SOAL FISIKA BAB FLUIDA
1. Sebuah pompahidrolik dengan jari-jari pengisap kecil dan besar masing-masing 5cm dan 40cm. Jika pada penghisap kecil diberi gaya 200 N, gaya yang dihasilkan pada penghisap besar adalah…..
a. 12. 900 N
b. 12. 800 N
c. 6.400 N
d. 7. 500 N
e. 8. 000 N
2. Batang jarum yang panjangnya 5 cm diletakkan perlahan – lahan diatas permukaan air. Apabila tegangan permukaan air 7 x 10-2 N / m2, besar gaya pada permukaan tersebut adalah …
a. 33 . 10-3 N
b. 25 . 10-3 N
c. 35 . 10-4 N
d. 70 . 10-5 N
e. 36 . 10-6 N
3. Sebatang pipa kapiler dengan panjang jari – jari penampang 1 mm dicelupkan tegak lurus ke dalam air ( ℓ air = 103 kg / m3). Jika tegangan permukaan air 0,07 N/M, sudut kontak 370 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka kenaikan air dalam pipa kapiler tersebut adalah…….
a. 1,12 x 10-3 M
b. 1,24 x 10-3 M
c. 1,36 x 10-3 M
d. 0,6 x 10-2 M
e. 0,3 x 10-2 M
4. Sebuah pipa yang lurus mempunyai dua macam penampang, masing-masing luasnya 200 mm2 dan 100 mm2. pipa tersebut diletakkan horizontal dan air mengalir dari penampang besar ke penampang kecil. Jika kecepatan arus pada penampang besar 2m/5, maka kecepatan arus pada penampang kecil adalah…………..
a. 2 m/5
b. 4 m/5
c. 8 m/5
d. 12 m/5
e. 20 m/5
5. Udara (ρ = 1,3 kg/m3) dialirkan ke dalam tabung pitot hingga perbedaan tinggi permukaan raksa pada manometer 2,6 cm. (ρ1 = 13,6 9/ cm3). Jika g = 980 cm/s2 maka kecepatan aliran udara dalam tabung pitot tersebut adalah……..
a. 7,6 x 103 cm / s d. 6,5 x 103 cm / s
b. 8,0 x 103 cm / s e. 7,3 x 103 cm / s
c. 10,8 x 103 cm / s
6. Tekanan Hidrostatik yang dialami suatu titik bergantung pada hal – hal berikut :
1. Kedalaman 2. Tekanan Udara Luar
3. Percepatan gravitasi 4. Luas permukaan
Pernyataan – pernyataan yang benar adalah ……..
a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja
b. 1 dan 3 e. semua benar
c. 2 dan 4
7. Fluida Ideal adalah fluida :
1. Tidak kompressibel
2. Mengalir tanpa gesekan
3. Alirannya stasioner
4. Mengalir mengalami gesekan
Pernyataan fluida ideal yang benar adalah …………
a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja
b. 1 dan 3 e. semua benar
c. 2 dan 4
8. Berikut ini adalah hukum – hukum yang berlaku dalam ilmu Fisika :
1. Hukum Stokes 3. Hukum Archimedes
2. Hukum Bernoulli 4. Hukum Pascal
Pada alat pompa hidrolik, cara kerjanya menggunakan dasar ………….
a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja
b. 1 dan 3 e. semua benar
c. 2 dan 4
9. Berikut ini adalah alat – alat yang digunakan dalam kehidupan sehari – hari :
1. Pompa hidrolik 3. Alat penyemprot parfum
2. Balon udara 4. Kapal laut
Alat yang merupakan penerapan dari hukum Archimedes adalah ………..
a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja
b. 1 dan 3 e. semua benar
c. 2 dan 4
10. 1 Gaya angkat mesin pesawat yang kuat
2. Berat pesawat lebih kecil daripada berat udara
3. Massa jenis pesawat lebih kecil daripada massa jenis udara
4. Perbedaan tekanan dari aliran udara
Pernyataan yang benar tentang penyebab sebuah pesawat dapat terbang adalah …
a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja
b. 1 dan 3 e. semua benar
c. 2 dan 4
11. Sebuah pipa U mula – mula berisi air (ρ air = 10 3 kg / m3 ), kemudian pada salah satu kakinya diisi minyak setinggi 10 cm hingga selisih permukaan air pada kedua kaki 8 cm. Berapa massa jenis minyak ?
