Kali ini
saya akan membahas ada beberapa soal yang berkaitan dengan materi kuliah yaitu Mekanika
Fluida
1.)
Ada
soal yang menghitung tekanan pada suatu fluida, dimana tabung fluida tersebut
terdiri dari 3 macam, dan nilai ketinggian ( h ) di pengaruhi oleh sudut. 
Hitung besar tekanan pada setiap titik..?
Kita mengetahui dari soal tersebut
Tekanan di titik 1,2,3,4
dengan gravitasi (g) = 10 m/s²
Suatu bentuk bejana tidak mempengaruhi tekanan yang ada.
Tinggi titik ukur (h), massa jenis (ρ)
- Massa jenis Merkuri dengan ρ = 13000 kg/m³
- Massa jenis Air dengan ρ = 1000 kg/m³
-dan Massa jenis Minyak dengan ρ = 800 kg/m³
jawab
Pertama kita akan mencari dahulu nilai ketinggian
dari setiap jenis fluida tersebut.
Yaitu :
1.)
Untuk
tekanan pada tabung di titik 1 karena hanya terdapat tekanan dari atmosfir atau
bisa kita bilang 1 atm = 101,3 kPa
2.) Untuk tekanan yang terjadi pada
titik 2 disini berkaitan dengan tekanan hidro statik dimana kita tau [ Ph=
ρ.g.h ] karna dipengaruhi oleh sudut untuk pada tekanan di titik 2 ini
merupakan minyak
P2 = ρ.g.h
= 800.10.0,05
= 400 Pa
= 0.4 kPa
Jadi tekanan total pada
titik 2 = titik 1+ titik 2
P2
= 0,4 + 101,3 =101,7 kPa
3.)
Untuk
kita mencari berapa besa tekanan pada titik 3 dimana nilai dari titik 3+ dengan
nilai titik 2
P3 = ρ.g.h
= 1000.10.0,1
= 1000 pa
= 1 kPa
Karena di titik 3 ini
tersusun dari titik 2 maka = titik 2+titik 3 = 101,7 + 1 = 102,7 kPa
4.)
Untuk
mencari tekanan pada titik paling bawah yaitu nilai dari titik 4 + nilai titik
3
Ph= ρ.g.h
= 13000.10.0,1
= 13000 Pa
= 13 kPa
Maka nilai dari titik 4
bawah yaitu nilai dari titik 4 + nilai tekanan titik 3
= 13 + 102,7
= 115,7 kPa
2.) untuk soal kedua yaitu seperti pada gambar dimana kita harus
mencari ketinggian minimum.
Diketahui
:
M total = 70kg + 60kg + 20kg + 10kg
= 160 kg
ρ kayu
= 500 kg/m³
Volume kayu Vk = 2 × 2
× t
Vk = 4t m² ( t disini masih tetap karna yang akan
kita cari )
Dan ρ air = 1000 kg/m³
Dimana
kita mengetahui bahwa gaya pada benda dalam air itu
Fb = w
ρ
air. Vkayu. g = ( M orang + M kayu) g
karna g di kiri dan kanan itu sama sama gravitasi maka dapat
kita tuliskan dengan
ρ
air. Vkayu = M orang + (ρ
kayu × Vkayu)
1000
× 4t = 160 + (500 × 4t)
4000t
= 160 + 2000t
Jadi nilai tinggi kayu yang dapat terkena air dengan di beri
massa dari ke 1 keluarga tersebut
Setinggi t = 8 cm
t > 8 cm
t = 10 cm ( 0.1 m
merupakan asumsi yang kita ambil nilai ini yang lebih dari 0,08 m)
maka
Fb = ρ air × 4t × g
= 1000 × ( 4 × 0,1) × 10
= 1000 × 0,4 × 10
= 4000 N
Dan
untuk w = [ M total + (ρ kayu × Vkayu)] × g
= [160 + (500×( 4t ))]×10
= [160 + (500 × (4 × 0,1 ))] × 10
= [ 160 + ( 500 × 0,4 )] × 10
= [ 160 + 200] × 10
= 360 × 10
= 3600 N
Jadi
disini dapat kita simpulkan dengan memberikan ketinggian 10 cm, bahwa keluarga
yang ada di atas kayu tersebut tetap aman dan tidak akan terbasahi
3.) Untuk soal ke 3 ini kita akan mencari
panjang jari-jari dari sebuah bola yang dilapisi dengan emas.
Dimana
dari gambar
Disamping
bisa kita lihat yang berwarna putih merupakan bola dan warna kuning itu
pelapisnya
yaitu emas.
4.)
Pada
soal ini kita membuktikan bahwa dalam segelas air yang penuh dengan berisikan
sebongkah es, pada saat es itu meleleh apakah akan ada air yang tumpah atau
tidak.
Logika dari sebongkah es yang terapung dalam gelas yang berisi air
penuh, yaitu tidak akan ada air yang tumpah pada saat perubahan wujud dari zat padat es berubah ke cair karena disaat
air menjadi es akan mengalami penambahan volume yang disebabkan oleh
molekul-molekul pembentuk yang mengalami perubahan struktur dari cair menjadi
padat. Maka ketika es tersebut mencair di dalam gelas yang berisi air penuh
tidak akan ada penambahan air yang menyebabkan tumpah.
Adapun secara matematisnya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar