Contoh soal fluida dinamis nomor 1
Minyak mengalir melalui pipa berdiameter 8 cm dengan kecepatan 4 m/s. Kecepatan alir minyak adalah …m3/s.
A. 3,2π . 10-3
B. 6,4π . 10-3
C. 1,28π . 10-2
D. 2,54π . 10-2
E. 6,4π . 10-2
Pembahasan
Diketahui:
- A = πr2 = π (0,04 m)2 = 0,0016π m2
- v = 4 m/s
Cara menghitung kecepatan alir minyak (debit minyak) sebagai berikut.
- Q = A . v
- Q = 0,0016π m2 . 4 m/s = 0,0064 m3/s
- Q = 6,4 . 10-3 m3/s
Soal ini jawabannya B.
Contoh soal fluida dinamis nomor 2
Debit air yang keluar dari pipa yang luas penampangnya 4 cm2 sebesar 100 cm3/s. Kecepatan air yang keluar dari pipa tersebut adalah …
A. 25 m/s
B. 2,5 m/s
C. 0,25 m/s
D. 4 m/s
E. 0,4 m/s
Pembahasan
→ Q = A . v→ v =
→ v =
Soal ini jawabannya C.
Contoh soal fluida dinamis nomor 3
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
Pembahasan
Diketahui:
- A = 0,5 x 10-4 m2
- v = 1 m/s
- t = 5 menit = 300 s
Cara menghitung volume air dengan menggunakan rumus dibawah ini.
→→ V = A . v . t
→ V = 0,5 x 10-4 m2 . 1 m/s . 300 s = 0,015 m3
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal fluida dinamis nomor 4
Air mengalir dalam pipa dari penampang besar menuju ke penampang kecil dengan cepat aliran 10 cm/s. Jika luas penampang besar 200 cm2 dan luas penampang kecil 25 cm2, maka air keluar dari penampang kecil dengan kecepatan …
A. 10 cm/s
B. 22,5 cm/s
C. 80 cm/s
D. 200 cm/s
E. 400 cm/s
Pembahasan
Diketahui:
- A1 = 200 cm2
- A2 = 125 cm2
- v1 = 10 cm/s
Untuk mencari v2 dengan menggunakan rumus persamaan kontinuitas sebagai berikut.
- A1 . v1 = A2 . v2
- 200 cm2 . 10 cm/s = 25 cm2 . v2
- 2000 cm3/s = 25 cm2 . v2
- v2 = 2000/25 cm/s = 80 cm/s
Soal ini jawabannya C.
Contoh soal fluida dinamis nomor 5
Pipa besar luas penampangnya 5 cm2 ujungnya mempunyai kran luasnya 0,5 cm2. Kecepatan zat cair yang mengalir pada pipa yang besar 4 m/s. Dalam waktu 10 menit zat cair yang keluar dari kran adalah …
A. 0,02 m3
B. 2 m3
C. 0,12 m3
D. 1,2 m3
E. 12 m3
Pembahasan
Hitung dahulu kecepatan air pada kran (v2) dengan menggunakan rumus persamaan kontinuitas dibawah ini.
- A1 . v1 = A2 . v2
- 5 cm2 . 4 m/s = 0,5 cm2 . v2
- 20 cm2 m/s = 0,5 cm2 . v2
- v2 = 20/0,5 m/s = 40 m/s
Cara menghitung volume air yang keluar dari kran menggunakan rumus debit dibawah ini.
→→ V = A . v . t
→ V = 0,5 x 10-4 m2 . 40 m/s . 600 s = 1,2 m3
Soal ini jawabannya D.
Contoh soal fluida dinamis nomor 6
Sebuah bak berisi air setinggi 10 m, ternyata pada bagian bawah samping bocor. Jika g = 9,8 m/s2, maka kecepatan air yang keluar dari kebocoran tersebut adalah …
A. 14 cm/detik
B. 140 cm/detik
C. 1400 cm/detik
D. 140 m/detik
E. 14000 cm/detik
Pembahasan
- v = √ 2gh
- v = √ 2 . 9,8 . 10 m/s
- v = √ 196 m/s = 14 m/s
- v = 1400 cm/s
Soal ini jawabannya C.
Contoh soal fluida dinamis nomor 7
Fluida memancur melalui lubang kecil pada dinding bak (lihat gambar).
Perbandingan lokasi pancuran air mengenai tanah dari titik C untuk pancuran dari lubang A dan B yaitu x1 : x2 adalah …
A. 3 : 2
B. 2 : 3
C. 1 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Pembahasan
→ x1 = 2 √→ x1 = 2 √
→ x1 = 2 √
→ x2 = 2 √
→ x2 = 2 √
→ x2 = 2 √
Jadi x1 : x2 = 2 √ 12 : 2 √ 12 = 1 : 1. Soal ini jawabannya E.
Contoh soal fluida dinamis nomor 8
Pada bagian bawah sebuah tangki air terdapat lubang sehingga air memancar keluar membentuk sudut 60o seperti terlihat pada gambar. 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
Pembahasan
→ x =→ 0,8 √ 3 m =
→ 8 √ 3 m2/s2 = vo2 .
→ vo2 = 16 m2/s2
→ vo = √ 16 m/s = 4 m/s
Cara menghitung tinggi air dengan rumus dibawah ini.
- v = √ 2gh
- 2gh = v2
- 2 . 10 m/s2 . h = (4 m/s)2
- 20 m/s2 . h = 16 m2/s2
- h = 16/20 m = 0,8 m
- h = 80 cm
Soal ini jawabannya D.