Rangkuman Fluida Dinamis, Contoh Soal & Pembahasan

Rangkuman Materi Fluida Dinamis Kelas 11

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)

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)
ρr = massa jenis raksa (kg/m3)
ρu = massa jenis udara (kg/ms3)
v2 = kecepatan udara sayap bagian bawah (m/s)
P = massa jenis (kg/m3)

Tangki berlubang


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

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 :
h1 = tinggi lubang dari permukaan air (m)
h2 = ketinggian lubang diukur dari permukaan tanah (m)

Contoh Soal Fluida Dinamis Dan Pembahasan Kelas 11

Soal No.1 (UTBK 2019)
Suatu selang mengalirkan gas dengan debit yang tetap. Gas yang keluar dari ujung selang itu mendorong sebuah balok yang diletakkan pada lantai yang licin. Tumbukan molekul-molekul gas dengan muka balok dianggap tumbukan lenting sempurna. Jika selang itu sekarang mengalirkan gas dengan debit yang sama, tetapi rapat massanya sepertiga rapat massa gas semula, percepatan balok menjadi….
  1. seperempat kali semula
  2. sepertiga kali semula
  3. sama dengan semula
  4. dua kali semula
  5. empat kali semula

PEMBAHASAN :
Situasi lenting sempurna (e = 1)
Po = P’
m1v1 + m2 v2 = m1V1’ + m2 V2’
mgvg + mbvb = mgvg’+ mbvb’
Pada saat sebelum tumbukan benda dalam kondisi diam (vb = 0) dan setelah gas mengenai benda gas dianggap “diam”, vg’ = 0, dengan demikian:
mgvg = mbvb’

Jika kita meninjau benda, percepatan yang dialami benda sebagai berikut (mula – mula diam, v1 = 0)

v2 = vb’

Dari persamaan ini
a ~ vb’
a ~ mgvg
Jika ada dua situasi, berlaku:
…………… (1)
Hubungan kedua gas: Q1 = Q2 (Debit sama)

m2 = 1/3 m1 ……………(2)
Jika Q = A v maka
Q1 = Q2
A1 v1 = A2 v2      karena memakai selang yang sama A1 = A2
v1 = v2 ……………(3)
Subsitusi persamaan 2 dan 3 ke persamaan 1

Jawaban B

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. 1/4
  2. 1/2
  3. 1
  4. 2
  5. 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

Soal No.11 (UN 2012)
Perhatikan gambar penampang pipa berikut!
Air mengalir dari pipa A ke B terus ke C. Perbandingan luas penampang A dengan penampang C adalah 8 : 3. Jika kecepatan aliran di penampang A adalah v maka kecepatan aliran pada pipa C adalah….
  3. v
  5. 8 v

PEMBAHASAN :
Berdasarkan asas kontinuitas berlaku
QA = QC
AA vA = AC vC
Dari soal diketahui AA : AA = 8 : 3 dengan vA = v, maka vC

Jawaban : C

Soal No.12 (UMPTN 1989)
Air terjun setinggi 10 m dengan debit 50 m3/s dimanfaatkan untuk memutar turbin yang menggerakkan generator listrik. Jika 25% energi air dapat berubah menjadi energi listrik dan g = 10 m/s2 maka daya keluaran generator adalah….
  1. 0,9 MW
  2. 1,10 MW
  3. 1,25 MW
  4. 1,30 MW
  5. 1,50 MW

PEMBAHASAN :
Menentukan daya keluaran generator
Pout = ηρQgh
Pout = 25%. 1000. 50.10.10
Pout = 1250000 W = 1,25 MW
Jawaban : C

Soal No.13 (UN 1993)
Kecepatan fluida ideal pada penampang A1 adalah 20 m/s. Jika luas penampang A1 = 20 cm2 dan A2 = 5 cm2 maka kecepatan fluida pada penampang A2 adalah….
Fluida dinamis
  1. 1 m/s
  2. 5 m/s
  3. 20 m/s
  4. 80 m/s
  5. 100 m/s

