loading...

Materi dan pembahasan soal fluida

MATERI FLUIDA

FLUIDA STATIS

Tekanan

Tekanan adalah salah satu besaran fisika yang menyatakan gaya persatuan luas permukaan.
Rumus Tekanan
Keterangan:P = tekanan (N/m2 atau Pascal).
F = gaya (N).
A = luas permukaan (m2).

Tekanan Hidrostatis

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi didalam zat cair.

P = ρ .g .h

Keterangan:
P = tekanan hidostatis (Pa).
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3).
g = percepatan gravitasi (10 m/s2).
h = kedalaman (m).

Prinsip Pascal

Jika suatu zat cair dikenakan tekanan maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya.
Prinsip Pascal
Keterangan:
F1 = gaya pada pipa 1 (N).
F2 = gaya pada pipa 2 (N).
A1 = luas penampang 1 (m2).
A2 = luas penampang 2 (m2).

Hukum Archimedes

Sebuah benda yang sebagian atau keseluruhan dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan zat benda tersebut.

FA = ρ .g .V

Keterangan:
FA = gaya ke atas atau gaya apung (N).
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3).
g = percepatan gravitasi (m/s2).
V = volume benda tercelup (m3).

Benda yang tercelup ke dalam zat cair.

Benda yang tercelup ke dalam zat cair.
Gambar diatas menunjukkan gaya-gaya yang bekerja pada benda yang tercelup sebagian ke dalam zat cair. Untuk keadaan seperti gambar berlaku:
Hukum Archimedes
Keterangan:
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
ρb = massa jenis benda (kg/m3).
V = volume benda tercelup (m3).
Vb = volume benda (m3).

FLUIDA DINAMIS

Persamaan Kontinuitas

Persamaan Kontinuitas

Keterangan:
A1 = luas penampang pipa 1 (m2).
A2 = luas penampang pipa 2 (m2).
v1 = laju fluida pipa 1 (m/s).
v2 = laju fluida pipa 2 (m/s).

Asas Bernoulli

Asas Bernoulli

Penerapan Asas Bernoulli

Kecepatan zat cair yang keluar dari wadah yang bocor.

Kecepatan zat cair yang keluar dari wadah yang bocor.
Keterangan:
v = laju zat cair yang keluar dari lubang bocor (m/s).
h1 = jarak lubang ke permukaan zat cair (m).
h2 = jarak lubang ke dasar zat cair (m).
x = jarak pancaran.

Pipa venturimeter.

Pipa venturimeter.

Contoh soal fluida dan pembahasan

Contoh soal tekanan dan pembahasan

Nomor 1
Didalam tabung gelas terdapat minyak setinggi 20 cm. Dengan mengabaikan tekanan udara luar, tekanan yang terjadi pada dasar tabung adalah 1600 N/m2. Jika g = 10 m/s2 maka massa jenis minyak adalah...
A.8 . 102 kg/m3
B.8 . 103 kg/m3
C.8 . 104 kg/m3
D.8 . 105 kg/m3
E.8 . 106 kg/m3


Menghitung massa jenis dari tekanan hidrostatis

Nomor 2 
Raksa pada bejana berhubungan mempunyai selisih permukaan 2 cm (massa jenis raksa = 13,6 gr/cm3).

Contoh soal tekanan dan pembahasan
Kaki sebelah kiri berisi zat cair setinggi 25 cm, berarti massa jenis zat cair tersebut adalah...
A.800 kg/m3
B.1030 kg/m3
C.1088 kg/m3
D.1300 kg/m3
E.1360 kg/m3

Pembahasan:
Diketahui:
h1 = 25 cm = 0,25 m
h2 = 2 cm = 0,02 m
ρRaksa = 13,6 gr /m3
Ditanya: ρzat cair
Jawab:
Tekanan hidrostatis dipengaruhi kedalaman sehingga pada kedalaman yang sama tekanan sama.
Pada kedalaman sama tekanan hidrostatis sama
menghitung massa jenis cairan dari pipa berhubungan

Contoh soal hukum Archimedes dan pembahasan

Nomor 1
Sebuah batu volume 0,5 m3 tercelup seluruhnya kedalam zat cair yang massa jenisnya 1,5 gr/cm3. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 maka batu akan mendapat gaya ke atas sebesar...
A.1.500 N
B.3.000 N
C.4.500 N
D.7.500 N
E.9.000 N

Menghitung gaya apung

Nomor 2
Gambar dibawah menunjukkan sebuah benda yang terapung pada zat cair yang massa jenisnya 1200 kg/m3.
Contoh soal hukum Archimedes dan pembahasan
Bila diketahui bagian (A) adalah 1 /5 dari benda, maka massa jenis benda tersebut adalah...
A. 600 kg/m3
B. 960 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 1200 kg/m3
E. 1500 kg/m3

Menghitung volume benda tercelup dan massa jenis

Nomor 3
Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan 2/3 bagian benda itu tercelup. Bila massa jenis benda 0,6 gr/cm3 maka massa jenis zat cair adalah...
A. 1800 kg/m3
B. 1500 kg/m3
C. 1200 kg/m3
D. 900 kg/m3
E. 600 kg/m3

