Udara mengalir horizontal melalui sayap pesawat sehingga kecepatan udara di bagian bawah pesawat 30 m.s1 dan bagian atas pesawat 40 m.s1. Pesawat memiliki massa

Jawaban:

Udara mengalir horizontal melalui sayap pesawat sehingga kecepatan udara di bagian bawah pesawat 30 m/s dan bagian atas pesawat 40 m/s².

Pesawat memiliki massa total 300 kg dan luas efektif sayap pesawat 60 m². Massa jenis udara 1,3 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², maka resultan gaya pada pesawat adalah ....27300 N

Pembahasan:

Pesawat dapat terbang karena memanfaatkan gaya angkat akibat perbedaan tekanan udara antara bagian atas dan bawah sayap pesawat.

Sayap pesawat dibuat datar di bagian bawah, dan cembung di bagian atas. Ini akan membuat udara mengalir lebih cepat di bagian atas pesawat, dan tekananannya menjadi lebih kecil, berdasarkan Prinsip Bernoulli.

Prinsip Bernoulli dapat dinyatakan dalam rumus:

P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²

Atau:

P₁ – P₂ = ½ρ (v₂² - v₁²)

Besar gaya angkat adalah perbedaan gaya akibat tekanan udara di atas dan bawah sayap pesawat.

Karena F = P x A maka besar gaya angkat adalah:

F₁ – F₂ =  ½ ρA(v₂² – v₁²)

Di mana:

P₁ = tekanan di bawah sayap pesawat (dalam satuan Pascal)

v₁ = kecepatan air di bawah sayap pesawat (dalam m/s)

P₂ = tekanan di atas sayap pesawat (dalam satuan Pascal)

v₂ = kecepatan air di atas sayap pesawat (dalam m/s)

ρ = massa jenis udara (dalam kg/m³)

A = luas penampang pesawat (dalam satuan m²)

Dalam soal diketahui:

v₁ = 30 m/s

v₂ = 40 m/s

ρ = 1,3 kg/m³

A = 60 m²

Sehingga besar gaya angkat adalah:

F₁ – F₂ = ½ ρ A(v₂² – v₁²)

            = ½ (1,3)(60)(40² - 30²)

            = (30)(1,3)(1600-900)

           = 27300 N

Kelas: XI

Mata Pelajaran: Fisika  

Materi: Tekanan Udara

Kata Kunci: Prinsip Bernoulli, Gaya Angkat Pesawat