Rangkuman Fluida Dinamis, Contoh Soal & Pembahasan

Yudi

Rangkuman Materi Fluida Dinamis

FLUIDA DINAMIS
Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak. Ciri-ciri umum dari fluida dinamik diantaranya:

  1. Fluida dianggap tidak kompresibel.
  2. Fluida dianggap bergerak tanpa gesekan walaupun ada gerakan materi (tidak mempunyai kekentalan).
  3. Aliran fluida adalah aliran stasioner, yaitu kecepatan dan arah gerak partikel fluida yang melalui suatu titik tertentu selalu tetap.
  4. Tak bergantung waktu (tunak), artinya kecepatannya konstan pada titik tertentu dan membentuk aliran laminer (berlapis)

DEBIT

Yaitu Volume fluida tiap satuan waktu yang mengalir dalam pipa. Dirumuskan sebagai berikut

Keterangan :
Q : debit (m3/s)
V : volume fluida (m3)
T : waktu (s)
A : luas (m2)
V : kecepatan (m/s)


DOWNLOAD RANGKUMAN, CONTOH SOAL & PEMBAHASAN FLUIDA DALAM BENTUK PDF Klik Disini

PERSAMAAN KONTINUITAS

Persamaan kontinuitas berbunyi “pada fluida yang tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu konstan”.
Persamaan Kontinuitas
Jika suatu wadah memiliki penampang yang berbeda maka menurut persamaan kontinuitas berlaku
Q1 = Q2
A1.v1 = A2. v2
Keterangan :
Q1 = debit ketika masuk (m3/s)
Q2 = debit ketika keluar (m3/s)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
v1 = kecepatan fluida ketika masuk (m/s)
v2 = kecepatan fluida ketika keluar (m/s)


Persamaan Bernoulli

Menurut persamaan ini, besaran p + ρgh + ½ ρv12 memiliki nilai yang sama pada setiap titikdalam aliran fluida, sesuai dengan gambar berikut:

Persamaan Bernoulli
Bila dituliskan dalam suatu persamaan yaitu sebagai berikut :
p1 + ρgh1 + ½ ρv12 = p2 + ρgh2 + ½ ρv22
Keterangan :
p1, p2 = tekanan di titik 1 dan 2 (N/m2)
v1, v2 = kecepatan aliran di titik 1 dan 2 (m/s)
h1, h2 = ketinggian di titik 1 dan 2 (m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)


Penggunaan Persamaan BERNOULLI

Gaya angkat pesawat

Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bagian bawah. Akibatnya tekanan bagian atas lebih kecil dibandingkan tekanan bagian bawah. Ditunjukan melaui gambar berikut
gaya angkat pesawat
F1 – F2 = ½ ρA (v22-v12)
Keterangan
F1 – F2 = gaya angkat pesawat terbang (N)
P1 = tekanan pada sayap bagian bawah (N/m2)
P2 = tekanan pada sayap bagian atas (N/m2)
A = luas penampang sayap (m2)
v1 = kecepatan udara sayap bagian atas (m/s)
v2 = kecepatan udara sayap bagian bawah (m/s)
ρ = massa jenis (kg/m)


Venturimeter tanpa manometer

ventumeter tanpa manometer
kelajuan pada luas penampang A1 yaitu

keterangan :
v1 = kelajuan fluida pada penampang 1
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
A1 = luas penampang 1
A2 = luas penampang 2


Venturimeter dengan manometer

venturimeter dengan manometer
Kelajuan pada luas penampang A1 sebagai berikut

Keterangan :
v1 = kelajuan fluida pada penampang 1
g = percepatan gravitasi (m/s2)S
h = perbedaan ketinggian pada fluida (m)
A1 = luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
Pr = massa jenis raksa (kg/m3)
Pu = massa jenis udara (kg/ms3)
v2 = kecepatan udara sayap bagian bawah (m/s)
P = massa jenis (kg/m3)


Tangki berlubang

tangki berlubang

Keterangan :
v = kecepatan semburan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi lubang dari permukaan air (m0

waktu yang dibutuhkan semburan air mencapai tanah

keterangan :
t = waktu yang dibutuhkan air mencapai tanah (s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)

jarak jangkauan air (x)

keterangan :
h = tinggi lubang dari permukaan air (m)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)


Contoh Soal Dan Pembahasan

Soal No.1 (UN 2012)
suatu zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar berikut.
2015-06-29_18-30-36
Jika luas penampang A1 = 8 cm2 , A2 = 2cm2, dan laju zat cair v2 = 2m/s, maka besar v1 adalah….
  1. 0,5 m/s
  2. 1,0 m/s
  3. 1,5 m/s
  4. 2,0 m/s
  5. 2,5 m/s

