Video solusi : Petugas pemadam kebakaran menggunakan selang berdiameter 6 cm untuk mengalirkan 1.000 liter air per menitnya. Sebuah mulut pipa (nozzle) disambungkan di ujung selang agar air bisa menyemprot jendela yang berada 30 m di atas nozzle. Berapa tekanan air di dalam selang yang dibutuhkan?

Hai coffee Friends disini kita ada soal dan soal kita kali ini berkaitan dengan fluida dinamis sebelum kita membahas soal ini yuk kita bahas dulu konsep yang terkait dengan soal kita kali ini yang pertama kita punya konsep debit jadi debit ini adalah banyaknya volume air atau volume fluida yang mengalir tiap satuan waktu. Apakah dia punya rumus Q = V RT atau q = a dikali P Nah karena dia ada dua rumus ini jadi dia bisa digabung kita bisa buat persamaan baru yaitu seperti = a dikali B sama-sama Ki ya Nah ini adalah rumus debit lalu Yang kedua kita punya persamaan Bernoulli persamaan Bernoulli ini rumusnya adalah p 1 G + 2 G H 1 + setengah b 1 kuadrat = P 2 + B H2 + setengah 2 kuadrat konsep Yang akan kita pakai adalah rumus dari kecepatan gerak vertikal yaitu P = akar 2gh. Nah ini ketiga rumusnya disini kita buat keterangannya Q ini adalah debit satuannya meter kubik per sekon kemudian V ini volume satuannya meter kubik ini adalah waktu satuannya sekon a adalah luas penampang satuannya meter kuadrat P ini adalah Kecepatan aliran satuannya meter per sekon G ini percepatan gravitasi dan kalau nggak diketahui di soal nilainya adalah 10 meter per sekon kuadrat ini adalah ketinggian pipa satuannya m p ini tekanan satuannya Pascal dan ini adalah massa jenis fluida satuannya adalah kg per M3 dan ini adalah konsep yang akan kita gunakan pada saat mengerjakan soal ini sekarang kita akan lihat soalnya jadi di Ini katanya Petugas pemadam kebakaran menggunakan selang berdiameter 6 cm. Jadi di sini ada selang diameternya 6 cm, maka kita bisa buat jari-jari adalah 3 cm. Kalau jari-jarinya ini kita jadikan meter dapatnya 3 kali 10 pangkat min 2 M katanya selang ini mengalirkan 1000 liter air per menit berarti volumenya adalah 1000 liter 1000 liter itu adalah 1 M3 kemudian waktunya adalah 1 menit dan 1 menit itu adalah 60 detik atau 60 sekon. Nah sebuah mulut pipa atau nozzle jadi ini nozzle nya ya di titik kedua ini dia ada nozzle disambungkan di ujung selang jadi ini ada ujung selang nya kemudian ujung selang nya pasang mulut pipa yang kecil ini nozzle ya katanya agar air bisa menyemprot jendela yang berada 30 M diatas 0 jadi 30 M di atas Ini di sini ini ada jendela yang ditanyakan adalah berapa tekanan air di dalam selang yang dibutuhkan jadi ini seperti ini hanya adalah 30 M ya. Nah nilai dari P 2 atau tekanan pada nozzle itu ini karena nozzle ini langsung berhubungan dengan udara luar maka tekanannya = tekanan atmosfer yang kita buat di sini nilai P 2 nya adalah 1 x 10 ^ 5 Pascal lalu G ini nggak diketahui di soal kita buat nilainya adalah 10 meter per sekon kuadrat lalu massa jenis fluida nya disini fluida yang dipakai itu adalah air ya makan air yang mengalir heronya ini air itu 1000 kg per M3 ini udah ya lalu kemudian khas satunya ini 0 meter ya karena kita anggap Selangnya ini berada di tanah ya maka dia ketinggiannya 0 dan nilai H 2 nya juga adalah 0 karena si nozzle ini pun terletak di tanah juga ya yang ketinggiannya