2²-V1²) +eg ∆h
P1-P2=1/2.1000.(8²-4²) +
1000.10.1,6
P1-P2=24.000+16.000
P1-P2= 40.000 pa
20
Guido Tampubolon
Tinjau sebuah tangka air. Memancarkan
air keluar lewat lubang pada tangka
dengan sudut 30° terhadap lantai. Jika
air jatuh pada bidang dasar tangki
sejauh 1,5m dari dinding tangki.
Tentukan ketinggian air dalam tangki.
penyelesaian:
dik: s = 1,5m
q = 30°
dit : h=….?
Jawab:
S=
S=
S = 2h sin 2 α
h=
h=
h=
h= xm
h= m
THANK YOU!!