SOAL DAN PEMBAHASAN FLUIDA DINAMIS

, , Leave a comment

Soal Fluida Dinamis No. 1

Suatu pipa mengalirkan air dengan debit 0,2 m3/s. Massa air yang keluar dari pipa tersebut selama 5 s adalah ….
A. 1.000 kg
B. 500 kg
C. 400 kg
D. 200 kg
E. 100 kg

Pembahasan soal fluida dinamis no. 1 :

\begin{aligned}
Q &= \frac{V}{t} \\
0,2 &= \frac{V}{5} \\
V &= 1 \quad \textrm{m}^2
\end{aligned}

Massa jenis air ρ = 1000 kg/m3, maka masa air yang keluar :
\begin{aligned}
\rho &= \frac{m}{V} \\
1000 &= \frac{m}{1} \\
m &= 1.000 \quad \textrm{kg}
\end{aligned}
Jawaban soal fluida dinamis no. 1 : A

Soal Fluida Dinamis No. 2

Perhatikan gambar berikut.
fluida dinamis
Besar kecepatan air yang mengalir pada penampang 1 (v1) jika besar v2 = 10 m/s adalah ….
A. 3,5 m/s
B. 3,0 m/s
C. 2,5 m/s
D. 2,0 m/s
E. 1,5 m/s

Pembahasan soal fluida dinamis no. 2 :

Dengan menggunakan persamaan kontinuitas :
\begin{aligned}
Q_1 &= Q_2 \\
A_1 v_1 &= A_2 v_2 \\
\frac{1}{4}\pi d_1^2 v_1 &= \frac{1}{4}\pi d_2^2 v_2 \\
d_1^2 v_1 &= d_2^2 v_2 \\
6^2 v_1 &= 3^2\cdot 10 \\
v_1 &= \frac{90}{36} \\
&= 2,5 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}
Jawaban soal fluida dinamis no. 2 : C

Soal Fluida Dinamis No. 3

Sebuah selang dengan luas penampang 2 cm2 mengalirkan air dengan kecepatan 4 m/s. Selang tersebut diarahkan vertikal dan ujungnya diperkecil hingga luas penampangnya menjadi \(\frac{1}{2}\) kalinya. Tinggi maksimum yang dapat dicapai air adalah ….
A. 6,4 m
B. 3,2 m
C. 1,6 m
D. 0,8 m
E. 0,4 m

Pembahasan soal fluida dinamis no. 3 :

\begin{aligned}
A_1 v_1 &= A_2 v_2 \\
2 \cdot 4 &= \left( \frac{1}{2} \cdot 2 \right) v_2 \\
v_2 &= 8 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Tinggi maksimum yang dicapai air :
\begin{aligned}
v_t^2 &= v_o^2 – 2gh \\
0^2 &= 8^2 -2 \cdot 10 \cdot h \\
20h &= 64 \\
h &= \frac{64}{20} \\
&= 3,2 \quad \textrm{m}
\end{aligned}
Jawaban soal fluida dinamis no. 3 : C

Soal Fluida Dinamis No. 4

Perhatikan gambar berikut.
fluida dinamis tangki bocor
Gambar tersebut memperlihatkan air yang memancar dari sebuah tangki air yang diletakkan pada suatu ketinggian tertentu. Besar x pada gambar tersebut adalah ….
A. 1,0 m
B. 2,0 m
C. 2,4 m
D. 2,6 m
E. 3,6 m

Pembahasan soal fluida dinamis no. 4 :

Diketahui :
h1 = 80 cm = 0,8 m
h2 = 18 cm = 0,18 m

\begin{aligned}
v &= \sqrt{2gh_1} \\
&= \sqrt{2\cdot 10 \cdot 0,8} \\
&= \sqrt{16} \\
&= 4 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Waktu yang dibutuhkan air untuk jatuh ke tanah :
\begin{aligned}
h_2 &= \frac{1}{2}gt^2 \\
1,8 &= \frac{1}{2}\cdot 10 \cdot t^2 \\
1,8 &= 5t^2 \\
t^2 &= 0,36
t &= 0,6 \quad \textrm{s}
\end{aligned}

Besar x pada gambar :
\begin{aligned}
x &= vt \\
&= 4\cdot 0,6 \\
&= 2,4 \quad \textrm{m}
\end{aligned}

Jawaban soal fluida dinamis no. 4 : C

Soal Fluida Dinamis No. 5

Gambar berikut memperlihatkan air yang mengalir melewati pipa venturimeter.
pipa venturi tanpa manometer
Jika luas A1 dan A2 berturut-turut 5 cm2 dan 4 cm2, kecepatan air pada luasan yang lebih kecil adalah ….
A. 4 m/s
B. 5 m/s
C. 5,33 m/s
D. 6,66 m/s
E. 8 m/s

Pembahasan soal fluida dinamis no. 5 :

