Latihan Fisika Kelas XI Hukum-Hukum Dasar Fluida Dinamik
# 5
Pilgan

Untuk mengukur laju aliran pipa minyak, digunakan venturimeter dan manometer sebagai berikut.

Pada suatu saat, beda ketinggian raksa pada manometer terbaca sebesar 20 cm. Apabila luas penampang besar venturimeter adalah 100 cm2 dan luas penampang kecilnya 50 cm2, maka laju aliran minyak yang diukur adalah sebesar .... (diketahui percepatan gravitasi = 10 m/s2, massa jenis minyak = 800 kg/m3, massa jenis raksa = 13.600 kg/m3)

A

683\sqrt{\frac{68}{3}} m/s

B

685\sqrt{\frac{68}{5}} m/s

C

687\sqrt{\frac{68}{7}} m/s

D

694\sqrt{\frac{69}{4}} m/s

E

703\sqrt{\frac{70}{3}} m/s

Pembahasan:

Diketahui:

Luas penampang besar A1A_1 = 100 cm2

Luas penampang kecil A2A_2 = 50 cm2

Beda ketinggian manometer hh = 20 cm = 0,2 m

Percepatan gravitasi gg = 10 m/s2

Massa jenis minyak ρminyak\rho_{\text{minyak}} = 800 kg/m3

Massa jenis raksa ρraksa\rho_{\text{raksa}} = 13.600 kg/m3

Ditanya:

Laju aliran minyak yang diukur v1v_1 = ?

Jawab:

Venturimeter merupakan sebuah alat untuk mengukur laju aliran fluida. Pada venturimeter dengan manometer, cara membaca hasil pengukuran adalah dengan melihat beda ketinggian fluida ukur (biasanya raksa) pada manometer. Besarnya laju aliran fluida yang mengalir melewati venturimeter dengan manometer dapat dicari dengan persamaan berikut.

v1=2ρghρ((A1A2)21)v_1=\sqrt{\frac{2\rho'gh}{\rho\left(\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2-1\right)}}

gg merupakan percepatan gravitasi (10 m/s2), hh merupakan perbedaan tinggi fluida pada pipa (m), A1A_1 dan A2A_2 masing-masing adalah luas penampang besar dan kecil dari venturimeter (m2), ρ\rho merupakan massa jenis fluida yang diukur (kg/m3), dan ρ\rho' merupakan massa jenis fluida ukur atau raksa (kg/m3).

v1=2ρraksaghρminyak((A1A2)21)v_1=\sqrt{\frac{2\rho_{\text{raksa}}gh}{\rho_{\text{minyak}}\left(\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2-1\right)}}

=2(13.600)(10)(0,2)(800)((10050)21)=\sqrt{\frac{2\left(13.600\right)\left(10\right)\left(0,2\right)}{\left(800\right)\left(\left(\frac{100}{50}\right)^2-1\right)}}

=54.4002.400=\sqrt{\frac{54.400}{2.400}}

=683=\sqrt{\frac{68}{3}} m/s

Jadi, besarnya laju aliran minyak yang diukur adalah 683\sqrt{\frac{68}{3}} m/s.