10 Soal & Pembahasan Fluida Dinamis (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda - Cuntorio

 

Bab fluida dinamis mencakup beberapa bahasan, seperti debit fluida, pipa U, pipa venturi, tabung pitot, dan kebocoran pipa. Berikut soal latihan dan pembahasan pada fluida dinamis yang dapat dipelajari sebelum ujian.

 

Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Fluida Statis (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

 

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

1. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!

   (1) Kecepatan fluida di A > B

   (2) Kecepatan fluida di A = B

   (3) Debit di A > B

   (4) Debit di A = B

Jika fluida ideal mengalir seperti pada gambar, maka  pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor . . .

   A. 1 dan 2

   B. 1 dan 3

   C. 2 dan 4

   D. 1 saja

   E. 4 saja

Pembahasan :

Kecepatan fluida akan semakin besar di penampang yang lebih kecil. Volume, massa, dan debit air per detik adalah sama besar pada luas penampang di titik manapun selama masih satu aliran. Jawaban E

 

2. Pipa air berdiameter 5 inci disambung dengan pipa air berdiameter 3 inci. Jika kecepatan air dalam pipa 3 inci adalah 7,5 m/s, maka kecepatan aliran air dalam pipa 5 inci adalah . . .

    A. 2,70 m/s

   B. 4,50 m/s

   C. 12,5 m/s

   D. 20,8 m/s

   E. 25,0 m/s

Pembahasan :

A₁.v₁ = A₂.v₂

5.v₁ = 3.(7,5)

v₁ = 4,50 m/s

 

*Adakalanya kita tidak perlu mengubah satuan ke SI jika memang pada persamaan perkalian ruas kiri-kanan terdapat besaran yang sama. Kita tinggal mencoretnya dan hilang. Pastikan ruas kiri-kanan habis. Misal, 5 inci/3 inci = 5/3 tanpa satuan.

Jawaban B.

 

3. Zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar berikut. Luas penampang 1 dan 2 berturut-turut adalah 10 cm² dan 4 cm². Jika laju zat cair di penampang 2 adalah 4 m/s, maka besar v₁ adalah . . .

   A. 0,6 m/s

   B. 1,0 m/s

   C. 1,6 m/s

   D. 2,0 m/s

   E. 2,4 m/s

Pembahasan :

A₁.v₁ = A₂.v₂

10(v₁) = 4(4)

v₁ = 1,6 m/s

Jawaban D.

 

4. Timba diisi air yang mengalir dari sebuah pipa paralon dengan luas penampang 8 cm² dan kecepatan aliran 6 m/s. Volume air dalam timba setelah diisi selama 2 menit (120 s) adalah . . .

   A. 120 liter

   B. 136 liter

   C. 338 liter

   D. 467 liter

   E. 567 liter

Pembahasan :

Q = Av

Q = (8 x 10^-4)(6)

Q = 48 x 10^-4 m³/s

 

Q = V/t

V = Qt

V = (48 x 10^-4)(120) = 576 x 10^-3 m³ = 576 dm³ = 576 liter

Jawaban E.

 

5. Bak kosong dengan volume 1 m³  diisi air dari kran yang memiliki luas penampang 2 cm² dengan kecepatan aliran 10 m/s. Bak tersebut akan terisi penuh dalam waktu . . .

   A. 250 sekon

  B. 500 sekon

   C. 600 sekon

   D. 750 sekon

   E. 800 sekon

Pembahasan :

Q = Av

Q = (2 x 10^-4)(10)

Q = 2 x 10^-3 m³/s

 

Q = V/t

t = V/Q

t = (1)/( 2 x 10^-3 m³/s) = 0,5 x 10³ s = 500 s

Jawaban B.

 

6. Zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar berikut.

Jika luas penampang A₁ = 8 cm², A₂ = 2 cm², dan laju zat cair di penampang 2 sebesar 2 m/s, maka besar v₁ adalah . . .

   A. 0,5 m/s

   B. 1,0 m/s

   C. 1,5 m/s

   D. 2,0 m/s

   E. 2,5 m/s

Pembahasan :

A₁.v₁ = A₂.v₂

(8).v₁ = (2).(2)

v₁ = 0,5 m/s

Jawaban A.

