Minggu, 13 Januari 2013

Fluida Dinamis: Debit Air & Asas Kontinuitas


Fluida dinamis merupakan fluida dalam keadaan bergerak. Seperti halnya yang sering kita lihat air kran yang mengisi bak mandi, atau air terjun, dan banyak lainnya.
 debit air

Debit Air
Konsep awal mengenai fluida dinamis adalah tentang debit air. Apa yang dimaksud dengan debit air? Sama halnya saat kita menabung uang disebut debit, yang membedakan uang diganti dengan air. Jadi Debit air adalah jumlah air yang mengalir setiap waktu atau boleh diartikan banyaknya volume air yang mengalir setiap waktu.

Berdasarkan pengertian diatas, rumus empiris dari debit air adalah:

Q = V/t

Ket:
Q = Debit Air (m^3/s)
V = Volume (m^3)
t = waktu (s)

Jika kita hubungkan dengan kecepatan aliran air dan luas penampang pipa dan mulut kran maka persamaan diatas dapat dirubah menjadi:

Karena volume V = A .h, maka
Q = A . h/t
Q = A.v

Ket:
A = luas penampang (m^2)
v = kecepatan aliran air (m/s)

Asas Kontinuitas
Saat air keran mengisi bak mandi, air mengalir dari pipa besar menuju mulut keran yang lebih kecil. Terdapat perbedaan luas antara mulut kran dengan pipa, sehingga kecepatan alitran air pun berbeda. Akan tetapi debit air yang mengalir tetap sama. Itulah yang disebut asas kontinuitas. Perhatikan gambar berikut:

 asas kontinuitas

Rumus Asas Kontinuitas

Q1= Q2
A1 v1 = A2 v2

Contoh Soal:
  1. Air kran dengan luas penampang 2 cm^2 mengisi bak mandi dengan volume 10 liter dengan kecepatan 10 cm/s. Berapakah, waktu yang dibutuhkan untuk mengisi penuh bak mandi?
  2. Air dikeluarkan dari botol aqua dengan luas penampang besar 5 cm^2 dan luas penampang kecil 2,5 cm^2. Berapakah kecepatan aliran air pada penampang kecil jika kcepatan air pada luas penampang besar 2 cm/s?
Jawaban:
1. Perhatikan gambar berikut:
 
debit air

kita rubah liter menjadi m^3 yaitu 0,01 m^3 serta merubah cm^2 ke m^2
Q = V/t
A . v = V/t
t = V/ A. v
t = 0,01/0,0002 . 0,1
t = 1/2 . 10^-3
t = 1000/2 = 250 sekon

2. Perhatikan gambar berikut:

asas kontinuitas
Q1= Q2
A1 v1 = A2 v2
5 . 2 = 2,5 .v2
v2 = 4 cm/s

By: Aim Kazuhiko
Diberdayakan oleh Blogger.
  • Gomuda - Portal Generasi Muda
  • +