PEMBAHASAN :
Berdasarkan asas kontinuitas berlaku
Q1 = Q2
A1 v1 = A2 v2
Diketahui v1 = 20 m/s, A1 = 20 cm2 dan A2 = 5 cm2 maka v1

Jawaban : D

Soal No.14 (PP 1980)
Sebuah pipa silindris yang lurus mempunyai dua macam penampang, masing-masing dengan luas 200 mm2 dan 100 mm2. Pipa tersebut diletakkan secara horizontal, sedangkan air di dalamnya mengalir dari penampang besar ke penampang kecil. Apabila kecepatan arus di penampang besar adalah 2 m/s maka kecepatan arus di penampang kecil…
  1. ¼ m/s
  2. ½ m/s
  3. 1 m/s
  4. 2 m/s
  5. 4 m/s

PEMBAHASAN :
Berdasarkan asas kontinuitas berlaku
Q1 = Q2
A1 v1 = A2 v2
Diketahui v1 = 2 m/s, A1 = 200 mm2 dan A2 = 100 mm2 maka v2

Jawaban : E

Soal No.15 (UN 2014)
Pada gambar, air dipompa dengan kompresor bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagian bawah (I) dan mengalir ke atas dengan kecepatan 1 m/s, (g = 10 m/s2 dan massa jenis air 1000 kg/m3). Tekanan air pada bagian atas (II) adalah…
  1. 52,5 kPa
  2. 67,5 kPa
  3. 80,0 kPa
  4. 92,5 kPa
  5. 107,5 kPa

PEMBAHASAN :
Menentukan vII dari persamaan Kontinuitas
QI = QII
AI vI = AII vII
Diketahui v1 = 1 m/s, rI = 12 cm dan rII = 6 cm maka v2

Menentukan tekanan air pada bagian atas (II) melalui persamaan Bernoulli
PI + ½ρvI2 + ρghI = PII + ½ρvII2 + ρghII
12 x 104 + ½.103.(1)2 + 103 (10)(0) = PII + ½.103.(4)2 + 103 (10)(2)
PII = 120.500 – 28.000
PII = 92.500 Pa = 92,5 kPa
Jawaban : D

Soal No.16 (UMPTN 1996)
Air terjun setinggi 20 m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir 10 m3 . Jika efisiensi generator 55% dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2, daya rata-rata yang dihasilkan adalah…kW
  1. 110
  2. 1100
  3. 2200
  4. 2500
  5. 5500

PEMBAHASAN :
Menentukan daya keluaran yang dihasilkan
Pout = ηρQgh = (55%)(1000)(10)(10)(20) = 1100 kW
Jawaban : B

Soal No.17 (UN 2013)
Sebuah tangki dipasang kran pada dindingnya tampak seperti gambar dan diisi air.
Kecepatan pancaran air saat kran dibuka adalah….
  1. 2,5 m/s
  2. 3,4 m/s
  3. 5,0 m/s
  4. 8,0 m/s
  5. 12,5 m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
g = m/s2
tinggi pancaran ke permukaan air (h) = 1,25 m
Menentukan kecepatan pancaran air (v) menggunakan rumusan

Jawaban : B

Soal No.18 (Tes ITB 1976)
Pesawat terbang dapat mengangkasa karena…
  1. perbedaan tekanan dan aliran-aliran udara
  2. pengaturan titik berat pesawat
  3. gaya angkat dari mesin pesawat
  4. perubahan momentum dari pesawat
  5. berat pesawat yang lebih kecil daripada berat udara yang dipindahkan

PEMBAHASAN :
Pesawat terbang dapat mengangkasa akibat adanya perbedaan tekanan dan aliran-aliran udara yang dijelaskan oleh Hukum Bernoulli yang menjelaskan kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bawah sehingga tekanan bagian atas sayap akan menjadi lebih kecil dibanding tekanan sayap bagian bawah.
Jawaban : A

Soal No.19 (UN 2013)
Perhatikan alat-alat berikut!
  1. Pompa hidraulik
  2. Karburator
  3. Venturimeter
  4. Termometer

Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Bernoulli adalah….

