Pembahasan Soal Fluida Dinamis Part 2/2

11. Perhatikan gambar disamping.

Suatu fluida dipaksa melalui sebuah pipa yang penampangnya berubah mirip ditunjukkan pada gambar. Tekanan fluida paling kecil berada pada bagian...

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. Tidak ada

kunci jawaban: A
pembahasan:
berdasarkan hukum bernoulli pada pipa berpenampang besar memiliki tekanan yang besar

12. Pipa datar A dengan luas penampang 10 cm² dihubungkan dengan pipa datar B dengan luas penampang 50 cm². Laju air yang mengalir dalam pipa A ialah 6 m/s, sedangkan tekanannya 200 kPa. Laju air dalam pipa B adalah...

a. 0,3 m/s

b. 1,2 m/s

c. 3,0 m/s

d. 4,2 m/s

e. 6,4 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

Mencari kecepatan pedoman air di pipa atas dengan rumus kontinuitas

v1 . A1= v2 . A2

6. 10 = v₂ . 50

v₂ = 1,2 m/s

13. Air mengalir keatas melalui pipa mirip ditunjukan pada gambar dengan laju air (debit) 14,4π L/s. Jika tekanan pada ujung bawah ialah 190 kPa. Tekanan pada ujung atas pipa ialah . . .

A. 150 kPa

B. 160 kPa

C. 170 kPa

D. 180 kPa

E. 100 kPa

 Kunci jawaban: A

Pembahasan:

Mencari kecepatan pedoman air dipipa bawah dengan rumus debit

Q = v.A

14,4 π . 10^-3 = v. π r²

14,4 π . 10^-3 = v. π (6.10^-2)²

v = 4 m/s

Mencari kecepatan pedoman air di pipa atas dengan rumus kontinuitas

v1 . D1² = v2 . D2²

4. 12² = v₂ . 6²

v₂ = 16 m/s

mencari tekanan dengan rumus bernoulli

P₁ + ρ.g.h₁ + ½ ρ.v₁² = P₂ + ρ.g.h₂ + ½ ρ.v₂²

190000 + 1000.10.0 + ½ .1000.4² = P₂ + 1000.10.2 + ½ .1000. 16²

190000 + 8000= P2 + 20000 + 128000

P2 = 198000 – 148000

P2 = 150000 Pa

14. Sebuah bak penampung air berada pada ketinggian 2 meter di atas permukaan tanah. Bak tersebut akan diisi air melalui sebuah pipa yang memiliki ujung-ujung dengan luas penampang yang sama. Jika laju pedoman air pada ujung masuk 5 m/s dan pada ujung keluar 3 m/s, tentukan besarnya perbedaan tekanan air dalam pipa biar air mampu naik ke atas!

Jawab :

pembahasan: 

P₁ + ½ ρ v₁² + ρ g h₁ = P₂ + ½ ρv₂² + ρ g h₂

P₁ - P₂ =  ½ ρv₂² - ½ ρ v₁² + ρ g h₂ - ρ g h₁

P₁ – P₂ = ½ ρ (v₂² – v₁²) + ρ g (h₂ – h₁)

P₁ – P₂ =½.1.000.(9 – 25) + 1000.10. 2

P₁ – P₂ = – 8.000 + 20.000

P₁ – P₂ = 12.000 Pa

15. Kelajuan air ketika mengalir dalam venturimeter pada penampang kecil ialah 6 m/s. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s² dan selisih tinggi permukaan air pada pipa vertikal 20 cm, hitung kelajuan air pada penampang besar!

Jawab :

Pada pipa horizontal sebab ialah beda ketinggian sama dengan nol maka rumus bernoulli menjadi:

p₁ – p₂ = ½ ρ (v₂² – v₁²)

pada pipa vertikal berlaku:

p₁ – p₂ = ρ g h

Sehingga:

½ ρ (v₂² – v₁²) = ρ g h

½ (6² – v₁²) = 10 . 0,2

18 – ½ v₁² = 2

½ v₁² = 16

v₁ = 4 √2 m/s

16. Tinggi permukaan air dalam tangki ialah 1 meter. Pada tangki terdapat kebocoran setinggi 20 cm dari dasar tangki. Tentukan kecepatan pedoman bocoran dan jarak jatuhnya air!

