JAH 222/3 - Mekanik Bendalir - Mei - Jun 1995

UNIVERSITI

^SAINS

MALAYSIA

Peperiksaan Semester Tambahan Sidang Akademik ^1994/95

Mei/Jun 1995

JAH

^{222/3 -}

MEKANIK BENDALIR

Masa ^:

[31am]

Ar K ¹ n:-

Sila pastikan kertas peperiksaan

ini

mengandungi

BEAM

⁽⁶⁾ muka suratbercetak sebelum anda memulakanpeperiksaan

ini.

Kertas mi mengandungi 1113111 (7) soalan. Jawab

LIMA

^{(5) soalan sahaja. Mgrkah hanya akan}

dikira bagi

LIMA

(5) jawapan

PERTAMA

^yang dimasukkan di dalam buku menglkut ^{susunan dan} bukannya

LIMA

⁽⁵⁾

jawapan

^terbaik.

Semuasoalan mempunyaimarkah^{yang sama.}

Semuajawapan

MESTILAH

^{dimulakanpada}muka surat yang^baru.

Semuasoalan

MESTILAH

dijawab dalam^BahasaMalaysia.

Tuliskannombor soalanyang dijawab di

luar kulit

buku jawapan^anda.

'

2

’ “AH

_2220}

. a) Peroleh tekanan yangdikenakan oleh

jisim

^50kgkepada sebuah injap yang luas kawasannya¹⁰⁰cm?

(4mm,

b) Peroleh^{tekanan p} di kedalaman h bawah^permukaan cecair yang berat tentunya

w jika

tekanan_bEba

ialah sifar. _{( 4}

markah

c) Seorang penyelam^sedang bekerja di kedalaman ^{18 m} di bawah pennukaan laut. Apakah _wkanana kedalaman tersebut? (Berattentuairlaut ialah ¹⁰x ^103N/m3).

d) Terangkan^denganlakaranDUA^{(2) kaedah}untukmengukur tekanan atmosfera.

2. a) Mukaairsebuah^empanganbcrbentuksebuahtrapezium sebagaimanadalamrajah

l.

F—‘Lz1‘lz

\L/I I

Rajah ¹

Lebar dasar muka air ialah L meter m ^{' ' '}

‘

. 1 anakala d1 ennukaan ^Muka‘

tersebut lalah menegak dankedalamanair ialah Zmetir.

a”

lalah

(Ll

+ L2) meter.

138

Buktikan:

(i)

-' attekanan ialah

——--—

(n) kedalamanpus

[6L]

^+2L2

ketumpatanialah ^pkg/m3.

4L1+L2

. 1

dayapaduanpada empanganlalah

E w

22

(3L

₁ + L2)

] Z

^meter

[JAH 222/3]

^Bentuk

F— %

^—-+

: A—T

^baa

+~ ..4

^+.—

__l. E _ "

^{Luas1/21/2h (2a + b)ha. Sentroid2/3 h.}

b) Sebuahget 6 m lebar dan mempunyai

air

^sedalam 8.0 m di satu bahagian^dan

air

sedalam ³ bahagianyanglain sebagaimana dalam rajah2.

Perolehdayamengufuk di ^{get dan} lokasi^garisan bertindak.

13

Rajah ²

9

(12 markah)

mdi

__,__,_._Sz_.————T J

^n?

L// J.

( 8 markah)

...4/-

3. a) Terbitkan satu persamaanteori untuk ^kaedah

alir

^{yang melalui} sgbuah takuk

‘V'

_yang SUdutnya26,

dalamistilahturusHdari^dasartakuk, sudut 6,dengan andaianhalaju hulu adalahkecll

( 3_markah)

b) Untuk^{keadaansebenar,apa}perlu ditambahpada persamaandi ^{(a) dan}berikanECLA (3) ^sebabutama.

(6markah)

1

c) Jika kadaralir ^{air yang melalui}takuk^{v yang 0 = 35° ialah 43 dm3/s, peroleh} turus dalam centimeter,

AndaikannilaiCd ialah 0.70. ( 6markah)

4. a) Untukmanometerdi Rajah³ terbitkan^persamaandi bawahini.

P —P

"w

3

:111 (S1

+S)-h2(Sz+S)

S

__j__

17

52

I

L. 4L

3

5

e, ‘51 _We

Rajah3

Nota;^{co = pg.}

(10^markah1

b) Sebuahonfis

me§erterdiridaripadaorifisbergarispusat 100mm dalam paip bergarispusat^250mmdfl lanyamempunyan pekalikadaralir0.65. Paip tersebut membawaminyakyang

graviti

^{tentunya0_9d91}

pgrbezaan te-kanainnya diukur oleh manometer raksa. Penyambung manometer diisi ^{dengan mi“)}

J1kakadarahrpalp tersebut ialah 0.0762^m3/s, peroleh perbezaanketinggian raksa pada^manometer?

(10^marw

140

[JAH222/3]

Terbitkan daripada

persm Bemoulfi

persamaan—persamaan halaju dan kadar

alir

teori melalui

sebuahorifis kecil. Bagalmana kadar

ahr

sebenar berbeza dcngannilai teori? Berikan

DUA

(2) sebab terdapamyaperbezaantersebut.

5.a)

(10 markah)

b)(i) ScbuahOfifistajam yang bergarispusat⁶⁰ mmmeluahkan

air

di bawahturus 5.0 m. Peroleh pekali

kadaralir

jika

^kadar

alir

^yangdisukat ialah ^12.0dm3/s_

( 5 markah)

(ii) Jikatekananpurata dalam

jet air orifis

^dj

h(i)

ialah26.5 kN/m2 peroleh pekalipengecutan. Abaikan kehilangantcnagayang disebabkan^olehgeseran.

( 5 markah)

6,a) Nyatakan,dengan mengambil contoh sebuahkon sebagai contoh,

tiga

syarat yang membolehkan^sebuah

jasadberadadalam keseimbangan.

(6 markah)

b) Nyatakan dua syarat yang diperlukan untuk keseimbangan mantap untuk sebuah jasad separuh tenggelamdalamcecair‘

( 4 markah)

c) Sebuahkon dengan sudut apex 60°danketumpatannya

k

nisbi^kepada air. Kon tersebuttimbul ^dengan

apcxnyadibawah. Peroleh

julat k untuk

keseimbanganmantap.

Nota: 0Guntukkon⁼ 3/4 ketinggian.

(10 markah)

7‘a) Buktikanyangdayadikcnakanoleh

jet air

yang^{menghentamsebuah}platpegun ialah:

iaitu a=1uaskawasan

jet

^(m2)

V =halaju

jet

(m/s)

p=ketumpatan

air

(k

g/

m3)

(5

^markah)

‘

_...6/—

141

- 6 - [JAH

222/3}

7. b) Untukjet airyang sama, buktikan untuk plet yang bergerak^denganhalaju U m/s, daya tersebut _ialah;

F =pa(V ^-u)2

( _{5 markah)}

c) Jikajetdi 7(b) bergarispusat22.5 cm dan plettersebut bergerak denganhalaju 0.6 _{m/s sehaladenganjet} peroleh:

(i) _{daya yang}dikenakan (ii) kerja terlaku

(iii)

kecekapan

persaatpadaplet untukkadaralir 0.14m3/s.

(10 markah)

*********

142