Hitunglah Kelajuan Terminal Dari Tetesan Air Yang Berjari-Jari 0,1 mm Yang Mengalami Gerak Jatuh Bebas Di Udara Dengan Koefisien Viskositas Udara η = 0,000018 kg/m.s (Diketahui Massa Jenis Udara ρ Udara = 1,2 kg/m³ Dan Massa Jenis Air ρ Air = 1000 kg/m³)! Perhatikan Bahwa Dalam Perhitungan Kelajuan Terminal Ini Juga Mempertimbangkan Gaya Ke Atas (Prinsip Archimedes). [Soal “Cek Pemahaman” Hal. 105 Fisika SMA Kelas XI Kurikulum Merdeka]
Hitunglah kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm yang mengalami gerak jatuh bebas di udara dengan koefisien viskositas udara η = 0,000018 kg/m.s (diketahui massa jenis udara ρ udara = 1,2 kg/m³ dan massa jenis air ρ air = 1000 kg/m³)! Perhatikan bahwa dalam perhitungan kelajuan terminal ini juga mempertimbangkan gaya ke atas (prinsip Archimedes). [Soal “Cek Pemahaman” Hal. 105 Fisika SMA Kelas XI Kurikulum Merdeka] - Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh semua teman - teman pelajar dari seluruh Nusantara yang ada di sabang sampai merauke. Balik lagi bersama gua disini,,, di mana lagi kalau bukan di seocontoh.web.id.
Pada artikel kali ini gua akan melakukan pembahasan soal mata pelajaran Fisika, yaps semakin sering kita melakukan pembahasan soal, baik itu pembahasan soal pada mata pelajaran Fisika ataupun mata pelajaran lainnya, maka semakin bertambah pula ilmu serta wawasan kita. Tanpa basa – basi lagi ayo kita langsung menuju ke pembahasan soalnya…
Pembahasan Soal “Cek Pemahaman” Halaman 105 Fisika SMA Kelas 11 Kurikulum Merdeka
Soal :
Hitunglah kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm yang mengalami gerak jatuh bebas di udara dengan koefisien viskositas udara η = 0,000018 kg/m.s (diketahui massa jenis udara ρ udara = 1,2 kg/m³ dan massa jenis air ρ air = 1000 kg/m³)! Perhatikan bahwa dalam perhitungan kelajuan terminal ini juga mempertimbangkan gaya ke atas (prinsip Archimedes).
(Pembahasan Soal "Cek Pemahaman" Hal. 109 Fisika Kelas 11 Kurikulum Merdeka ada di artikel sebelumnya) Baca juga 1. Suatu pipa berdiameter 10 mm dialiri air selama 1 menit dan banyaknya air yang mengalir adalah 400 cm². Hitunglah kelajuan rata-rata aliran! 2. Sebuah pipa yang ujungnya menyempit dengan diameter pipa besar adalah 10 cm dan diameter pipa kecil adalah 5 cm. Jika kelajuan di bagian pipa besar adalah 50 cm/s, tentukan debit air dan kelajuan aliran pada pipa kecil! 3. Banyak air yang mengalir melalui pipa berdiameter 2 cm adalah 400 cm³ selama 10 detik. Tentukan debit aliran air serta kelajuan air tersebut ketika melewati pipa yang diameternya 0,5 cm! [Soal “Cek Pemahaman” Hal. 109 Fisika SMA Kelas XI Kurikulum Merdeka]
Jawaban Dan Pembahasan : (soal “cek pemahaman” halalaman 105)
Diketahui pada soal bahwa :
- R = 0,1 mm = 1 . 10-4 m
- η = 0,000018 kg/m.s
- ρudara = 1,2 kg/m³
- ρair = 1000 kg/m³
- Ditanyakan : kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm?
Berikut di bawah ini adalah langkah – langkah untuk menentukan kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm :
▪ Menentukan massa tetesan air :
ρair = m
V
m = ρair . V
= 1000 . [4/3 . 3,14 . (1 . 10-4)³]
= 1000 . [4,1867 . 10-12]
= 4,1867 . 10-9 kg
▪ Menentukan gaya berat (W) :
W = m . g
= 4,1867 . 10-9 . 10
= 4,1867 . 10-8 N
▪ Menentukan gaya stokes (Fs) :
Fs = 6πRηv
= 6 . 3,14 . 1 . 10-4. 0,000018 . v
= 18,84 . 10-4 . 18 . 10-6 . v
= 339,12 . 10-10v
= 3,3912 . 10-8v
▪ Menentukan gaya ke atas (Fa) :
Fa = ρudara . g .V
= 1,2 . 10 . (4/3 . 3,14 . (1 . 10-4)³)
= 12 . (4,1867 . 10-12)
= 50,2404 . 10-12
= 5,02404 . 10-11 N
▪ Setelah kita mengetahui nilai dari gaya berat (W), gaya stokes (Fs) dan gaya ke atas (Fa), selanjutnya kita bisa menentukan kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm, dengan cara seperti berikut :
ΣF = 0
W – Fs – Fa = 0
W = Fs + Fa
4,1867 . 10-8 = (3,3912 . 10-8v) + (5,02404 . 10-11)
3,3912 . 10-8v = (4,1867 . 10-8) – (5,02404 . 10-11)
3,3912 . 10-8v =(4,1867 . 10-8) – (0,00502404 . 10-8)
3,3912 . 10-8v = 4,18167596 . 10-8
v = 4,18167596 . 10-8
3,3912 . 10-8
v = 1,233096 m/s
Jadi, kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm yaitu 1,233096 m/s
(Pembahasan Soal "Ayo Berkolaborasi" Hal. 110 Fisika Kelas 11 Kurikulum Merdeka ada di artikel sebelumnya) Baca juga Ambil dua helai kertas dan peganglah kedua helai kertas tersebut sehingga berada dalam posisi sejajar. Tiuplah udara menuju celah di antara dua kertas seperti dalam Gambar 4.22. Perhatikanlah apa yang terjadi pada kedua kertas tersebut! Coba beri simpulan apa kaitan antara kelajuan fluida dengan tekanan udara yang dihasilkan! [Soal “Ayo Berkolaborasi” Hal. 110 Fisika SMA Kelas XI Kurikulum Merdeka]
Itu dia tadi pembahasan soal Fisika mengenai “Hitunglah kelajuan terminal dari tetesan air yang berjari-jari 0,1 mm yang mengalami gerak jatuh bebas di udara dengan koefisien viskositas udara η = 0,000018 kg/m.s (diketahui massa jenis udara ρ udara = 1,2 kg/m³ dan massa jenis air ρ air = 1000 kg/m³)! Perhatikan bahwa dalam perhitungan kelajuan terminal ini juga mempertimbangkan gaya ke atas (prinsip Archimedes).”, semoga dengan adanya pembahasan soal serta penjabaran jawaban di atas, bisa membantu teman – teman pelajar untuk bisa lebih memahami materi pelajaran yang terkait dengan soal tersebut, terimakasih…
Sampai jumpa lagi, Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