PEMBAHASAN :
Untuk menghitung besarnya v1 kita akan menggunakan persamaan kontinuitas
Q1 = Q2
A1.v1 = A2. v2
8. v1= 2. 2

Jawaban : A


Soal No.2 (UMPTN 1995)
Air mengalir pada suatu pipa yang diameternya berbeda dengan perbandingan 1: 2. Jika kecepatan air yang mengalir pada bagian pipa yang besar sebesar 40 m/s, maka besarnya kecepatan air pada bagian pipa yang kecil sebesar…. m/s
  1. 20
  2. 40
  3. 80
  4. 120
  5. 160

PEMBAHASAN :
Diketahui diameter pipa kecil : diameter pipa besar = 1 : 2
v2 = 40 m/s
Untuk menghitung besarnya v1 kita akan menggunakan persamaan kontinuitas
Q1 = Q2
A1.v1 = A2. v2
Luas penampang dihitung dari luas lingkaran dimana A = 1/4.πd2, sehingga:
1/4.πd12. v1=1/4.πd22. v2
(1)2.v1= (2)2. 40 m/s

Jawaban : E


Soal No.3 (UN 2002)
Pipa berjari-jari 15 cm disambung dengan pipa lain yang berjari-jari 5cm. Keduanya dalam posisi horizontal. Apabila kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 1 m.s-1 pada tekanan 105 N.m-2, maka tekanan pada pipa yang kecil (massa jenis air 1 gr.cm-3) adalah….
  1. 10.000 N m-2
  2. 15.000 N m-2
  3. 30.000 N m-2
  4. 60.000 N m-2
  5. 90.000 N m-2

PEMBAHASAN :
Untuk menghitung besarnya kecepatan pada pipa kecil (v2) kita akan menggunakan persamaan kontinuitas
Q1 = Q2
A1.v1 = A2. v2
Karena lingkaran untuk menentukan luas penampang, menggunakan rumus A = πr2
πr12. v1= πr22. v2
(15)2.1 = (5)2. v2

Untuk menghitung tekanan di pipa kecil (P2) kita akan menggunakan Persamaan Bernoulli:
p1 + ρgh1 + ½ ρv12 = p2 + ρgh2 + ½ ρv22
Karena posisi keduanya horizontal maka nilai h1 dan h2 = 0, maka
P1 + ½ ρv12 = P2 + ½ ρv22
P2 = P1+ ½ ρ(v12-v22)
P2 = 105 + 1/2. 103. (12– 92)
P2 = 100.000 – 40.000
P2 = 60.000 N.m-2
Jawaban : D


Soal No.4 (SIMAK UI 2011)
Fluida ideal mengalir melalui pipa mendatar dengan luas penampang A m2, kemudian fluida mengalir melalui dua pipa yang luas penampangnya lebih kecil seperti gambar.
simak ui fluida dinamis
Kecepatan fluida pada pipa yang luas penampangnya 0,75 A m2 adalah….
  1. 0,5 m/detik
  2. 2/3 m/detik
  3. 1,5 m/detik
  4. 2 m/detik
  5. 2,5 m/detik

PEMBAHASAN :
Untuk menyelesaikan soal ini kita menggunakan persamaan kontinuitas
Q1 = Q2 + Q3
A1.v1 = A2. v2 + A3. v3
A. 2 = 0,5 A. 3 + 0,75 A. v3
v3 = 2/3 m/s
Jawaban : B


Soal No.5 (UN 2011)
Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya angkat ke atas maksimal, seperti gambar jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara maka sesuai dengan azas bernoulli rancangan tersebut dibuat agar…..
soal simak ui fluida dinamis
  1. VA > VB sehingga PA > PB
  2. VA > VB sehingga PA < PB
  3. VA < VB sehingga PA < PB
  4. VA < VB sehingga PA > PB
  5. VA > VB sehingga PA = PB

PEMBAHASAN :
Menurut Persamaan Bernoulli jika kecepatan fluida makin besar maka tekanannya makin kecil. Menurut gambar agar sayap pesawat terangkat maka perlu PB > PA maka vA > vB
Jawaban : B


Soal No.6 (UN 2007)
Sebuah tabung berisi penuh zat cair (ideal). Pada dindingnya sejauh 20 cm dari permukaan atas terdapat lubang kecil (jauh lebih kecil dari penampang tabung) sehingga zat cair memancar (terlihat seperti pada gambar)
soal un fluida dinamisBesar kecepatan pancaran air tersebut dari lubang kecil….
  1. 1,0 M/S
  2. 2,0 M/S
  3. 3,0 M/S
  4. 5,0 M/S
  5. 5,5 M/S

