Berapa besar gaya minimal yang harus ditimbulkan sebuah pompa air untuk mengisi sebuah tangki yang tingginya 100 m dari pompa itu pada pipa berpenampang 1 cm^2 jika tekanan udara luar 1 bar dan g = 10 m.s^-2

Berapa besar gaya minimal yang harus ditimbulkan sebuah pompa air untuk
mengisi sebuah tangki yang tingginya 100 m dari pompa itu pada pipa
berpenampang 1 cm^2
jika tekanan udara luar 1 bar dan g = 10 m.s^-2

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah 110 N.

Diketahui:
h (tinggi tangki) = 100 m
A (luas penampang) = 1 cm^2 = 1 x 10^-4 m^2
Po (tekanan udara luar) = 1 bar = 10^5 Pa
g (percepatan gravitasi) = 10 m/s^2

Ditanya: F (gaya minimal)

Jawab:
Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah persamaan tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi akibat benda berada dalam suatu fluida. Persamaan tekanan hidrostatis yang dimaksud yaitu:

P = Po + ρgh
F/A = Po + ρgh
Dengan:
P = tekanan (Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m^2)
ρ = massa jenis fluida (kg/m^3)
g = percepatan gravitasi (m/s^2)
h = kedalaman (m)

Karena fluidanya adalah air maka massa jenis air adalah 1000 kg/m^3 sehingga:

F/(1 x 10^-4) = 10^5 + (1000 x 10 x 100)
F(1 x 10^-4) = 10^5 + 10^6
F/(1 x 10^-4) = 1 x 10^5 + 10 x 10^5
F/(1 x 10^-4) = 11 x 10^5
F = 11 x 10^5 x 1 x 10^-4
F = 11 x 10
F = 110 N

Maka, gaya minimal yang diperlukan adalah 110 N.

Baca Juga :  Pada meski redoks :MnO2 + 2 H2SO4 + 2 NaI → MnSO4 + Na2SO4 + 2 H2O +I2 , spesi yang berperan sebagai reduktor dan hasil oksidasinya berturut-turut adalah....