fisika fluida

A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!
1. Tekanan udara luar sekitar 1 × 10⁵ Pa. Besarnya gaya yang dilakukan udara dalam kamar pada kaca jendela berukuran 40 cm × 80 cm adalah ….
a. 1,2 × 10⁴ N
b. 1,6 × 10⁴ N
c. 2,4 × 10⁴ N
d. 3,2 × 10⁴ N
e. 6,4 × 10⁴ N
2. Pada sebuah tabung dimasukkan air setinggi 8 cm, kemudian minyak setinggi 2 cm (ρ_m = 0,8 g/cm³). Besar tekanan hidrostatis di dasar tabung tersebut adalah …. (g = 9,8 m/s²)
a. 695 Pa
b. 768 Pa
c. 856 Pa
d. 941 Pa
e. 1000 Pa
3. Gambar berikut menunjukkan sebatang pipa kaca yang berisi udara. Ujung atas pipa tertutup, sedangkan ujung bawah pipa tertutup oleh raksa yang tingginya 10 cm. Jika tekanan udara di luar 76 cmHg, tekanan udara di dalam pipa kaca adalah sebesar ….

a. 0 cmHg
b. 10 cmHg
c. 66 cmHg
d. 76 cmHg
e. 86 cmHg
4.

Perhatikan gambar bejana di atas. Jika diketahui massa jenis oli 0,8 g/cm³ dan massa jenis raksa sebesar 13,6 g/cm³, perbedaan tinggi permukaan raksa dengan oli adalah ….
a. 62 mm
b. 64 mm
c. 66 mm
d. 68 mm
e. 70 mm
5. Alat pengangkat mobil memiliki luas pengisap masing-masing 0,10 m² dan 2 × 10^–4 m². Alat tersebut digunakan untuk mengangkat mobil yang memiliki berat 15 × 10³ N. Gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah ….
a. 10 N
b. 20 N
c. 30 N
d. 45 N
e. 60 N
6. Sebuah benda jika ditimbang di udara memiliki berat 4,9 N. Akan tetapi jika ditimbang dalam minyak tanah (ρ_m = 0,8 g/cm³) beratnya menjadi 4,74 N. Gaya ke atas yang dialami benda tersebut adalah ….
a. 39,2 N
b. 16,0 N
c. 9,87 N
d. 2 N
e. 0,16 N
7. Massa sebuah benda adalah 300 gram. Jika benda ditimbang dalam air, massa benda itu seolah-olah menjadi 225 gram. Jika benda ditimbang dalam suatu cairan lain, massanya seolah-olah menjadi 112,5 g. Jika kerapatan massa air 1 g/cm³, kerapatan massa cairan tersebut adalah ….
a. 0,83 g/cm³
b. 1,20 g/cm³
c. 1,25 g/cm³
d. 2,50 g/cm³
e. 2,67 g/cm³
8. Sebuah balon udara berisi gas hidrogen sebanyak 600 m³ yang massa jenisnya = 0,09 kg/m³ dan massa balon = 250 kg. Jika massa jenis udara di sekitar balon = 1,2 kg/m³, balon udara tersebut mampu mengangkut beban bermassa ….
a. 240 kg
b. 250 kg
c. 304 kg
d. 416 kg
e. 720 kg
9. Sebuah tabung berdiameter 0,4 cm dimasukkan secara vertikal ke dalam air. Sudut kontak antara dinding tabung dan permukaan air 60°. Jika tegangan permukaan air = 0,5 N/m dan g = 10 m/s², air pada tabung akan naik setinggi ….
a. 0,015 m
b. 0,025 m
c. 0,035 m
d. 0,045 m
e. 0,055 m
10. Sebuah pipa air luas penampangnya = 0,5 cm². Jika kecepatan aliran air = 1 m/s, volume air yang keluar selama 5 menit adalah ….
a. 0,015 m³
b. 0,15 m³
c. 1,5 m³
d. 15 m³
e. 150 m³
11.