PEMBAHASAN :
Diketahui h = 20 cm = 0,2 m
Untuk menentukan kecepatan pancaran air kita menggunakan rumus:


Jawaban : B


Soal No.7 (UMPTN 1992)
Air terjun setinggi 8 m dengan debit 10 m3/s dimanfaatkan untuk memutar generator listrik mikro. Jika 10% energi air berubah menjadi energi listrik dan g = 10 m/s2 daya keluaran generator listrik adalah….
  1. 70 Kw
  2. 75 Kw
  3. 80 kw
  4. 90 Kw
  5. 95 Kw

PEMBAHASAN :

Diketahui η = 10%, g = 10 m/s2, ρair = 1000 g/L, Q = 10 m3/s, h = 8 m
Menghitung daya dari air terjun menggunakan rumus:
P = ηρQgh
P = 10%.1000.10.10.8
P = 80.000 W = 80kW
Jawaban : C


Soal No.8 (UN 1990)
Air mengalir melalui pipa yang bentuknya seperti pada gambar.
contoh soal fluida dinamis
Bila diketahui luas penampang di A dua kali penampang di B maka vA/vA sama dengan…..
  1. 1
  2. 2
  3. 4

PEMBAHASAN :
Untuk menyelesaikan soal ini kita menggunakan persamaan kontinuitas
QA = QB
AA.vA = AB. vB


Jawaban : B


Soal No.9 (UN 2008)
Gambar berikut ini menunjukkan peristiwa kebocoran pada tangki air.
contoh soal fluida dinamis
Kecepatan (v) air yang keluar dari lubang adalah….

PEMBAHASAN :
menghitung terlebih dahulu waktu yang diperlukan air sampai tanah


diketahui x = 1 m, untuk menghitung v digunakan rumusan:

Jawaban : B


Soal No.10 (UN 2013)
Sebuah bak penampung berisi air setinggi 1 meter (g = 10 m/s2) dan pada dinding terdapat lubang kebocoran (lihat gambar).
flud10
Kelajuan air yang keluar dari lubang tersebut adalah….
  1. 1 m/s
  2. 2 m/s
  3. 4 m/s
  4. 8 m/s
  5. 10 m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui h = 1 m – 0,2 m = 0,8 m
untuk menghitung kelajuan air yang keluar menggunakan rumus:
10flu
Jawaban : C

DOWNLOAD RANGKUMAN, CONTOH SOAL & PEMBAHASAN FLUIDA DALAM BENTUK PDF Klik Disini

 

KINI HADIR LAYANAN BERTANYA TUGAS & PR PREMIUM (FAST RESPOND!!)

CUKUP PAKAI FASILITAS SMS, WA atau BBM Dan PR Mu Terbantu Dengan Cepat

Hanya Rp. 5.000 (Lima Ribu Rupiah) Per soal yang ditanyakan.
Mata pelajaran yang bisa ditanyakan Kimia, Fisika, Biologi, Matematika. (Tingkat SMP & SMA).
Misal kamu mau nanya 3 soal berarti tinggal di kali Rp. 5 rb Jadi totalnya 15 rb
Dana bisa di transfer ke rekening BNI 0360871320 an Yudi Syarif H
Pertanyaan akan kami layani sesudah menunjukan bukti transfer lewat WA dengan no HP ada di bawah

Dijawab oleh guru yang sudah ahli di bidangnya
Layanan Bantuan PR/Tugas dari jam 14.00 s.d 21.30 WIB
(menghindari kecurangan saat ujian)

INFORMASI LEBIH LANJUT HUB : 089622667471 (SMS / WA)

ARTIKEL TERKAIT

32 Komentar

  1. fahari
    fahari
    11/01/2016 at 1:25 pm

    Tolong kejakan ya mohon bantuan nya
    Bagian atas tandon berhubungan dengan udara luar , tinggi air di dalam tandon 80 cm , sedangkan tinggi tandon 4,5 m . dasar tandon di pasang kran air setinggi 50 cm dari tanah apabila percepatan gravitasi bumi 10 m/s , kecepatan air daru kran sebesar ?