Menggunakan rumus pipa venturi tanpa manometer
\begin{aligned}
v_1 &= \sqrt{\frac{2gh}{\left(\frac{A_1^2}{A_2^2} -1\right)}} \\
&= \sqrt{\frac{2\cdot 10 \cdot 0,8}{\left(\frac{5^2}{4^2} -1\right)}} \\
&= \sqrt{\frac{16}{\left(\frac{25}{16} -1\right)}} \\
&= \sqrt{\frac{16}{\frac{9}{16}}}\\
&= \frac{4}{\frac{3}{4}}\\
&= \frac{16}{3} \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Kecepatan air pada luasan yang lebih kecil :
\begin{aligned}
v_1 A_1 &= v_2 A_2 \\
\frac{16}{5}\cdot 5 &= v_2\cdot 4 \\
v_2 &= 6,67 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Jawaban soal fluida dinamis no. 5 : D

Soal Fluida Dinamis No. 6

Tekanan yang dibutuhkan oleh sebuah pompa yang diletakkan di atas tanah untuk menghantarkan air pada ketinggian 5 m di atas tanah agar dapat keluar dengan kecepatan 2 m/s adalah sebesar ….
A. 5,2 x 103 Pa
B. 2,6 x 104 Pa
C. 5,2 x 104 Pa
D. 2,6 x 105 Pa
E. 5,2 x 105 Pa

Pembahasan soal fluida dinamis no. 6 :

\begin{aligned}
P_1 &= \rho g h_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2 \\
&= 1000\cdot 10 \cdot 5 + \frac{1}{2}\cdot 1000 \cdot 2^2 \\
&= 50.000 + 2.000 \\
&= 5,2 \times 10^4 \quad \textrm{Pa}
\end{aligned}

Jawaban soal fluida dinamis no. 6 : C

Soal Fluida Dinamis No. 7

Perhatikan gambar berikut.
sayap pesawat terbang
Gambar tersebut menunjukkan penampang melintang sebuah sayap pesawat. Hal yang menyebabkan sayap pesawat terangkat ke atas adalah ….
A. P1 = P2 dan v1 = v2
B. P1 > P2 dan v1 < v2
C. P1 > P2 dan v1 > v2
D. P1 < P2 dan v1 < v2
E. P1 < P2 dan v1 > v2

Pembahasan soal fluida dinamis no. 7 :

Agar pesawat terbang dapat terangkat ke atas maka kecepatan aliran udara di atas sayap harus lebih besar daripada kecepatan aliran udara di bawah sayap. Sehingga tekanan udara di bawah sayap lebih besar dari pada tekanan udara di atas sayap.
Jawaban soal fluida dinamis no. 7 : E

Soal Fluida Dinamis No. 8

Perhatikan gambar berikut.
fluida dinamis
Jika luas penampang A adalah dua kali penampang B, maka \(\frac{v_B}{v_A} \) sama dengan ….
A. \(\frac{1}{2} \)
B. \(\frac{1}{4} \)
C. 1
D. 2
E. 4

Pembahasan soal fluida dinamis no. 8 :

Menggunakan rumus kontinuitas
\begin{aligned}
A_A v_A &= A_2 v_2 \\
\frac{v_B}{v_A} &= \frac{A_A}{A_B} \\
&= \frac{2A_B}{A_B}
v_2 &= 2
\end{aligned}

Jawaban soal fluida dinamis no. 8 : D

Soal Fluida Dinamis No. 9

Sebuah pipa silinder mempunyai dua macam penampang masing-masing dengan luas 300 mm2 dan 200 mm2. Pipa tersebut diletakkan secara mendatar, sedangkan air di dalamnya mengalir dari penampang besar ke penampang kecil. Apabila kecepatan air pada penampang besar 3 m/s, kecepatan air pada penampang kecil adalah ….
A. 1,5 m/s
B. 2 m/s
C. 2,5 m/s
D. 3,5 m/s
E. 4,5 m/s

Pembahasan soal fluida dinamis no. 9

Menggunakan rumus kontinuitas :
\begin{aligned}
A_1 v_1 &= A_2 v_2 \\
300\cdot 3 &= 200\cdot v_2 \\
v_2 &= 4,5 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Jawaban soal fluida dinamis no. 9 : E

Soal Fluida Dinamis No. 10

Perhatikan alat-alat berikut.
1. Penyemprot nyamuk
2. Venturimeter
3. Pompa hidrolik
4. Gaya angkat pesawat
Penerapan hukum Bernoulli ditunjukkan oleh nomor ….
A. 1 dan 3
B. 1, 2, dan 3
C. 1, 2, dan 4
D. 2, 3, dan 4
E. 1, 2, 3, dan 4

Pembahasan soal fluida dinamis no. 10 :

Alat-alat yang menerapakkan hukum Bernoulli yaitu penyemprot nyamuk, venturimeter, dan gaya angkat pesawat.

Jawaban soal fluida dinamis no. 10 : C

 

Leave a Reply