PEMBAHASAN SOAL FLUIDA DINAMIS (part 1/2)

contoh soal dan pembahasan bab fluida dinamis, sub bab debit, kontinuitas dan efisiensi mesin / generator PLTA. berikut sekolah madrasah blog sajikan.

1. pada  fluida dinamis seperti terjadi air PDAM  yang mengalir melalui pipa sambungan dengan beragam diameter yang berbeda sampai keran. besaran yang tetap pada setiap pipa atau kran adalah...

a. kecepatan

b. tekanan

c. gaya

d. debit

e. energi kinetik

kunci jawaban: D

pembahasan:

dalam bab fluida dinamis terdapat hukum kontinuitas bahwa debit air selalu tetap. artinya debit air yang masuk harus sama dengan debit air yang keluar

2. Suatu zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar disamping. Jika luas penampang A₁= 10 cm², A₂= 4 cm², dan laju zat cair v₂= 4 m/s, besar v₁ adalah...

A. 0,6 m/s

B. 1 m/s

C. 1,6 m/s

D. 2 m/s

E. 2,4 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus hukum kontinuitas:

Q₁ = Q₂

v₁ . A₁ = v₂.A₂

v₁. 10 = 4 . 4 

v₁ = 16/10 = 1,6 m/s

3. Cairan mengalir melalui pipa berdiameter 5 cm pada kelajuan 4 m/s. Ada penyempitan dengan diameter 2 cm dalam saluran pipa.  Kecepatan cairan dalam penyempitan ini adalah..

A. 0,64 m/s

B. 1.6 m/s

C. 10 m/s

D. 25 m/s

E.  50 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus hukum kontinuitas:

Q₁ = Q₂

v₁ . D₁² = v₂.D₂ ²

4 . 5² = v . 2²

v = 100/4 = 25 m/s

4. Air mengalir melewati pipa dengan berbagai diameter.  Jika air mengalir dengan kelajuan 3 m/s ketika melewati pipa dengan diameter 1 cm,  kelajuan air ketika melewati pipa dengan diameter 3 cm adalah...

A. 0,11 m/s

B. 0,33 m/s

C. 1 m/s

D. 3 m/s

E. 9 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus hukum kontinuitas:

Q₁ = Q₂

v₁ . D₁² = v₂.D₂ ²

3 . 1² = v . 3²

v = 3/9 = 0,33 m/s

5.  diperlukan 2 menit untuk mengisi sebuah tangki gas dengan 40 liter bensin. jika jari jari mulut pompa adalah 1cm, kelajuan rata rata bensin keluar dari mulut pompa adalah...

a. 0,27 m/s

b. 1,1 m/s

c. 10 m/s

d. 64 m/s

 e. 76 m/s

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus debit

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)

sehingga:

V/t = v.A

40.10^-3 / 2.60 = v . π.r²

0,33 . 10^-3 =  v . 3,14 . (10^-2)²  

v = 1,1 m/s

6. sebuah pipa dengan luas penampang 616 cm² dipasangi keran berjari jari 3,5 cm di salah satu ujungnya. jika kecepatan zat cair di pipa adalah 0,5 m/s, dalam waktu 5 menit volume zat cair yang keluar dari keran adalah...

  a. 10,2 m³

  b. 9,2  m³

  c.  8,29  m³

  d. 6,72 m³ .

  e.  5,2 m³

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus debit:

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)

sehingga:

v.A = V/t

 0,5 . 616 . 10^-4 = V / (5.60)

V = 308. 10^-4. 300 = 9,24m³

7. sebuah jet air mengalir dari sebuah selang pada 15 m/s diarahkan ke sebuah dinding. jika massa air dalam aliran fluida adalah 2 kg/s, gaya yang dikerjakan air pada dinding jika percikan balik diabaikan adalah...

a. 30 N

b. 40 N

c. 65 N

d. 127 N

e. 143 N

kunci jawaban:

pembahasan:

diketahui:

m/t = 2 kg/s

v = 15 m/s

F = m.v /t = 2 . 15 = 30 N

8. pada gambar disamping G adalah generator 1000 W yang digerakkan dengan kincir air. generator hanya menerima energi sebesar 80% dari energi air waduk yang berada 10 meter di atas kincir. jika generator dapat berkerja normal, debit air yg sampai ke kincir adalah...

 a. 12,5 L/s

 b. 22,0 L/s

 c. 27,5 L/s

 d. 125 L/s

 e. 150 L/s

kunci jawaban;

pembahasan:

Pin = 1000 Watt

η = 80% = 0,8

ρ air = 1000 kg/m^3 

pembahngkit listrik tenaga air memanfaat konsep perubahan energi potensial (Ep) menjadi energi listrik

P = Ep/t = m.g.h/t

hubungan dengan debit dan efisiensi

P = Q. ρ . g . h . η

1000 = Q. 1000 . 10 . 10 .0,8

Q = 1/80 = 0,0125 m³/s

catatan: 1 m³ = 1000 liter

sehingga:

Q =  12,5 L/s

9. Sebuah pipa air memiliki ujung-ujung yang berbeda luas penampangnya. Luas penampang ujung b setengah kali luas penampanh ujung a. Air masuk melalui ujung a sebanyak 1 liter/s dengan kelajuan 10 cm/s. Jika di tengah pipa terdapat kebocoran sebanyak 50 cc tiap sekon, air keluar dari ujung b dengan kelajuan sebesar...

a. 20 cm/s

b. 19 cm/s

c. 18 cm/s

d. 17 cm/s

e. 16 cm/s

kunci jawaban:

pembahasan:

Qa = 1 liter /s = 1000 cc/s

Aa = 2Ab

luas penampang pipa a

Q = v .A

1000 = 10 . Aa

Aa = 100 cm²

sehingga

Ab = 50 cm²

rumus kontinuitas

Q yang masuk = Q yang keluar 

Qa = Qb + Qbocor

1000 = vb . Ab + 50

950 = v . 50

v = 19 cm/s

10. suatu jenis fluida dialirkan melalui sebuah pipa panjangnya L mendatar dan luas penampang ujungnya sebesar A. jika ujung yang lain luas penampangnya 1/2 A, maka yang tidak mempengaruhi kontinuitas fluida tersebut adalah....(Soal UTBK 2019 )

A. panjang pipa
B. kecepatan fluida
C. luas penampang pipa
D. ketinggian titik yang diamati
E. diameter penampang

kunci jawaban:

pembahasan:

rumus debit

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)

10. suatu jenis fluida dialirkan melalui sebuah pipa panjangnya L mendatar dan luas penampang ujungnya sebesar A. jika ujung yang lain luas penampangnya 1/2 A, maka yang tidak mempengaruhi kontinuitas fluida tersebut adalah....(Soal UTBK 2019 )

A. panjang pipa
B. kecepatan fluida
C. luas penampang pipa
D. ketinggian titik yang diamati
E. diameter penampang

kunci jawaban: D

pembahasan:

kontinuitas fluida adalah dalam fluida yag mengalir debit (Q) selalu tetap

rumus debit

Q = volume (V) / waktu (t)

Q = kecepatan (v) . luas penampang (A)
baca selanjutnya >>>>
Soal dan pembahasan fluida dinamis no. 11 - 20

Sumber http://fisikasekolahmadrasah.blogspot.com/

Bagikan Artikel ini