Latihan Fisika Kelas XI Penerapan Hukum Bernoulli
# 9
Pilgan

Perhatikan gambar penampang sayap pesawat berikut.

Saat mengudara, aliran udara di atas dan di bawah sayap masing-masing 120 m/s dan 100 m/s. Apabila tekanan di bawah sayap pesawat adalah 100 kPa, maka besar tekanan di atas sayap adalah .... (diketahui massa jenis udara ρ\rho = 1,2 kg/m3)

A

90,5 kPa

B

91,5 kPa

C

92,5 kPa

D

93,5 kPa

E

95,5 kPa

Pembahasan:

Diketahui:

Tekanan di bawah sayap P1P_1 = 100 kPa = 100.000 Pa

Kecepatan udara di atas sayap v2v_2 = 120 m/s

Kecepatan udara di bawah sayap v1v_1 = 100 m/s

Massa jenis udara ρ\rho = 1,2 kg/m3

Ditanya:

Tekanan di atas sayap P2P_2 = ?

Jawab:

Gaya angkat yang terjadi pada sayap pesawat disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan pada bagian atas dan bawah dari sayap pesawat. Apabila tekanan di bagian bawah lebih besar dari tekanan di bagian atas, maka akan terjadi gaya angkat naik. Sementara apabila tekanan di bagian bawah lebih kecil dari tekanan di bagian atas, maka akan terjadi gaya turun.

Besarnya beda tekanan di atas dan di bawah sayap bisa didapatkan melalui persamaan berikut.

P1P2=12ρ(v22v12)P_1-P_2=\frac{1}{2}\rho\left(v_2^2-v_1^2\right)

ρ\rho merupakan massa jenis udara (kg/m3), serta v1v_1 dan v2v_2 masing-masing adalah kecepatan udara di bawah dan di atas sayap (m/s).

P1P2=12ρ(v22v12)P_1-P_2=\frac{1}{2}\rho\left(v_2^2-v_1^2\right)

P2=(12ρ(v22v12)P1)P_2=-\left(\frac{1}{2}\rho\left(v_2^2-v_1^2\right)-P_1\right)

=(12(1,2)(15021002)100.000)=-\left(\frac{1}{2}\left(1,2\right)\left(150^2-100^2\right)-100.000\right)

=(12(1,2)(22.50010.000)100.000)=-\left(\frac{1}{2}\left(1,2\right)\left(22.500-10.000\right)-100.000\right)

=(7.500100.000)=-\left(7.500-100.000\right)

=92.500=92.500 Pa

=92,5=92,5 kPa (ubah ke dalam satuan kPa)

Jadi, besar tekanan di atas sayap adalah 92,5 kPa.