  1. 1 dan 2
  2. 1 dan 3
  3. 1 dan 4
  4. 2 dan 3
  5. 2 dan 4

PEMBAHASAN :
Alat yang menggunakan prinsip kerja berdasarkan hukum Bernoulli adalah karburator dan venturimeter. Sedangkan pompa hidraulik bekerja berdasarkan hukum pascal. Termometer bekerja berdasarkan hukum Archimides
Jawaban : D

Soal No.20 (SIMAK UI 2009)
Saat ketinggian pesawat bertambah, tekanan udara di bawah sayap pesawat terbang lebih besar daripada tekanan udara di atas permukaan sayap.
SEBAB
Kecepatan aliran udara di atas permukaan sayap lebih besar daripada kecepatan udara di bawah sayap.

PEMBAHASAN :
Pada pesawat terbang, agar mengangkasa maka kecepatan udara pada sayap bagian atas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan udara pada sayap bawah sehingga tekanan bagian atas sayap akan menjadi lebih kecil dibanding tekanan sayap bagian bawah. Maka, pernyataan benar dan alasannya juga benar dan saling berhubungan
Jawaban : A

Soal No.21 (UN 2004)
Perhatikan gambar berikut ini!
Jika luas penampang pipa A = 10 cm2 dan pipa B = 4 cm2. Kecepatan aliran air pada pipa B, jika kecepatan aliran air pada pipa A = 10 m/s, maka kecepatan pada pipa B adalah….(m/s)
  1. 25
  2. 20
  3. 15
  4. 10
  5. 5

PEMBAHASAN :
Sesuai asas kontinuitas
QA = QB
AA vA = AB vB
Diketahui vA = 10 m/s, AA = 10 cm2 dan AB = 4 cm2 maka vB

Jawaban : A

Soal No.22 (UMPTN 1999)
Pada gambar di atas, G adalah generator 1.000 W yang digerakkan degan kincir air. Generator hanya menerima energi sebesar 80% dari energi air. Jika generator dapat bekerja normal, debit air yang sampai ke kincir adalah….
  1. 12,5 L/s
  2. 25 L/s
  3. 27,5 L/s
  4. 125 L/s
  5. 250 L/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Pout = 1.000 W
η = 80%
h = 10 m
g = 10 m/s2
Menentukan debit air (Q)
Pout = ηρQgh

Jawaban : A

Soal No.24 (UN 2001)
Sebuah tabung berisi zat cair (ideal). Pada dindingnya terdapat dua lubang kecil (jauh lebih kecil dari penampang tabung) sehingga zat cair memancar (terlihat seperti pada gambar).
Perbandingan antara x1 dan x2 adalah….
  1. 2 : 3
  2. 3 : 5
  3. 2 : 5
  4. 4 : 5
  5. 3 : 4

PEMBAHASAN :
Menentukan perbandingan jarak jangkauan x1 dengan x2 menggunakan rumusan:

Keterangan:
x = jangkauan air
h1 = tinggi lubang dari permukaan air
h2 = tinggi lubang dari permukaan tanah
x1 h1 nya adalah 20 cm dan h2 nya adalah 80 cm
x2 h1 nya adalah 50 cm dan h2 nya adalah 50 cm
maka perbandingannya

atau
x1 : x2 = 4 : 5
Jawaban : D

Soal No.25 (SIMAK UI 2011)
Sebuah pipa dengan luas penampang 616 cm2 dipasang keran berjari – jari 3,5 cm di salah satu ujungnya. Jika kecepatan zat cair di pipa adalah 0,5 m/s. Maka dalam waktu 5 menit volume zat cair yang keluar dari keran adalah … m3
  1. 10,2
  2. 9,24
  3. 8,29
  4. 6,72
  5. 5,2

