Soal dan Pembahasan Fluida Dinamik Fisika Kelas XI
Soal dan Jawaban Fluida Dinamik
Pembahasan Soal Fluida Dinamik Fisika 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:
Pg = 103watt
ρg = 80% ρair = 0,8 ρair
h = 10 m
Ditanya Q = …. ?
Pg = 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
Wu = 95N; Wcair = 87 N
Ditanya Fa = …. ?
Jawab:
Fa = Wu – Wcair = (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 Dinamik
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!