Selasa, 01 Desember 2015

Bejana Berhubungan dan Soal-soal Latihan


Hukum bejana berhubungan berbunyi:  
“Bila bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, dalam keadaan seimbang, maka permukaan zat cair merupakan bidang datar

Jika dalam bejana berhubungan terdapat dua jenis cairan yang berbeda, tinggi permukaan kedua zat tersebut dalam bejana berhubungan tidak akan sama. Hal ini disebabkan oleh massa jenis kedua zat cair tersebut yaitu air dan minyak goreng tidak sama. Karena massa jenis minyak goreng lebih kecil daripada massa jenis air.

Aplikasi bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari!
a.      Tukang Bangunan
Tukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar. Tukang bangunan menggunakan selang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.

b.      Teko Air
Teko air merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air.

c.       Tempat Penampungan Air
Biasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.

SOAL
1.      Manda mengadakan percobaan Torricelli dan ia medapatkan tinggi raksa dalam pipa 75 cm. Kemudian manda mengganti raksa dengan zat cair lain dengan massa jenisnya 2 g/cm3. Berapa panjang minimal pipa yang harus disediakan? (Massa jenis raksa 13,6 g/cm3)




2.      Ke dalam kaki 1 pipa U dimasukkan cairan setinggi 32 cm dan ke dalam kaki 2 dimasukkan raksa dengan massa jenis 13,6 gr/cm3. Ketinggian bidang batas adalah 1,4 cm. Berapakah massa jenis cairan tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:      h1=32 cm
                   h2 = 1,4 cm
       r2 = 13,6 gr/cm3
 Ditanyakan: r1 = ….?
 Jawab:     r1. g . h1 = r2 g.h2
               r1.10. 32   = 13,6 . 10 .1,4
                             r1 =0,595 gr/cm3.

3.      Pada sebuah pipa U, terdapat air (massa jenis = 1.000 kg/m3). Kemudian dimasukkan zat cair lain hingga mengisi 10 cm bagian kiri pipa. Jika diketahui beda ketinggian permukaan zat cair adalah 1 cm, hitunglah massa jenis zat cair tersebut.
Penyelesaian
Diketahui:
h2= h1 – Δh
h2= 10 cm – 1 cm
h2= 9 cm = 9 × 10–2 m
ρ 2 = 1.000 kg/m3

Ditanyakan: ρ 1 = .... ?
ρ1 · h1 = ρ2 · h2
ρ1 × 0,1 m = 1.000 kg/m3 × 9 × 10-2 m
ρ1 = 900 kg/m3
Jadi, massa jenis zat cair tersebut adalah 900 kg/m3.




EmoticonEmoticon