12. Sebuah patung kuno memiliki massa 80 kg tergeletak didasar laut. Jika volume patung 4,0 x 104 cm3 , Berapa gaya yang diperlukan untuk mengangkat patung tersebut jika massa jenis air laut 1,025 kg/m3 dan g = 9,8 m/s2 ?
13. Sebuah pipa silindris diletakkan mendatar. Diameter A = 4 cm, diameter B = 2 cm. Jika kecepatan air di A = 3 m/s dan tekanannya 105 N / m2 , Tentukan kecepatan aliran dan tekanan di B ! (ρ air = 1000 kg / m3 )
14. Sebuah bak berbentuk silinder memiliki luas penampang yang luas dan berisi penuh dengan air. Tinggi silinder tersebut 145 cm. Pada ketinggian 125 cm dari dasar bak dibuat lubang sempoit untuk mengalirkan air. Jika g = 10 m / s2, Tentukan :
a. Besarnya kecepatan aliran air melalui lubang tersebut !
b. Jarak pancaran yang pertama kali jatuh ke permukaan lantai diukur dari dinding silinder secara mendatar !
15. Sebuah bola baja massa jenisnya 8000 kg / m3 dijatuhkan ke dalam gliserin yang massa jenisnya 1300 kg/m3 . Bola tersebut telah bergerak beraturan ( mencapai kecepatan maksimum ), menempuh jarak 20 cm dalam waktu 5 sekon. Jika jari – jarii bola 1,5 mm. Percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2, berapa kali koefisien viskositas gliserin ?
LEMBAR PENYELESAIAN SOAL FISIKA BAB FLUIDA
1. Diketahui : r1 = 5 cm
r2 = 40 cm
F1 = 200 N
Ditanya : F2 ……?
Jawab : r1 = 5 cm → A1 = r12
A1 = x 52 = 25 cm2
r2 = 40 cm → A2 = r22
A2 = x 40 2 = 1600 cm2
→ F2 = x F1
= x 200 = 12.800 N
Jadi, gaya yang dihasilkan pada penghisap yang besar adalah 12.800 N
2. Diketahui : l = 5 cm = 5 x 102 m
= 7 x 10-2 N / m
Ditanya : F ……?
Jawab : =
F = l
= 7 x 10 -2 x 5 x 10-2 = 35 x 10-4 N
Jadi, gaya pada permukaan tersebut adalah 35 x 10-4
3. Diketahui : r = 1 mm = 10-3 m
= 103 kg / m3
= 0,07 N / m
= 370
g = 10 m/s 2
Ditanya : h ……?
Jawab : h =
= m
Jadi, kenaikan air dalam pipa kapiler adalah 1,12 x c10-3 m
4. Diketahui : A1 = 200 mm2
A2 = 100 mm2
V1 = 2 m/s
5. Diketahui : p = 1,3 kg / m3 = 1,3 x 10-3 g / cm3
h = 2,6 cm
P1 = 13,6 g / cm3
g = 980 cm /s3
Ditanya : V…….. ?
Jawab :
V =
=
= = 7,3 x 103 cm/s
Jadi, kecepatan aliran udara dalam tabung pitot adalah 7,3 x 103 cm/s
6. Tekanan Hidrostatik adalah besarnya gaya tekan zat cair dalam keadaan dram (statis) yang dialami oleh alas bejana tiap satuan luas.
=
Besarnya gaya F dalam hal ini adalah berat zat cair, maka
= =
Jadi besarnya tekanan hidrostatik dipengaruhi oleh :
h = kedalaman zat cair
g = percepatan gravitasi
= massa jenis zat cair
7. Fluida ideal adalah fluida yang tidak kompressibel ( tidak mengalami perubahan volume karena tekanan ), mengalir tanpa gesekan, baik dari lapisan fluida di sekitarnya, maupun dari dinding tempat yang dilaluinya dan alirannya stasioner ( partikel – partikel yang menhgalir mengikuti garis alir ).
8. Pompa hidrolik merupakan alat berupa bejana tertuitup yang dilengkapi dengan dua buah pengisap yang luas penampangnya berbeda, masing – masing luasnya A1 dan A2 ( A1 < A2 ). Pada gaya F1, tekanan diteruskan oleh zat cair lewat pipa penghubung ke pengisap A2, mdengan gaya F2 yang memberikan tekanan . Prinsip kerja alat ini sesuai dengan bunyi Hukum Pascalyang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah.
9. Penerapan Hkum Archimedes dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari misalnya pada kapal laut, galangan kapal, balon udara dan hidrometer.
