1. Dalam alat ukur tegangan berubah terdapat contoh lahan 18 cm serta luas penampang 22cm^2 Hitunglah waktu yang dibutuhkan dari kondisi head 25 cm menjadi 10 cm., bila luas penampang pipa 2cm^2 Contoh tanah adalah heterogen yaitu: lapisan 1, koefesier permeabilitasnya 3times 10^-4cm/detik tebal 6 cm; lapisan 2. koefesien 4times 10^-4 cm/detik tebal 6 cm; lapisan 3, koefesien permeabilitasnya 6times 10^-4 cm/detik, tebal X cm. Dianggap aliran yang terjadi tegak lurus bidang gambar.

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita perlu memahami bahwa ada dua bagian dalam pertanyaan: satu tentang aliran fluida dalam pipa dan yang lainnya tentang aliran air melalui lapisan tanah heterogen. Kita akan menghitung waktu yang dibkan untuk setiap skenario.

Bagian 1:

Aliran Fluida dalam Pipa

Diketahui:
- Panjang pipa (L) = 18 cm
- Luas penampang pipa (A) = 22 cm²
- Kecepatan awal (V₁) = 25 cm/detik
- Kecepatan akhir (V₂) = 10 cm/detik
- Luas penampang pipa = 2 cm²

Kita menggunakan persamaan kontinuitas untuk menghitung volume aliran per detik (Q):

\[ Q = A \times V \]

Sebelumnya, kita hitung Q dengan kecepatan awal:

\[ Q = 22 \, \text{^2 \times 25 \, \text{cm/detik} = 550 \, \text{cm}^3/\text{detik} \]

Kemudian, kita hitung Q dengan kecepatan akhir:

\[ Q = 2 \, \text{cm}^2 \times 10 \, \text{cm/detik} = 20 \text{cm}^3/\text{detik} \]

Selisih volume aliran per detik adalah:

\[ \Delta Q = 550 \, \text{cm}^3/\text{detik} - 20 \, \text{cm}^3/\text{detik} = 530 \, \text{cm}^3/\text{detik} \]

Waktu yang dibutuhkan untuk perubahan kecepatan dari 25 cm/detik menjadi 10 cm/detik adalah:

\[ t = \frac{\Delta Q}{A \times (V_2 - V_1)} \]

Substitusi nilai-nilai yang diketahui:

\[ t = \frac{530 \, \text{cm}^3/\text{detik}} \, \text{cm}^2 \times (10 \, \text{cm/detik} - 25 \, \text{cm/detik})} \]

\[ t = \frac{530 \, \text{cm}^3/\text{detik}}{2 \, \text{cm}^2 \times (-15 \, \text{cm/detik})} \]

\[ t = \frac{530 \, \text{cm}^3/\text{detik}}{-30 \, \text{cm/detik}} \]

\[ t = -17.67 \, \text{detik} \]

Namun, waktu tidak bisa negatif, jadi kita harus memeriksa kembali apakah ada kesalahan dalam perhitungan atau asumsi. Jika asumsi dan data benar, maka hasil ini menunjukkan bahwa ada kesalahan dalam konsep atau data yang diberikan.

Bagian 2:

Aliran Air Melalui Lapisan Tanah

Untuk menghitung waktu yang dibutuhkan untuk air mengalir melalui lapisan tanah heterogen, kita perlu menggunakan persamaan Darcy untuk aliran groundwater:

\[ Q = \frac{K \times A \times h}{L} \]

Di mana:
- \( Q \) adalah laju aliran (volume per satuan waktu)
- \( K \) adalah koefisien permeabilitas
- \( A \) adalah luas penampang
- \( h \) adalah tinggi kolom air
- \( L \) adalah panjang lintasan aliran

Karena kita memiliki beberapa lapisan dengan ketebalan dan koefisien permeabilitas yang berbeda, kita harus menghitung laju aliran untuk setiap lapisan dan kemudian menjumlahkannya untuk mendapatkan laju aliran total.

Misalkan \( h \) adalah tinggi kolom air yang sama untuk semua lapisan, maka:

\[ Q_{total} = \sum \left( \frac{K_i \times A \times h}{L_i} \right) \]

Tanpa informasi lebihut tentang tinggi kolom air (\( h \)) dan panjang lintasan (\( L \)), kita tidak bisa menghitung nilai numerik. Namun, jika kita diberikan nilai-nilai tersebut, kita bisa menggantinya ke dalam persamaan di atas untuk mendapatkan laju al