Materi Fisika SMA – Rumus Hukum Kontinuitas

AhmadDahlan.Net – Pernahkah kalian mengalirkan air menggunakan selang? Biasanya ketika menggunakan selang, kita akan memencet ujung selangnya hingga aliran air yang keluar dari selang akan lebih cepat. Hal ini dikarenakan debit air yang masuk kedalam selang harus sama dengan debit air yang keluar dari selang. Untuk memahami hal tersebut, perhatikan pembahasan berikut mengenai Azas Kontinuitas.

A. Pengertian Hukum Kontinuitas

Pada kajian fluida dinamis atau fluida yang mengalir terdapat azas Kontinuitas. Azas ini menjelaskan bahwa fluida yang mengalir dan tak termampatkan dalam keadaan tunak, akan memiliki laju aliran volume di setiap waktu sama besar.

Dalam kehidupan sehari – hari biasanya kita dapat menemukan konsep ini dalam penggunaan selang air, air yang mengalir dari sebuah kerang, dan lain sebagainya.

B. Persamaan Kontinuitas

Apabila fluida mengalir melewati pipa yang memiliki luas penampang yang berbeda, maka berdasarkan hukum Kontinuitas debit fluida yang melewati pipa dengan luas A1 akan sama dengan debit fluida yang melewati pipa dengan luas A2.

Secara matematis persamaan Kontinuitas dapat dituliskan sebagai berikut :υ

Q_1=Q_2

\frac{V_1}{t_1}=\frac{V_2}{t_2}

\frac{A_1.l_1}{t_1}=\frac{A_2.l_2}{t_2}

A_1.υ_1=A_2.υ_2

Keterangan,
Q₁ : Debit fluida pada penampang 1 (m³/s)
Q₂ : Debit fluida pada penampang 2 (m³/s)
V₁ : volume pipa 1 (m³)
V₂ : volume pipa 2 (m3)
l₁ : panjang pipa 1 (m)
l₂ : panjang pipa 2 (m)
υ₁ : kecepatan aliran fluida di penampang 1 (m/s)
υ₂ : kecepatan aliran fluida di penampang 2 (m/s)
A₁ : luas penampang pipa 1 (m²)
A₂ : luas penampang pipa 2 (m²)

C. Contoh Soal

Sebuah pipa dengan luas penampang 600 cm² di pasang keran pada ujungnya dengan jari jari keran 3 cm Jika besar kecepatan aliran air dalam pipa 0,5 m/s, maka dalam waktu 5 menit , berapakah voume air yang keluar dari keran ?

Pembahasan

Dik :
A₁ = 600 cm² = 0,06 m²
υ₁ = 0,5 m/s
r₂ = 3 cm = 0,03 m
t = 5 menit = 300 s

Dit :
Volume air yang keluar dari keran?

Pembahasan :
Volume air yg keluar dari keran = Volume dari keran = V₂

\frac{A_1.l_1}{t_1}=\frac{A_2.l_2}{t_2}

A_1.v_1=\frac{V_2}{t_2}

0,06\ m^2\ . \ 0,5\ m/s=\frac{V_2}{300\ s}

0,03\ m^3/s=\frac{V_2}{300\ s}

0,03\ m^3/s×300\ s=V_2

9\ m^3=V_2

Jadi, volume air yg keluar dari keran sebanyak 9 m³.