PEMBAHASAN :
Diketahui:
A1 = 616 x 10-4 m2
r2 = 3,5 cm maka A2 = πr2 = 3,14x(3,5)2 = 12,25 cm2
v1 = 0,5 m/s
t = 5 menit = 300 detik
Menentukan Volume zat cair yang keluar
Sesuai asas kontinuitas
Q1 = Q2
Q1 = Q2 = A1.v1 = 616 x 10-4.(½) = 308 x 10-4 m3/s

V = Qt
V = 308 x 10-4. 3 x 102
V = 924 x 102
V = 9,24 m3
Jawaban : B

Soal No.26 (SBMPTN 2016)
Minyak (ρ = 0,8 x 103 kg/m3) mengalir melewati pipa mendatar yang makin mengecil. Pada ujung pipa besar memiliki kelajuan 3,0 m/s. Perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa adalah 2,8 kPa. Kelajuan minyak di ujung pipa yang kecil adalah … m/s
  1. 2,5
  2. 3,0
  3. 3,5
  4. 4,0
  5. 4,5

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Perbedaan tekanan (P1 – P2) = 2,8 kPa = 2800 Pa
Massa jenis (ρ) = 0,8 x 103 kg/m3
v1 = 3,0 m/s
Menentukan kelajuan minyak di ujung pipa kecil melalui persamaan Bernoulli
P1 + ½ρv12 + ρgh1 = P2 + ½ρv22 + ρgh2
Karena mendatar maka h1= h2, sehingga:
P1 + ½ρv12 = P2 + ½ρv22
P1 – P2 + ½ρv12 = ½ρv22
2800 + ½.800.9 = ½.800. v22
2800 + 3600 = 400. v22
v22 = 16
v2 = 4 m/s
Jawaban : D

Soal No.27 (SBMPTN 2016)
Ujung sebuah pipa silinder jari –jari 1,5 cm. Air (ρ = 1 x 103 kg/m3) mengalir dengan laju tetap 7,0 m/s. Laju aliran massa yang meninggalkan pipa adalah … kg/s
  1. 7000
  2. 48
  3. 7,0
  4. 4,9
  5. 2,5

PEMBAHASAN :
Diketahui:
r = 1,5 cm = 1,5 x 10-2 m
ρ = 1 x 103 kg/m3
v = 7,0 m/s
Menentukan laju aliran massa yang meninggalkan pipa
m = Aρv
m = πr2 ρ v
m = (3,14)(2,25×10-4)(1000)(7)
m = 4,94
m ≈ 4,9 kg/s
Jawaban : D

Soal No.28 (SBMPTN 2016)
Air dalam bak setinggi 0,2 m terletak 5 m di atas permukaan tanah.

Di dasar bak terdapat lubang keran kecil sehingga air memancar keluar dan jatuh di permukaaan tanah pada jarak R. Jika g = 10 m.s-2 nilai R adalah…
  1. 2 meter
  2. 5 meter
  3. 7 meter
  4. 10 meter
  5. 15 meter

PEMBAHASAN :
Diketahui:
h1 = 0,2 m
h2 = 5 m
Menentukan jarak jangkauan air (R)

Jawaban : A

Soal No.29 (SBMPTN 2016)
Air (ρ = 1 x 103 kg/m3) mengalir menuruni bukit melewati pipa dengan diameter 1,5 cm. kelajuan air di puncak bukit adalah 7,2 m/s. Jika ketinggian bukit adalah 9,5 m, maka kerapatan energi potensial (energi per satuan volume),pada puncak bukit relatif terhadap kaki bukit adalah …
  1. 9,9 x 104  J/m3
  2. 9,7 x 104  J/m3
  3. 9,5 x 104  J/m3
  4. 7,2 x 104  J/m3
  5. 7,0 x 104  J/m3

