SOAL FLUIDA DIAM

1. Dalam sebuah bejana diisi air (ρ = 100 kg/m2). Ketinggian airnya adalah 85 cm. Jika g = 10 m/s2 dan tekanan udara 1 atm maka tekanan hidrostatis di dasar bejana adalah …

a. 8,5.103 Pab. 8,5.102 Pac. 8,5.105 Pad. 85.103 Pae. 8,50.104 Pa

2. Suatu tempat di dasar danau memiliki kedalaman 20 m. Diketahui massa jenis air danau 1 g/cm2, percepatan gravitasi g = 10 m/s2, dan tekanan di atas permukaan air sebesar 1 atm. Hitunglah tekanan hidrostatika di tempat tersebut!

a. 2 × 103 Pab. 2 0 × 105 Pac. 0,2 × 105 Pa d. 2 × 105 Pae. 2 × 104 Pa

3. Suatu alat pengangkat mobil (dongkrak hidrolik) terdiri atas 2 tabung yang berhubungan. Kedua tabung yang mempunyai diameter berbeda ini ditutup masing-masing dengan sebuah pengisap. Tabung diisi penuh air. Pada tabung besar diletakkan mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada tabung kecil diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika berat mobil 3 ton, diameter pengisap tabung besar 30 cm dan tabung kecil 5 cm, serta g = 10 m/s2, maka berapa gaya yang harus diberikan agar mobil terangkat naik?

a. 3.000 Nb. 300 Nc. 30.000 Nd. 6.000 Ne. 60.000 N

4. Diketahui massa jenis air 1.000 kg/m3 dan gravitasi bumi 9,8 m/s2. Jika ada benda yang tercelup ke dalam air tersebut dengan volume benda yang tercelup 20 m3, maka berapakah gaya tekan ke atasnya?

a. 196.103 N b. 196.102 N c. 19.600 Nd. 196.104 N e. 1960 N

5. Pada suatu hari hujan turun dengan derasnya. Jika jari-jari tetes air hujan yang jatuh di udara ( ρ = 1,29 kg/m3) adalah 0,2 mm dan koefisien viskositas udara η = 1,8 × 10-5 kg/ms, maka hitunglahkecepatan terminalnya!

a. 4,73 m/sb. 48,3 m/sc. 4,83 m/sd. 9,66 m/se. 9,83 m/s

PENYELESAIAN

1. Diketahui :h = 85 cm = 0,85 mρ = 1000 kg/m3g = 10 m/s2Ditanya :PhJawab :Ph = ρ g h

= 1000 . 10 . 0,85 = 8,5.103 Pa

2. Diketahui : h = 20 mρ = 1 g/cm3 = 1.000 kg/m3g = 10 m/s2p0 = 1 atm = 1,013 × 105 paDitanya : Ph = ... ?Jawab :Ph = ρ g h

= 1.000 × 10 × 20= 200.000 Pa= 2 × 105Pa

3. Diketahui :mb = 3 ton = 3.000 kg d1 = 30 cmd2 = 5 cmg = 10 m/s2Ditanya: F2 = ...?Jawab:F2 = m × g

= 3.000 × 10= 30.000 N

4. Diketahui : g = 9,8 m/s2ρc = 1.000 kg/m3Vc = 20 m3Ditanya : Fa = ...?Jawab:Fa = ρc × Vc × g

= 1.000 × 20 × 9,8= 196.103 N

5. Diketahui : R = 0,2 mm = 2 x 10–4 mρf = 1.000 kg/m3ρb = 1,29 kg/m3η= 1,8 x 10–5 kg/msDitanya: vT = ...?Jawab:Ingat, tetes air cenderung membentuk seperti bola.

vT = 9 R2 g2 η

( ρb – ρf )

= 2(2x 10−4)2 9,8

9x 1,8 x10−5 (1.000 - 1,29)

= 4,83 m/s

SOAL FLUIDA BERGERAK

1.Diketahui air mengalir melalui sebuah pipa. Diameter pipa bagian kiri A1 = 10 cm dan bagian kanan A2 = 6 cm,

serta kelajuan aliran air pada pipa bagian kiri v1 = 5 m/s. Hitunglah kelajuan aliran air yang melalui A2!