Air mengalir ke dalam bak dengan debit 10^–4 m³/s. Akan tetapi, bak tersebut bocor di bagian bawah melalui lubang yang luasnya 1 cm². Ketinggian maksimum air dalam bak adalah ….
a. 5 cm
b. 4 cm
c. 3 cm
d. 2 cm
e. ½ cm
12. Pada bagian bawah sebuah tangki air terdapat lubang sehingga air memancar keluar membentuk sudut 60° seperti terlihat pada gambar.

Jika jarak pancar air x = 80 √3 cm, untuk g = 10 m/s2, tinggi air (h) dalam tangki adalah ….
a. 20 cm
b. 40 cm
c. 60 cm
d. 80 cm
e. 100 cm
13. Gaya angkat pada pesawat terbang timbul karena:
1. Tekanan udara di depan sayap lebih besar daripada di belakang sayap.
2. Kecepatan udara di atas sayap lebih besar daripada di bawah sayap.
3. Kecepatan udara di belakang sayap lebih besar daripada di depan sayap.
4. Tekanan udara di atas sayap lebih kecil daripada di bawah sayap.
Pernyataan yang benar adalah ….
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 1, 3, dan 4
d. 2, 3, dan 4
e. 2 dan 4
14.

Air mengalir dalam venturimeter seperti tampak pada gambar di atas. Jika kecepatan aliran air pada penampang I sebesar 2 m/s, dan g = 10 m/s², besar kecepatan aliran air pada penampang II adalah ….
a. 2 m/s
b. √5 m/s
c. √6 m/s
d. 3 m/s
e. 5 m/s
15. Air terjun setinggi 10 m digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) berdaya listrik 1.000 W. Jika efisiensi generator 80% dan g = 10 m/s², debit air yang sampai ke kincir adalah ….
a. 12,5 l/s
b. 251 l/s
c. 27,5 l /s
d. 125 l /s
e. 250 l/s
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!
1.

Perhatikan gambar bejana di atas. Diketahui massa jenis minyak = 0,8 g/cm³, massa jenis raksa = 13,6 g/cm³,
dan massa jenis air = 1 g/cm3. Jika perbedaan tinggi permukaan minyak dan air adalah 5 cm, berapakah tinggi air dan tinggi minyak?
2.

Perhatikan gambar di atas. Massa jenis minyak =0,8 g/cm³, massa jenis raksa = 13,6 g/cm³, dan massa jenis air = 1 g/cm³. Jika tinggi h₁ = 1 cm dan h₂ = 0 cm, berapakah besar h₀ =?
3. Sebuah gabus dicelupkan ke dalam air seperti terlihat pada gambar berikut. Volume gabus 250 cm³ dan massa jenis gabus adalah 0,2 g/cm³. Oleh karena pengaruh tarikan gabus, pegas meregang sebesar 0,2 cm. Tentukanlah konstanta pegas tersebut.

4. Sebuah pipa silinder yang lurus memiliki dua jenis penampang berdiameter masing-masing 20 mm dan 10 mm. Pipa tersebut diletakkan secara horizontal dan air di dalamnya mengalir dari arah penampang yang besar ke penampang yang lebih kecil. Jika kecepatan arus di penampang besar adalah 2 m/s, tentukanlah kecepatan arus air di penampang kecil.
5. Pesawat terbang modern dirancang untuk gaya angkat sebesar 1.300 N/m² per luas penampang sayap. Anggap udara mengalir melalui sayap sebuah pesawat terbang dengan garis arus aliran udara. Jika kecepatan aliran udara yang melalui bagian yang lebih rendah adalah 100 m/s dan massa jenis udara 1,3 kg/m³, berapakah kecepatan udara pada sisi atas sayap untuk menghasilkan gaya angkat 1.300 N/m²pada setiap sayap?
Kunci Jawaban soalfluida
A. Pembahasan Pilihan ganda
2. d 8. d 14. a
4. b 10. d 16. e
6. e 12. a 18. a
B. Pembahasan Esai
2. 15 cm
4. 8 m/s