Jawab :

v = √ (2 g h_a)

v = √ 2.10.(1-0,2)

v = √ 16

v = 4 m/s

s = 2 √ (ha . hb)

s = 2 √ (0,2 . 0,8

s = 2 √ 0,16

s = 2 . 0,4 = 0,8 meter

16. sebuah tangki dengan kedalaman air 20 cm dari permukaan, air dalam tangki memancar ke luar melalui pancuran yang membentuk sudut 30° terhadap tanah. Air yang keluar dari pancuran A akan jatuh ke tanah setelah selang waktu.....

a. 0,4 s

b. 0,6 s

c. 0,8 s                                                                                                             

d. 0,1 s

e. 0,2 s

kunci jawaban:

pembahasan:

teorema toricelli / tangki bocor menghitung kecepatan:

v = √2gh

v = √2.10.0,2

v = √4

v = 2 m/s

menghitung waktu dengan rumus parabola

	2.Vo . sinӨ
t =	_____________
	g

	2.2 . sin30
t =	_____________
	10

	4 . 1/2
t =	_____________
	10

        t = 0,2 s

17.perhatikan data berikut

(1)venturimeter

(2)pompa hidrolik

(3)gaya angkat sayap pesawat

(4)balon udara mampu mengudara

Alat yg berkaitan dengan penerapan hukum bernoullli ditunjukan oleh nomer

A. (1)dan(2)

B. (1)dan (3)

C. (3)dan (4)

D. (1) ,(2),dan (3)

E. (2),(3)dan (4)

kunci jawaban: B ( 1 dan 3 )

18.perhatikan alat alat berikut.

(1)gaya angkat pesawat

(2)semprotan obat nyamuk

(3)kapal laut tidak tenggelam di air

(4)pengukuran suhu dengan termometer

Alat yg berkaitan dengan penerapan hukum bernoulli ditunjukkan oleh nomer

A. (1),(2),(3),dan(4)

B.  (1),(2)dan(3)

C. (3)dan(4)

D.  (1)dan(2)

E. (4)

 kunci jawaban:

18.Sayap pesawat terbang dirancang biar memiliki gaya angkat ke atas maksimal. Jika vA ialah kecepatan pedoman udara di atas sayap dan vB ialah kecepatan pedoman udara di bawah sayap, serta  PA ialah tekanan udara diatas sayap dan PB ialah tekanan udara dibawah sayap maka sesuai dengan azas Bernoulli rancangan tersebut dibuat biar …

(A) vA > vB sehingga PA > PB

(B) vA > vB sehingga PA < PB

(C) vA < vB sehingga PA < PB

(D) vA < vB sehingga PA > PB

(E) vA > vB sehingga PA = PB

kunci jawaban: B

19. Sebuah sayap pesawat udara memerlukan gaya angkat 52000 N/m^2 . Massa jenis udara ialah 1,3 kg/m^3. Jika kelajuan pedoman udara sepanjang permukaan bawah sayap ialah 150 m/s, bila luas total pesawat sekitar 20 m^2 berapa seharusnya kelajuan pedoman udara sepanjang permukaan atas sayap biar mampu menghasilkan gaya angkat yang diperlukan?

pembahasan:

rumus gaya anagkat sayap pesawat terbang:

F = ½ ρ.A (va² – vb²)

52000 = ½ . 1,3 . 20 . (va² – 150²)

 40000 = va² – 150²

40000 + 22500 = va²

62500 = va²

va = 250 m/s

20.  Pipa horizontal mirip terlihat pada gambar disamping memiliki luas penampang 40 cm^2 pada kepingan yang lebih besar dan 10 cm^2 pada kepingan yang menyempit. Air mengalir dalam pipa dan keluar dari pipa dengan laju 8,00 x 10^-5 m^3/s). Tentukan:

a.  kelajuan pedoman pada kepingan yang lebar dan kepingan yang sempit

b.  Perbedaan tekanan antara dua kepingan tersebut

c.  Perbedaan ketinggian antara dua bak raksa pada tabung berbentuk U bila massa jenis raksa = 13,6 g/m^3.

Bagikan Artikel ini