●Kapal laut yang terbuat dari baja dapat mengapung. Hal ini disebabkan berat kapal sama dengan gaya ke atas air.
●Untuk menaikan balon, balon gas diisi gas yang massa jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis gas
10. gaya angkat pesawat terbang dapat dijelaskan dengan menerapkan Hukum Bernoulli. Pada bagian sayap tidak ada pemampatan garis arus. Udara di bagian atas bergerak lebih cepat dari pada udara bagian bawah sayap pesawat. Perbedaan kecepatan itu mengakibatkan timbulnya perbedaan tekanan di kedua sisi sayap. Selisih tekanan antara sisi atas dan bawah sayap itulah yang menimbulkan gaya angkat pada sayap. Semakin besar selisih tekanan udara antara kedua sisi itu semakin besar gaya angkat yang dihasilkan.
11. Diketahui : = 103 kg/m3
h1 = 10 cm
h2 = 8 cm
Ditanya :
Jawab :
Jadi massa jenis minyak adalah 8x 102 kg/m3
12. Diketahui : m = 80 kg
V = 4,0 x 104 cm = 4,0 x 10-2 m3
= 1.025 kg / m3
Ditanya : gaya untuk mengangkat patung F …?
Jawab : * Gaya angkat air ke atas
FA = V g
= 1.025 x 4,0 x 10-2 x 9,8
= 402 N
* Berat patung
W Patung = m g
= 80 x 9,8
= 784 N
* Gaya untuk mengangkat ke atas adalah
F = W Patung - FA
= 784 – 402
= 382 N
Jadi untuk mengangkat patung tersebut diperlukan gaya sebesar 382 N. Massa patung tersebut didalam air seolah – olah tinggal = = 39 kg
13. Diketahui : dA = 4 cm = 4 10-2 m
dB = 2 cm = 2 x 10-2 m
VA = 3 m/s
= 105 N /m2
air = 1.000 kg / m3
Ditanya : a) VB ......?
b) PB ……?
Jawab : a) AA VA = AB VB
dA2 VA = dB2 VB
( 4x10-2 )2 x 3 = (2 x 10-2)2 x VB
16 x 10-4 x 3 = 4 x 10-4 x VB
VB = 12 m/s
Mengunakan persamaan Bernoulli
PA + 2 = PB + 2
105 + x 1000 x 9 = PB + x 1000 x 144
PB = 105 – 67.500
= 3,25 x 104 N / M2
Jadi, kecepatan aliran di B adalah 12 m/s dan tekanan di B adalah 3,25 x 104 N/M2
14. Diketahui : h1 = 145 cm = 1,45 m
h2 = 125 cm = 1,25 m
Ditanya : a VB …….?
b Jarak pancaran……?
Jawab :
a). VB =
=
=
= 2 m/s
Jadi kecepatan aliran melalui lubang tersebut adalah 2 m/s
b) Untuk mencari jarak (x), kita cari terlebih dahulu t
t =
= = 0,5 sekon
x = VB.t
= 2 x 0,5 = 1 m
= 100 cm
Jadi, jarak pancaran yang pertama kali jatuh adalah 100 cm
15. Diketahui : P1 = 8.000 kg/m 3
P = 1300 kg/m 3
S = 20 cm = 2 x 10-1 m
t = 5 sekon
r = 1,5 mm = 1,5 x 10-3
g = 9,8 m/s2
Ditanya : Koefisien Viskositas gliserin (µ)…..?
Jawab :
V = = 4 x 10-2 m/s
µ = (P1 – P)
= x x 6700
= 82, 75 x 10-2
= 8, 2075 x 10-1 Ns/m2
Jadi koefisien viskositas gliserin adalah 8, 2075 x 10-1 Ns/m2
KUNCI JAWABAN FISIKA BAB FLUIDA
- B
- C
- A
- B
- E
- B
- A
- D
- C
- D
- 8 x 102 kg / m3
- 382 N
- a) VB = 12 m/s
b) VB = 3,25 x 104 N/m2
- a) VB = 2 m/s
b) Jarak = 100 cm
15. µ = 8, 2075 x 10-1 Ns / m2
tugas fisika
soal – soal fluida ( statis dan dinamis )
dan
teori kinetik gas
disusun Oleh :
Nama : intan cahyanti.s
absen : 13
kelas : xi-ipa 3
sma negeri 2 pasuruan
tahun ajaran 2010-2011