Menghitung massa jenis cairan berdasarkan benda terapung

Nomor 4
Berat sebuah benda diudara adalah 5 N. Apabila ditimbang dalam minyak (massa jenis 0,8 gr/cm3) beratnya 3,4 N. Jika g = 9,8 m/s2 maka massa jenis benda adalah...
A.800 kg/m3
B.1000 kg/m3
C.1500 kg/m3
D.1800 kg/m3
E.2500 kg/m3

Menghitung massa jenis benda jika berat diudara diketahui

Contoh soal persamaan kontinuitas

Contoh soal persamaan kontinuitas
Kecepatan fluida ideal pada penampang A1 = 20 m/s. Jika luas penampang A1 = 20 cm2 dan A2 = 5 cm2 maka kecepatan fluida pada penampang A2 adalah...
A. 1 m/s
B. 5 m/s
C. 20 m/s
D. 80 m/s
E. 100 m/s

Pembahasan contoh soal persamaan kontinuitas

Contoh soal asas Bernoulli dan pembahasan

Nomor 1
Sebuah bak yang besar berisi air dan terdapat sebuah kran seperti gambar. Maka kecepatan semburan air yang keluar adalah...
Contoh soal asas Bernoulli dan pembahasan

A. 3 m/s
B. 8 m/s
C. 9 m/s
D. 30 m/s
E. 900 m/s

Pembahasan:
Diketahui:
h = 85 cm
h2 = 40 cm
Ditanya: v = ...
Jawab:
a. Terlebih dahulu hitung (h1).
h1 = 85 cm – 40 cm = 45 cm = 0,45 m
b. Menghitung (v)
v = √2 . g . h1= √2 . 10 . 0,45
v = √9 = 3 m/s
Jawaban: A

Nomor 2
Gambar di bawah ini menunjukkan peristiwa kebocoran pada tangki air.
Contoh soal kecepatan pancaran air yang keluar dari wadah bocor

Kecepatan (v) air yang keluar dari lubang adalah....
A. √2 m/s
B. √10 m/s
C. √5 m/s
D. 2√5 m/s
E. 2√10 m/s

Pembahasan
Terlebih dahulu hitung (h1).
x =  2 √h1 . h2
h1 = x2 / (4h2 =(1 m)2 / 4 . 0,5 m = 1/2 m
Menghitung (v).
v =  √(2 .g . h1) = √(2 .10 m/s .1/2 m)
v = √(10 m2 / s2 = √10 m/s
Jawaban: B


Nomor 3

Contoh soal pipa venturimeter
Pada gambar di bawah, air mengalir melewati pipa venturimeter. Jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 4 cm2 dan g = 10 m/s2, maka kecepatan air yang memasuki pipa venturimeter adalah...
A.3 m/s
B.4 m/s
C.5 m/s
D.9 m/s
E.25 m/s

Pembahasan soal pipa Venturimeter

Soal latihan fluida

Nomor 1
Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan 1/3 bagian benda itu tercelup. Bila massa jenis benda 0,6 gr/cm3 , maka massa jenis zat cair tersebut adalah...
A. 1800 kg/m3
B. 1500 kg/m3
C. 1200 kg/m3
D. 900 kg/m3
E. 600 kg/m3

Nomor 2
Didalam bejana yang berisia air mengapung segumpal es yang massa jenisnya 0,9 gr/cm3. Volume es yang tercelup ke dalam air 0,18 m3. Volume seluruh es adalah..(massa jenis air 1 gr/cm3)
A. 0,2 m3
B. 0,25 m3
C. 0,3 m3
D. 0,41 m3
E. 0,5 m3

Nomor 3
Air mengalir melalui pipa yang bentuknya seperti gambar.
Soal latihan fluida
Bila diketahui luas penampang A1 dua kali luas penampang A2, maka vA : vB adalah...
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1

Nomor 4
Dari sebuah tangki terbuka berisi air dari kran berada pada ketinggian air seperti pada gambar!
Soal latihan fluida
Kecepatan air keluar jika kran terbuka adalah...
A. 6,3 m/s
B. 10,0 m/s
C. 11,8 m/s
D. 12,0 m/s
E. 15,5 m/s

Nomor 5
Soal latihan fluida
Pada gambar diatas air mengalir dalam venturimeter.
Jika g = 10 m/s2, luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 3 cm2, maka kecepatan air yang masuk venturimeter adalah...
A.3 m/s
B.4 m/s
C.5 m/s
D.9 m/s
E.25 m/s

Tonton Yuk,
Video pembahasan soal hukum Archimedes 
Video pembahasan soal tekanan hidrostatis 
Video pembahasan soal persamaan kontinuitas 
Video pembahasan soal gaya apung 
Video pembahasan soal asas Bernoulli 
Video pembahasan soal pipa venturimeter 

loading...
Ditulis oleh: Admin Hallo Blog Updated at : 06:43:00