SOALAN 1 Cakera dengan garis pusat d berputar pada halaju sudut ω di dalam bekas mengandungi minyak seperti yang dilakarkan dalam Rajah S2. Minyak tersebut mempunyai kelikatan µ. Anggap bahawa susuk halaju adalah linear dan abaikan kesan ricihan di bahagian hujung cakera. Dengan data dan anggapan yang dibuat: a) Buktikan bahawa kilas likat pada cakera ialah T πµωd = 32h 4 dengan µ = kelikatan minyak dalam bekas d = garis pusat cakera ω = halaju sudut dalam rad/s h = sela di antara cakera dengan bekas. (15 Markah) b) Tentukan magnitud kilas likat masalah jika garis pusat cakera 75 mm, halaju sudut 0.2 rad/s, kelikatan dinamik minyak 8 x 10-3 Pa.s dan sela di antara cakera dengan bekas 0.5 mm. (5 Markah) ω h h d Rajah S1 2
SOALAN 2 Tuliskan rumus tujah hidrostatik pada permukaan melengkung dalam arah paksi x dan y serta daya paduan. (3 Markah) Pintu AB yang dilakarkan dalam Rajah S2 adalah suku bulatan dengan lebar 3.8 m normal terhadap kertas. Pintu ini diengsel di B. Tentukan magnitud daya T minimum yang diperlukan untuk menahan pintu supaya pintu tersebut kekal seperti yang dilakarkan. T (17 Markah) A 3 m Air B Rajah S2 3
SOALAN 3 Apakah hubungan antara jasad tenggelam dalam bendalir dengan prinsip Archimedes? (3 Markah) Rajah S3 menunjukkan sebatang kayu berbentuk silinder dengan luas keratan rentas 152 mm 152 mm dan panjang 4 m tenggelam sebahagiannya dalam air. Berat kayu ini ialah 2 kn. Kayu ini terapung dalam keadaan seimbang dengan sudut 40 akibat daripada tarikan pelampung silinder yang disambung di bahagian hujung tenggelam kayu. Hujung satu lagi kayu ini diengselkan pada dinding. Silinder pelampung tersebut berukuran 0.6 m dan garis pusat 0.8 m. Dengan data yang diberikan, tentukan kestabilan silinder pelampung. (17 Markah) 0.35 m 40 Rajah S3 4
SOALAN 4 Tuliskan tiga (3) andaian yang diambil dalam menurunkan persamaan Bernoulli (4 Markah) Udara (berat tentu 12 N/m 3 0 mengalir melalui sebuah meter venturi seperti dalam Rajah S4. Jika ketumpatan bandingan bendalir manometer ialah 0.9, tentukan kadar aliran udara tersebut. Abaikan sebarang kehilangan. (16 Markah) Rajah S4 5
SOALAN 5 Tuliskan rumus untuk kehilangan utama aliran dalam paip. (2 Markah) Sebuah pam empar menghantar air dari tangki A ke tangki B seperti yang dilakarkan dalam Rajah S5. Kehilangan turus paip sedutan 2 16.67V 2g dengan V halaju air dalam paip sedutan. Kehilangan turus paip hantaran pula ialah 360V 2 2g dengan V halaju air dalam paip hantaran. Jika turus pam diberi sebagai h p = 80 7000Q 2 dengan Q kadar aliran dalam m 3 /s, hitung kadar aliran air dalam paip dan kuasa pam yang diperlukan untuk menghantar air. Ambil kuasa pam P = ρgqh p dan abaikan kehilangan kecil. D = 0.2 m (18 Markah) z = 150 m B D = 0.3 m Pam A z = 100 m Rajah S5 6
SOALAN 6 Tuliskan rumus momentum untuk aliran seragam dan mantap. (3 Markah) Garis pusat liku dalam Rajah S6 ialah 300 mm di bahagian salur masuk dan 150 mm di bahagian alur keluar. Pengaliran air dipesongkan sebesar 60 dalam satah ufuk. Hitung magnitud dan arah daya paduan yang dikenakan oleh bendalir terhadap liku jika kadar aliran air ialah 0.25 m 3 /s dan tekanan di bahagian salur masuk ialah 100 kpa. Abaikan geseran dalam analisis anda. (17 Markah) 7
Rajah S6 SOALAN 7 Nyatakan tiga (3) kumpulan parameter tanpa dimensi yang lazim digunakan/ditemui dalam analisis dimensi dan kajian model. Tuliskan rumus setiap kumpulan parameter tersebut. (3 Markah) Kadar aliran Q bendalir yang mengalir melalui takukan vee adalah bersandar kepada tinggi turus air di atas aras dasar takukan H, dan sudut takukan θ. Kadar aliran tersebut juga bersandar kepada pecutan graviti g dan halaju aliran menghampiri takukan u. Dapatkan hubungan yang menghubungkan kadar aliran Q dengan semua parameter yang dijelaskan dengan menggunakan Teorem Buckingham (π). (12 Markah) (c) Air mengalir melalui model takukan vee dengan sudut θ = 45 pada kadar aliran Q = 0.05 m 3 /s. Turus H di atas dasar takukan ialah 200 mm. Tentukan kadar aliran pada prototip yang serupa secara geometri pada turus H = 5.0 m. (5 Markah) 8
9