sebuah tangki berisi air setinggi 1 M pada ketinggian H1 dari tanah 1 kurang dari H2 di dalam dinding tangki dibuat lubang p yang sangat kecil sehingga dari lub

Jawaban:

Sebuah tangki berisi air setinggi 1 M pada ketinggian H1 dari tanah 1. Kurang dari H2 di dalam dinding tangki dibuat lubang p yang sangat kecil sehingga dari lubang tersebut air keluar memancar jika jarak mendatar yang ditempuh air X = 0,8 m.

Maka tinggi posisi lubang diukur dari tanah adalah 0,16 m

(g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Pada air yang memancur dari lubang ini, terjadi fenomena kekekalan energi, dari energi potensial  menjadi energi kinetik.

energi potensial adalah energi yang dimiliki benda akibat posisi atau ketinggian (h) yang dimiliki benda tersebut.

Ep = m g h

Dalam soal ini, energi potensial adalah energi dari air yang bergerak dari ketinggian lubang tersebut.

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda akibat kecepatan pergerakan (v) yang dimiliki benda tersebut.

Sehingga dapat ditulis:

Ep = Ek

m g h = ½ mv²

Kecepatan air (v) keluar dari lubang dapat dinyatakan dalam:

d = v t

Dimana t adalah waktu air mengalir.

Pada benda jatuh dari ketinggian h berlaku persamaan:

H = ½ g t²

t = √2H/g

Maka:

v = d/t

v = d / √(2H/g) …. Persamaan 1

Karena kekekalan energi maka:

Ep = Ek

m g H1 = ½ mv²

v = √2gH1 …. Persamaan 2

Kedua persamaan digabungkan sehingga:

d / √(2H/g) = √2gH1)

 d = √((2H/g) x 2gH1)

     =√(4H.H1)

d = 2√(H.H1)

Dalam soal diketahui:

ketinggian permukaan air H1 = 1 m

jarak tempuh pancuran air = d = 0,8 m

Ditanya: tinggi lubang H

Sehingga:

d = 2√(H.H1)

0,8 = 2 √(1.H)

√H = 0,4

  H = 0,16 m

Kelas: X

Mata Pelajaran: Fisika 

Materi: Energi Potensial

Kata Kunci: Kecepatan air memancur