Pembahasan Soal Fisika Fluida Dinamik Kelas XI

1. Air mengalir melalui pipa mendatar dengan luas penampang pada masing-masing ujungnya 200mm² dan 100mm². Bila air mengalir dari panampang besar dengan kecepatan adalah 2 m/s, maka kecepatan air pada penampang kecil adalah ….

1. jawaban:
Pembahasan
Diketahui:
A₁ = 200 mm²= 2.10^-4m²
A₂ = 100mm²= 10^-4m²
v₁= 2 m/s
ditanyakan v₂ = …. ?
jawab:
Q₁ = Q₂
A₁v₁ = A₂V₂
v₂ = A₁v₁/A₂ = 2.10^-4.2/10^-4 = 4m/s

2. Azas Bernoulli dalam fluida bergerak menyatakan hubungan antara ….
jawab :

Dalam fluida bergerak, hubungan antara tekanan, kecepatan, dan massa jenis dinyatakan oleh Azas Bernouli.

3.

Pada gambar tersebut, G adalah generator 1.000 W yang digerakan dengan kincir angin, generator hanya menerima energi sebesar 80% dari air. Bila generator dapat bekerja normal, maka debit air yang sampai kekincir air dalah ….

jawaban:

Diketahui:

P_g = 10³watt

ρ_g = 80% ρ_air = 0,8 ρ_air

h = 10 m

Ditanya Q = …. ?

P_g = η.ρ.V.g.h

1000 = 0,8.10³.V.10.10

V = 12,5.10³m³ = 12,5L

Q = V/t = 12,5 L/s

4. Suatu fluida ideal mengalir di dlaam pipa yang diameternya 5 cm, maka kecepatan aliran fluida adalah …. 
jawaban:

Pembahasan:

Diketahui:

d = 5 cm = 5.10^-2 m

r = 2,5 cm = 2,5.10^-2 m

v = 32 m/s

Ditanya: v = …?

Jawab:

Karena memiliki besar diameter yang sama, maka kecepatan aliran fluida besarnya sama, yaitu 32 m/s.

5. Sebuah selang karet menyemprotkan air vertikal ke atas sejauh 4,05 meter. Bila luas ujung selang adalah 0,8 cm², maka volume air yang keluar dari selang selama 1 menit adalah … liter 
jawaban

Diketahui:

h = 4,05 m

A = 0,8cm² = 8.10^-5m²

t = 1menit = 60 sekon

ditanya: V = ….?

Jawab

Ep = m.g.h = ½ mv²

v = √2.g.h = √2.10.4,05 = 9 m/s

Q = A.v = 8.10^-3.9 = 7,2.10^-4 m³/s

V = Q.t = 7,2.10^-4.60 = 432.10^-4m³ = 43,2 L

6. Minyak mengalir melalui sebuah pipa bergaris tengah 8 cm dengan kecepatan rata-rata 3 m/s. Cepat aliran dalam pipa sebesar …. 
jawaban:

Q = π.R².v = 3,14.16.10^-4.3 = 0,151 m³/s = 151 liter/s

7. Debit air yang keluar dari pipa yang luas penampangnya 4cm² sebesar 100 cm³/s. Kecepatan air yang keluar dari pipa tersebut adalah …. 
jawaban: c

v = Q/A = 100/4 = 25 cm/s = 0,25 m/s

8.Air mengalir kedalam sebuah bak dengan debit tetap 0,5 liter/s. Jika bak tersebut berukuran 1x1x1 m³, maka bak tersebut akan penuh dalam waktu … menit.
10. jawaban:

Diketahui

Q = 0,5 liter/s = 5.10^-4 m³/s

V = 1m³

A = 1m²

Ditanyakan: t = …. ?

Jawab:

t = V/Q = 1/5.10^-4 = 2000 s = 33,3 menit

uraian

1. v₁ = √2gh = √2.10.8 = 12,65 m/s

A = Q/v₁ = 5.10^-5 /12,65 = 3,95.10^-6 m²

Q₂ = A.v₂ = 55,85.10^-6 m³/s = 55,85 cm³/s

2. Diktetahui

W_u = 95N; W_cair = 87 N

Ditanya F_a = …. ?

Jawab:

F_a = W_u – W_cair = (95-87) = 8 N

3. Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Bernoulli

a. pipa pitot

b. pipa venturi

c. pesawat terbang

d. karburator motor

4. Diketahui:

A = 25 cm² = 25.10^-4 ; v = 10 m/s

Ditanya: Q = ….?

Penyelesaian

Q = A.v = 25.10^-4.10= 0,025 m³/s

Latihan Soal Fluida Dinamis

1.Suatu fluida mengalir pada sebuah pipa yang memiliki luas penampang 25 cm²dengan kecepatan 10m/s². Hitunglah besar debit fluida tersebut

2.Sebuah kran air mempunyai luas 2 cm². Tentukan debit air dari kran tersebut bila laju aliran air 2 m/s!

3. Perhatikan gambar berikut ini!

Tentukan kecepatan aliran air pada penampang ?

4.Debit air yang melalui sebuah lubang terletak 8 m di bawah permukaan air pada sebuah bak yang luasnya 50 cm³/s. Hitunglah debit air melalui lubang tersebut, jika diatas permukaan air diberi tambahan tekanan 2×10⁴ N/m²!

6.Debit air yang melalui sebuah lubang terletak 8 m di bawah permukaan air pada sebuah bak yang luasnya 50 cm³/s. Hitunglah debit air melalui lubang tersebut, jika di atas permukaan air diberi tambahan tekanan 2×10⁴ N/m²!