UN Fisika 2016 Paket 1 Nomor 13

Perhatikan gambar!

13

Air memancar dari lubang melalui pipa kecil di bagian bawah tandon dan jatuh di tanah sejauh x dari kaki penahan tandon. Jika g = 10 m.{{s}^{-2}}, maka panjang x adalah …

A.    5 m D. 24 m
B.     10 m E. 27 m
C.     20 m

Penyelesaian

Berlaku prinsip Bernoulli

13-kunci

{{P}_{1}}+\frac{1}{2}{{\rho }_{1}}v_{1}^{2}+{{\rho }_{1}}g{{h}_{1}}={{P}_{2}}+\frac{1}{2}{{\rho }_{2}}v_{2}^{2}+{{\rho }_{2}}g{{h}_{2}}

Dimana

  • (1) adalah posisi permukaan air.
  • (2) adalah posisi lubang di mana air mancur keluar.
  • {{P}_{1}}={{P}_{2}}={{P}_{atmosfer}}
  • {{\rho }_{1}}={{\rho }_{2}}={{\rho }_{air}}

Kecepatan permukaan air (1) turun sangat lambat sehingga dianggap 0.

Prinsip Bernoulli menjadi

g{{h}_{1}}=\frac{1}{2}v_{2}^{2}+g{{h}_{2}}

Dan kecepatan air saat baru memancur keluar dari dasar tandon adalah

v=\sqrt{2g\left( {{h}_{1}}-{{h}_{2}} \right)}

v=\sqrt{2\left( 10 \right)\left( 1,25 \right)}=\sqrt{25}

v=5~m.{{s}^{-1}} searah sumbu x

Kecepatan dalam arah sumbu y saat air baru memancar keluar {{v}_{0y}}=0, sedangkan kecepatan saat mencapai tanah {{v}_{y}} besarnya

v_{y}^{2}=v_{0y}^{2}+2gh

v_{y}^{2}=2\left( 10 \right)\left( 5 \right)

{{v}_{y}}=10~m.{{s}^{-1}}

Waktu t yang diperlukan air untuk sampai tanah

{{v}_{y}}={{v}_{0y}}+gt

t=\frac{{{v}_{y}}}{g}=\frac{10}{10}=1~detik

Jarak x yang ditempuh air

x=vt=5.1=5~m

jawaban A

 

========================

Jawaban Alternatif, langsung gunakan rumus cepat

x=2\sqrt{h\times {{h}_{1}}}

x=2\sqrt{1,25\times 5}=5~m

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s