Jawablah pertanyaan berikut ini:
Sebuah bak penampung air berbentuk balok. Alas bak tersebut berukuran 100 cm x 100 cm. Air dari bak dialirkan dengan debit 0,8 liter/detik. Tentukan laju kecepatan berkurangnya tinggi air dalam bak pada saat tinggi air dalam bak 60 cm.
Jawaban:
Untuk menentukan laju kecepatan berkurangnya tinggi air dalam bak pada saat tinggi air dalam bak adalah 60 cm, kita dapat menggunakan prinsip hukum kontinuitas dalam fluida. Hukum kontinuitas menyatakan bahwa dalam suatu aliran fluida, laju aliran massa fluida harus tetap konstan. Dalam hal ini, laju aliran air yang keluar dari bak harus sama dengan laju aliran air yang masuk ke bak.
Kita memiliki informasi sebagai berikut:
- Debit air yang masuk ke bak adalah 0,8 liter/detik, yang dapat diubah menjadi 0,0008 m^3/detik karena 1 liter = 0,001 m^3.
- Luas alas bak adalah 100 cm x 100 cm = 1 m x 1 m = 1 m^2.
- Tinggi air dalam bak adalah 60 cm, yang dapat diubah menjadi 0,6 m.
Kita ingin mencari laju kecepatan berkurangnya tinggi air dalam bak (dh/dt) pada saat tinggi air adalah 60 cm.
Dalam hal ini, kita dapat menggunakan rumus hukum kontinuitas:
A1 * v1 = A2 * v2
Di mana: A1 = Luas alas bak = 1 m^2 v1 = Kecepatan air yang masuk ke bak = 0,0008 m^3/detik A2 = Luas permukaan air dalam bak pada saat tinggi air 60 cm = 1 m^2 v2 = Laju kecepatan berkurangnya tinggi air dalam bak (dh/dt)
Kita telah mengetahui nilai A1, v1, dan A2. Selanjutnya, kita dapat menyelesaikan persamaan ini untuk v2:
1 m^2 * 0,0008 m^3/detik = 1 m^2 * v2
0,0008 m^3/detik = v2
Jadi, laju kecepatan berkurangnya tinggi air dalam bak pada saat tinggi air dalam bak adalah 60 cm adalah 0,0008 m^3/detik atau 8 x 10^-4 m^3/detik.