  2. Yudi
    Yudi
    11/01/2016 at 9:33 pm

    fahari silahkan bertanya di tempat nanya yang telah disediakan

  3. SusilaDharma
    SusilaDharma
    04/02/2016 at 11:20 am

    Sangat bermanfaat bagi kehidupan bangsa dan bernegara

  4. Yudi
    Yudi
    04/02/2016 at 5:07 pm

    Amin…

  5. ASN
    ASN
    14/02/2016 at 2:14 pm

    Nomer 10 di soalnya seharusnya diketahuinya 0,2 bukan 0,5. Karna di pembahasannya ditulisnya 0,2. Semoga bermanfaat:)

  6. Yudi
    Yudi
    17/02/2016 at 5:40 pm

    sip. thanks koreksinya

  7. Elza Puji Rahayu
    Elza Puji Rahayu
    26/02/2016 at 11:40 am

    Terimakasih, sangat membantu

  8. Yudi
    Yudi
    28/02/2016 at 7:46 pm

    sama2 elza

  9. Dinia
    Dinia
    01/03/2016 at 6:54 pm

    Kurang banyak contohnya…

  10. Yudi
    Yudi
    01/03/2016 at 10:17 pm

    nanti ditambahkan lagi

  11. Hmm
    Hmm
    09/03/2016 at 8:56 pm

    Tapi sama aja sih hasilnya

  12. Dea
    Dea
    12/03/2016 at 4:38 am

    Sangat bermanfaat.Terima kasih ^^

  13. Yudi
    Yudi
    12/03/2016 at 9:57 am

    sip..kl sama ga masalah

  14. Yudi
    Yudi
    12/03/2016 at 10:01 am

    sama-sama dea

  15. aqsal zacky
    aqsal zacky
    19/03/2016 at 8:44 am

    terimakasih, penjelasannya cukup terperinci..

  16. Yudi
    Yudi
    19/03/2016 at 6:34 pm

    sama-sama aqsal

  17. jnferdinand08
    21/03/2016 at 8:41 pm

    nomer 10 gimana toh mas?? 2.10.0.5 bkanya akar 10 yaa kok isisnya 10

  18. Rosyid
    Rosyid
    22/03/2016 at 5:16 pm

    terima kasih agan

  19. Aya
    Aya
    22/03/2016 at 9:09 pm

    Trims cukup membantu

  20. risky
    risky
    25/03/2016 at 2:57 am

    V1 itu kwceptan pnampang kecil atau besar?

  21. dewi
    dewi
    29/03/2016 at 5:39 am

    Pada pembahasan soal no 8 (UN 1999) seharusnya di tulis va/vb=Ab/Aa. Jawaban sudah benar.

  22. Yudi
    Yudi
    15/04/2016 at 10:33 am

    V1 itu kecepatan fluida saat masuk

  23. Yudi
    Yudi
    15/04/2016 at 10:44 am

    sudah di betulkan ferdinand. thanks

  24. bila
    bila
    15/04/2016 at 7:04 pm

    sangat membantu buat aku yang buku cetaknya di sekolah mahal pake bgt

  25. Ainin Aminu
    10/05/2016 at 3:55 pm

    Ainin Amini lagi pak author
    Sekali lagi terimakasih untuk ilmu nya
    Tetap sering ngeposting dg isi yg mudah dipahami…. Ini sangat beemanfaat untuk latihan menghadapi ulangan
    Salam FISIKA ^_^

  26. lulus snmptn
    29/06/2016 at 9:20 am

    terima kasih banyak pak. 🙂 sangat bermanfaat

  27. Nico Andiansyah
    Nico Andiansyah
    29/09/2016 at 6:32 am

    thanks

  28. alek
    alek
    15/11/2016 at 3:25 pm

    pak yudi kalau saya mau menghitung volume air yang masuk ke bak tapi saya mengguna kan gelas ukur sebagai alat bantu, bisa bantu gmn mengkoversi volume air yang ada di gelas ukur ke volume bak yang akan di ukur

  29. Yudi
    Yudi
    16/11/2016 at 7:30 am

    tinggal dijumlahkan volume yang ditambahkan melalui gelas ukur saja.totalnya berapa

  30. Hasan
    Hasan
    24/11/2016 at 9:44 pm

    Terima kasih banyak min…
    sangat membantu

  31. annisa aisyatun
    annisa aisyatun
    30/11/2016 at 9:24 pm

    kak soal yg oaling terakhir 0,8 ny dpt drmna ya?hehe

  32. Yudi
    Yudi
    01/12/2016 at 2:34 pm

    1 – 0,2 annisa.

Tinggalkan Balasan

Pesan kamu*

Komentar kamu akan ditinjau dulu sebelum ditampilkan

Name*
Email*
Url