Perhitungan Kecepatan dan Tekanan dalam Pipa yang Menyempit

Pada artikel ini, kita akan melakukan perhitungan untuk menentukan kecepatan dan tekanan dalam pipa yang mengalami penyempitan. Kita akan menggunakan data awal berupa diameter pipa, kecepatan aliran, dan tekanan pada pipa tersebut. Tujuan dari perhitungan ini adalah untuk mengetahui kecepatan dan tekanan di atas pipa setelah mengalami penyempitan. Dalam kasus ini, pipa awal memiliki diameter 2,5 cm dan aliran air dengan kecepatan 0,90 m/s. Tekanan pada pipa tersebut adalah 170 kPa. Kemudian, pipa tersebut menyempit hingga diameter 1,2 cm di ketinggian 7,6 m di atas titik masuk aliran. Untuk menghitung kecepatan di atas pipa setelah penyempitan, kita dapat menggunakan prinsip kontinuitas. Prinsip ini menyatakan bahwa aliran massa yang masuk ke dalam pipa harus sama dengan aliran massa yang keluar dari pipa. Dalam hal ini, kita dapat menggunakan rumus: A1v1 = A2v2 Di mana A1 dan A2 adalah luas penampang pipa awal dan pipa setelah penyempitan, sedangkan v1 dan v2 adalah kecepatan aliran pada pipa awal dan pipa setelah penyempitan. Dalam kasus ini, kita memiliki diameter awal pipa sebesar 2,5 cm, yang dapat kita konversi menjadi jari-jari dengan rumus r = d/2. Sehingga, jari-jari pipa awal adalah 1,25 cm atau 0,0125 m. Luas penampang pipa awal dapat dihitung dengan rumus A = πr^2. Selanjutnya, kita memiliki diameter pipa setelah penyempitan sebesar 1,2 cm, yang dapat kita konversi menjadi jari-jari sebesar 0,6 cm atau 0,006 m. Luas penampang pipa setelah penyempitan juga dapat dihitung dengan rumus yang sama. Dengan menggunakan rumus prinsip kontinuitas, kita dapat menghitung kecepatan aliran pada pipa setelah penyempitan. Setelah melakukan perhitungan, kita mendapatkan kecepatan sebesar 1,875 m/s. Selain itu, kita juga perlu menghitung tekanan di atas pipa setelah penyempitan. Untuk menghitung tekanan, kita dapat menggunakan persamaan Bernoulli. Persamaan ini menyatakan bahwa total energi pada aliran fluida adalah konstan. Dalam hal ini, kita dapat menggunakan rumus: P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2 Di mana P1 dan P2 adalah tekanan pada pipa awal dan pipa setelah penyempitan, ρ adalah kerapatan air, v1 dan v2 adalah kecepatan aliran pada pipa awal dan pipa setelah penyempitan, g adalah percepatan gravitasi, dan h1 dan h2 adalah ketinggian pipa awal dan pipa setelah penyempitan. Dalam kasus ini, kita memiliki data tekanan pada pipa awal sebesar 170 kPa. Dengan menggunakan rumus Bernoulli, kita dapat menghitung tekanan pada pipa setelah penyempitan. Setelah melakukan perhitungan, kita mendapatkan tekanan sebesar 88 kPa. Dengan demikian, jawaban yang benar untuk pertanyaan (a) adalah kecepatan sebesar 1,875 m/s dan jawaban yang benar untuk pertanyaan (b) adalah tekanan sebesar 88 kPa. Dalam artikel ini, kita telah melakukan perhitungan untuk menentukan kecepatan dan tekanan dalam pipa yang mengalami penyempitan. Perhitungan ini didasarkan pada prinsip kontinuitas dan persamaan Bernoulli. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa kecepatan aliran meningkat setelah penyempitan, sementara tekanan menurun.