 

7. Gambar berikut menunjukkan air yang mengalir melalui pipa dengan luas penampang berbeda.

Kecepatan air bermassa jenis 1000 kg/m³ yang mengalir melalui pipa A adalah 6 m/s. Jika tekanan pada penampang A sama dengan tekanan pada penampang B dan g = 10 m/s², maka besar kecepatan air yang melalui pipa B adalah . . .

   A. 2,5 m/s

   B. 3,5 m/s

   C. 5,0 m/s

   D. 6,0 m/s

   E. 7,0 m/s

Pembahasan :

P₁-P₂ = (1/2) (ρ)(v₂²-v₁²) + ρgΔy

P-P = (1/2) (1000)(v₂²-(6)²) + 1000.10.(1,25-0,7)

0 =500(v₂²-36) + 10000.(0,55)

0 =500v₂²-18000 + 5500

500v₂² = 12500

v₂² = 25

v₂ = 5

Jawaban C.

 

8. Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah tangki yang sangat besar. Kecepatan aliran di titik 1 diabaikan, serta titik 1 dan 2 horisontal. Jika perbedaan tekanan pada kedua titik sebesar 2 x 10⁵ N/m², maka laju air di titik 2 adalah . . .

   A. 5 m/s

   B. 10 m/s

   C. 15 m/s

   D. 20 m/s

   E. 25 m/s

Pembahasan :

P₁-P₂ = (1/2) (ρ)(v₂²-v₁²) + ρgΔy

2 x 10⁵ = (1/2) (1000)(v₂²-0) + ρg(0)

2 x 10⁵ = 500v₂²

v₂² = 2 x 10⁵/5 x 10²

v₂² = 400

v₂ = 20

Jawaban D.

 

9. Dari gambar dibawah A₁ = 10 cm², A₂ = 2 cm². Jika kelajuan air pada pipa kecil 6 m/s, tekanan air di pipa kecil 200 kPa, maka tekanan air di pipa besar adalah . . .

   A. 1,20 x 10⁵ Pa

   B. 1,83 x 10⁵ Pa

   C. 2,20 x 10⁵ Pa

   D. 2,50 x 10⁵ Pa

   E. 3,10 x 10⁵ Pa

Pembahasan :

*Mencari nilai v₁

A₁.v₁ = A₂.v₂

(10).v₁ = (2)(6)

v₁ = 1,2

 

*Mencari nilai P₁

P₁-P₂ = (1/2) (ρ)(v₂²-v₁²) + ρgΔy

P₁-(200 x 10³) = (1/2) (1000)(6²-(1,2)²) + ρg(0)

P₁-(200 x 10³) = (500)(36-1,44)

P₁-(200 x 10³) = (500)(34,56)

P₁-(200 x 10³) = 17280

P₁= 17280 + 200000

P₁= 217280 Pa= 2,17 x 10⁵ Pa= 2,20 x 10⁵ Pa

Jawaban A.

 

10. Di dalam pipa mendatar yang memiliki penampang 10 cm², air mengalir dengan debit 10 cm³/s saat tekanan 2 dyne/cm². Tekanan air pada pipa yang penampangnya 5 cm² adalah . . .

   A. 0,5 dyne/cm²

   B. 1,5 dyne/cm²

   C. 2,5 dyne/cm²

   D. 3,0 dyne/cm²

   E. 3,5 dyne/cm²

Pembahasan :

*Mencari nilai v₁ dan v₁, jika Q₁ = Q₂ diketahui

Q₁ = A₁.v₁

10 = (10).v₁

v₁ = 1 cm/s

 

Q₂ = A₂.v₂

10 = (5).v₂

v₂ = 2 cm/s

 

*Tekanan P₂, ρair = 1000 kg/m³ = 1 gr/cm³

P₁-P₂ = (1/2) (ρ)(v₂²-v₁²) + ρgΔy

2-P₂ = (1/2) (1)(2²-1²) + ρg(0)

2-P₂ =0,5(4-1)

2-P₂ = 1,5

P₂ = 0,5 dyne/cm³

Jawaban A.

 

Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Fluida Dinamis (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda

 

Itulah 10 soal dan pembahasan fluida dinamis seperti debit fluida, pipa U, pipa venturi, tabung pitot, dan kebocoran pipa. Klik selanjutnya untuk soal dan pembahasan lainnya.