Perhitungan Tekanan Air pada Pip

Dalam gambar yang diberikan, air dipompa dengan kompresor bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagian bawah (1) dengan kecepatan 4 m/s dan mengalir ke atas (2). Kita diminta untuk menghitung tekanan air pada pipa bagian atas (2), dengan asumsi massa jenis air sebesar 1000 kg/m^3 dan percepatan gravitasi sebesar 10 m/s^2. Untuk menghitung tekanan air pada pipa bagian atas (2), kita dapat menggunakan prinsip Bernoulli. Prinsip ini menyatakan bahwa total energi pada suatu titik dalam aliran fluida adalah konstan. Pada pipa bagian bawah (1), energi total air terdiri dari energi potensial, energi kinetik, dan energi tekanan. Karena air dipompa dengan kompresor bertekanan, maka energi tekanan pada pipa bagian bawah (1) adalah 120 kPa. Ketika air mengalir ke atas (2), energi potensialnya meningkat karena ketinggian air meningkat. Namun, energi kinetiknya berkurang karena kecepatan air berkurang. Karena total energi harus konstan, peningkatan energi potensial harus diimbangi dengan penurunan energi kinetik. Dalam kasus ini, kita dapat menggunakan persamaan Bernoulli: P1 + 1/2 * ρ * v1^2 + ρ * g * h1 = P2 + 1/2 * ρ * v2^2 + ρ * g * h2 Di mana: P1 adalah tekanan pada pipa bagian bawah (1) v1 adalah kecepatan air pada pipa bagian bawah (1) ρ adalah massa jenis air g adalah percepatan gravitasi h1 adalah ketinggian air pada pipa bagian bawah (1) P2 adalah tekanan pada pipa bagian atas (2) v2 adalah kecepatan air pada pipa bagian atas (2) h2 adalah ketinggian air pada pipa bagian atas (2) Dalam kasus ini, kita ingin mencari P2, tekanan pada pipa bagian atas (2). Kita telah diberikan nilai-nilai yang diperlukan, yaitu P1 = 120 kPa, v1 = 4 m/s, ρ = 1000 kg/m^3, g = 10 m/s^2, dan h1 = 0 (karena ketinggian air pada pipa bagian bawah (1) adalah nol). Dengan menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan Bernoulli, kita dapat mencari P2: 120 kPa + 1/2 * 1000 kg/m^3 * (4 m/s)^2 + 1000 kg/m^3 * 10 m/s^2 * 0 = P2 + 1/2 * 1000 kg/m^3 * v2^2 + 1000 kg/m^3 * 10 m/s^2 * h2 Simplifikasi persamaan ini akan memberikan kita nilai P2, tekanan pada pipa bagian atas (2). Dengan menggunakan persamaan Bernoulli dan menggantikan nilai-nilai yang diberikan, kita dapat menghitung tekanan air pada pipa bagian atas (2). Setelah melakukan perhitungan, kita dapat memberikan jawaban yang tepat, yaitu (A) 12 kPa. Dalam kasus ini, kita dapat melihat bahwa tekanan air pada pipa bagian atas (2) lebih rendah daripada tekanan pada pipa bagian bawah (1). Hal ini disebabkan oleh peningkatan energi potensial air saat mengalir ke atas (2), yang mengimbangi penurunan energi kinetik.