ini siapa ketinggian ini punya pancaran airnya ya 30 M Nah setelah kita menggambar kan soalnya menjadi seperti ini maka Sekarang kita akan mencari step by step atau langkah per langkah mengerjakan soal ini pertama kita akan cari tahu dulu Berapa nilai V satu ya satu ini bisa dicari dengan cara kita menggunakan persamaan debit jadi kita Tuliskan di sini A dikali p 1 itu = V dibagi dengan ini adalah persamaan debit tadi yah Nah kalau kita mau cari P1 berarti P1 itu adalah V dibagi dengan a * t maka dari sini kita dapat volumenya adalah 1 M3 kemudian hanya karena ini selang berarti luas penampangnya adalah luas penampang lingkaran maka kita buat di sini R kuadrat jari-jarinya kita dapat udah 3 kali 10 pangkat min 2 M ini dikuadratkan lalu t nya adalah 60 detik. Setelah dapat ini ini kalau kita selesaikan hasilnya maka kita akan dapat nilainya adalah 5,89 meter per sekon. Nah ini kita dapat nilai P satunya lalu langkah berikutnya setelah kita mendapat nilai p 1 Kita harus mencari juga nilai P 22 itu di mana Itu di sini ya pada saat akhirnya keluar dari nozzle Air ini pada saat dia mau keluar dari nozzle dia mau mencapai ketinggian maksimumnya di titik 30 M diatas nol maka disini kita buat p itu = P2 ya ini adalah akar dari 2 g, h sekarang di sini kita Tuliskan 2 G nya tadi adalah 10 meter per sekon kuadrat dikali dengan hanya ini adalah 30 M maka disini dapat nilainya adalah 10 √ 6 m per sekon Nah inilah nilai dari P 2 nya ya jadi Kecepatan aliran air pada saat menjadi titik 2 ini supaya dia bisa nyampe 30 M itu adalah 10 √ 6 m. Setelah kita mendapatkan nilai P 2, maka langkah berikutnya yang ditanyakan di soal ini adalah tekanan air di dalam selang ya berarti kita mau mencari P1 tekanan air di dalam selang itu adalah P1 ya maka ini kita gunakan persamaan Bernoulli disini kita udah dapat nilai p 1 nya Berapa nilai P 2 nya juga udah dapat berapa naruh gh1 sama rugi H2 ini karena 1 dan H2 nya sama-sama nol maka dia langsung bisa kita coret ini kita jadiin nol Ya supaya persamaan ini nggak panjang nah ini kalau kita selesaikan makan di sini kita tulis p 1 ditambah ya setengah dikali rumahnya tadi Ro air ya 1000 kg per meter kubik dikali dengan satunya itu tadi kita dapat dia nilai P satunya adalah 5,89 meter per sekon ini jangan lupa dikuadratkan ini sama dengan nilai P 2 P2 tadi adalah tekanan air pada nozzle ya maka pada nozzle itu tekanan air nya adalah 1 x 10 ^ 5 Pascal ditambah setengah dikali lagi 1000 kg per meter kubik dikali dengan keduanya ini 10 akar 6 ya di sini 10 √ 6 meter per sekon kuadrat. Nah ini kalian seperti ini ya nggak papa ya yang mau dicari adalah p 1 maka selesaikan p 1 ditambah ini kita selesaikan ya setengah dikali 1000 dikali 5,89 kuadrat hasilnya adalah 17346,05 Pascal ini = 1 * 10 ^ 5 Pascal ditambah dengan ini setengah dikali 1010 per 10 akar 6 ini kalau dikuadratkan jadinya 600 ya berarti 500 * 600 itu adalah 300000 Pascal Nah ini nah kalau begitu kita lihat nilai P satunya ini ya kita Biarkan aja dia di ruas kiri sendirian maka yang lainnya pindah ruas ini hasil akhirnya adalah 1 koma 1265 * 10 ^ 5 Pascal Nah inilah nilai dari P 1 atau tekanan air didalam selang yang dibutuhkan supaya dia bisa mengalir 30 M diatas nozzle. Oke sekian pembahasan kali ini sampai jumpa di video berikutnya