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ = 1 x 103 kg/m3
d1 = 1,5 cm
v1= 7,2 m/s
h1 = 9,5 m
Menentukan kerapatan energi potensial

Jawaban : C

Soal No.30 (SBMPTN 2016)
Sebuah tangki air pada bagian bawahnya terdapat lubang sehingga air memancar keluar membentuk sudut 60° seperti pada gambar. Jika jarak pancarnya  cm dan , tinggi air (h) dalam tangki adalah…
  1. 20 cm
  2. 80 cm
  3. 8√3 cm
  4. 128 cm
  5. 160 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
x =  cm =
g = 10 m/s2
θ = 60o
Menentukan kecepatan air
Karena air yang keluar merupakan gerak parabola, maka:



vo2 = 16
vo = v =

16 = 20h

Jawaban : B

Soal No.31
Jika sebuah pipa memiliki luas penampang 400 cm2 mengalirkan air dengan kecepatan 5 m/s. Maka debit air yang mengalir adalah ……
  1. 0,1 m3 / s
  2. 0,2 m3 / s
  3. 0,3 m3 / s
  4. 0,4 m3 / s
  5. 0,5 m3 / s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
A = 400 cm2 = 0,04 m2
v = 5 m/s

Maka debit air yang mengalir dapat dihitung sebagai berikut:
Q = A . v
= 0,04 . 5
= 0,2 m3 / s
Jawaban : B

Soal No.32
gambar
Luas penampang P adalah 30 cm2 dan luas penampang Q adalah 20 cm2 . Kecepatan zat cair yang mengalir melalui penampang P adalah 6 m/s, sedangkan kecepatan zat cair pada penampang Q adalah …
  1. 5 m/s
  2. 7 m/s
  3. 6,5 m/s
  4. 9 m/s
  5. 10,5 m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
AP = 30 cm2
AQ = 20 cm2
vP = 6 m/s

Maka kecepatan zat cair pada penampang Q dapat dihitung sebagai berikut:
AP . vP = AQ . vQ
contoh soal fluida dinamis
Jawaban : D

Soal No.33
Sebuah bejana berisi air setinggi 2 m. Pada ketinggian 1,2 m dari dasar bejana terdapat lubang kecil. Jarak mendatar air yang keluar dari bejana diukur dari tepi kanan bejana adalah …
  1. 0,8contoh soal fluida dinamis
  2. 0,4contoh soal fluida dinamis
  3. 0,8
  4. 1,8
  5. 0,5contoh soal fluida dinamis

PEMBAHASAN :
gambar
Diketahui:
h1 = 1,2 m
h2 = 2 – 1,2 = 0,8 m

Maka jarak mendatar air yang keluar dari bejana dapat dihitung sebagai berikut:
contoh soal fluida dinamis
Jawaban : A

Soal No.34
Perhatikan bagan pipa venturi berikut!
gambar
A1 = 20 cm2, A2 = 4 cm2 , h = 0,2 m , dan g = 10 m/s2 . Maka v1 dan v2 adalah …
  1. 0,2 m/s dan 2,4 m/s
  2. 0,3 m/s dan 2,04 m/s
  3. 0,4 m/s dan 2,04 m/s
  4. 0,4 m/s dan 1,04 m/s
  5. 0,1 m/s dan 2 m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
A1 = 20 cm2
A2 = 4 cm2
h = 0,2 m
g = 10 m/s2

Menghitung v1 sebagai berikut:
contoh soal fluida dinamis

Menghitung v2 sebagai berikut:
contoh soal fluida dinamis
Jawaban : A

3 comments

  1. ERNITA
    15/10/2020 at 6:34 am

    Good

    thank’s

    Reply
  2. tri prasetia
    01/11/2020 at 12:37 pm

    nomor 24 (UN 2001) penyelesaiannya gak ada ya min?

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

You cannot copy content of this page