Kecepatan Alir Air Kran Ditinjau dari Kekekalan Energi Mekanik

Salah satu soal yang ditanyakan di Ujian Nasional Pelajaran Fisika kelas 12 SMA/MA tahun 2013 adalah besarnya kecepatan alir air saat kran dibuka. 

Tinggi permukaan air 6,8 m dan tinggi kran 5,0 m dari permukaan tanah. Perhatikan gambar berikut :

Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, berapakah besarnya kecepatan alir air saat kran dibuka ?

Besar energi mekanik adalah hasil tambah antara energi potensial dan energi mekanik. Energi mekanik suatu benda di suatu titik besarnya akan kekal. Jikalau ada perubahan posisi titik, maka yang mengalami perubahan adalah besar energi potensialnya dan energi kinetiknya. Berkurangnya energi potensial akan menambah besar energi kinetiknya, begitu sebaliknya.

SEBELUM KRAN DIBUKA

Sebelum kran dibuka, energi mekanik air sama dengan energi potensialnya. Sedangkan energi kinetiknya sama dengan nol, karena air belum mengalir.

Rumusan matemamatisnya adalah :

Energi Mekanik = Energi Potensial

Energi Mekanik = m x g x h

Energi Mekanik = m x 10 x 6,8 = 68 m

SAAT KRAN DIBUKA

Rumusan matematisnya adalah :

Energi Mekanik = Energi Potensial + Energi Kinetik

68 m = m x g x h + Energi Kinetik

68 m = (m x 10 x 5) + ( ½ x m x v2)

68 = 50 + ½ v2

V2 = 36

V = 6 m/s



Ikuti :
Soal Try Out Fisika 2013 (Kemenag RI)
Kumpulan Soal Fisika SMA/MA