a. 19,3 m/sb. 193 m/sc. 13,9 m/sd. 139 m/se. 1,39 m/s

2.Besarnya diameter tabung besar dan kecil masing-masing 5 cm dan 3 cm. Jika diketahui tekanan di A1

sebesar 16 x 104N/m2dan memiliki kecepatan 3 m/s, maka tekanan dan kecepatan di A2 berturut-turut adalah…

a. 8,33 m/s dan 4,264 x 104 N/m2

b. 8,33 m/s dan 42,64 x 104 N/m2

c. 83,3 m/s dan 42,64 x 104 N/m2

d. 83,3 m/s dan 4,264 x 104 N/m2

e. 83,3 m/s dan 42,64 x 104 N/m2

3.seperti gambar di samping. Perbandingan luas penampang pipa besar dengan penampang pipa kecil

adalah A1

A2 = 2. Apabila beda tinggi air pada tabung

kecil sebesar 10 cm dan g = 10 m/s, maka berapakah kelajuan air yang mengalir melalui penampang A2?

a. 3√ 13

m/s

b. 2√ 32

m/s

c. 1√ 23

m/s

d. 2√ 13

m/s

e. 2√ 23

m/s

4. Sebuah pipa pitot digunakan untuk mengukur kelajuan udara yang melalui sebuah terowongan. Pipa pitot tersebut dilengkapi dengan manometer alkohol ( _a = 800 kg/m3). Apabila beda tinggi antara kedua kaki manometer 18 cm dan massa jenis udara _u = 1,2 kg/ m3, maka hitunglah kelajuan aliran udara tersebut! (g = 10 m/s2).

a. 20√6 m/sb. 20√3 m/sc. 23√6 m/sd. 23√3 m/s

e. 20√2 m/s

5. Bejana setinggi 2 m diisi penuh air. Pada bejana terjadi dua kebocoran yang berjarak 0,5 m dari atas dan 0,5 m dari bawah. Tentukan kedua kecepatan aliran air yang bocor tersebut.

a. 31,4 m/s dan 5,48 m/sb. 31,4 m/s dan 5,48 m/sc. 3,14 m/s dan 5,48 m/sd. 3,14 m/s dan 54,8 m/se. 3,14 m/s dan 5,48 m/s

PENYELESAIAN

1. Diketahui :d1 = 10 cm = 0,1 mr1 = 0,05 md2 = 6 cm = 0,06 mr2 = 0,03 mDitanya: v2 = ...?Jawab:A1v1 = A2v2

v2 = A1 v1

A2

= d1

2

d22 v1

=( 0,10,06 )

2

5

=13,9 m/s

2. Diketahui :p1 = 16 × 104 N/m3ρ = 1 g/cm3 = 1.000 kg/m3v1 = 3 m/sd1 = 5 cmd2 = 3 cmDitanya:v2 = ... ?p2 = ... ?Jawab :A1v1 = A2v2

v2 = A1 v1

A2

= d1

2

d22 v1

=( 53 )

2

3

=8,33 m/s

p2 = p1 + 12

ρ (v22 – v1

2 )

= 16 x 104 + 12

x 1000 (8,33 – 3)

= 42,64 x 104 N/m2

3. Diketahui :A1

A2

= 2

h = 10 cm = 0,1 mg = 10 m/sDitanya :v2 = ?Jawab :

p1 – p2 = 12

ρ (v22−v1

2¿

Karena v2 = A1 v1

A2 dan p1 – p2 = ρgh maka :

Ρgh = 12

ρ (v22−( A1

A2)

2

−v22

2gh =v22[1−( A1

A2)

2]v2 = √ 2 gh

1−( A1

A2)

2

= √ 2 x10 x 0,1

1−( 12 )

2

= 2√ 23

m/s

4. Diketahui :ρ u = 1,2 kg/m3

ρ a = 800 kg/m3

h = 18 cm = 0,18 mg = 10 m/s2

Ditanya :v = ...?Jawab:Persamaan yang berlaku dalam pipa pitot.

v = √ 2 ρa ghρ u

= √ 2 x 800 x 10 x181,2

= √2400= 20√6 m/s

5. Diketahui :h1 = 0,5 mh2 = (2 − 0,5) = 1,5 mDitanya :v1 dan v2

Jawab :v1 = √2 g h1

= √2x 10 x0,5= √10= 3,14 m/s

v2 = √2g h2

= √2x 10 x1,5= √30= 5,48 m/s