);

8 Contoh soal fluida dinamis dan pembahasannya

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 =
Q
A

→ v =
100 cm3/s
4 cm2
= 25 cm/s = 0,25 m/s

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
t
= A . v

→ 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
t
= A . v

→ 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).

Fluida dinamis
Contoh soal fluida dinamis nomor 8

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
h1 . h2

→ x1 = 2
2 cm . 6 cm

→ x1 = 2
12
cm
→ x2 = 2
h1 . h2

→ x2 = 2
6 cm . 2 cm

→ x2 = 2
12
cm

Jadi x1 : x2 = 2 12   : 2 12   = 1 : 1. Soal ini jawabannya E.


Contoh soal fluida dinamis nomor 8

Fluida dinamis
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 =
vo2 . sin 2α
g

→ 0,8  3   m =
vo2 . sin 2 . 60o
10 m/s2

→ 8 3   m2/s2 = vo2 .
1
2
 3  
→ 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.

You cannot copy content of this page