Bab 7 Fluida Statis

download Bab 7 Fluida Statis

of 12

Transcript of Bab 7 Fluida Statis

;nis zat cair, maka bendam zat cair.

Jika massa jenis

h massa jenis zat catr, maka rwadah zatcair. Jika massa rjenis zat cair, maka benda:.

-ft9-- -:, 'loao' 'Seribu liter alkohol massanya 789 kg. Massa jenis alkohol tersebut. . . .

"'"

*. @fttrffi@ \

ffiftr* ffil

Pernyataan yang benar adalah . . .

.

aan dan Viskositas

(n

ran (Dr

A i C.

7890 zse

kg/mr D. 7,89 kg/m3 tglmr E. 0.789 kg/ml

A. l,2,dan3B.2,3,dan4

D. 2dan4

E. semua benar

78,9 kg/m3

cair adalah kecenderungan

ntuk menegang sehingga

nfu lapisan elastis.

FF d2lrgan permukaan, F adal* ran, dan d adalah panja4g LF bekerja. Satuan tegangn

setinggi l0 cm. Jika massa jenis kopi dianggap 1 gram/ cm3, maka radius dalam

cangkirtersebut....A.

'P)C.

2,80 cm 3,16 cm 4,00 cm

D.

E.

4,50 cm 5,20 cm

ukuran kekentalan fluidl kecilnya gesekan di dalm

,P+

"7.

Tiga buah wadah yang memiliki luas alas sama diisi air sampai ketinggian yang sama (lihat gambar). Besaran berikut ini: 1. tekanan total pada alas wadah, fg h* % 2. gaya total pada alas *u6u1l. Fgh A 3. tekanan hidrostatis. {'?h 4. gaya berat air. ./ Yang besarnya tidak sama untuk ketiga wadah

tersebutadalah....

A400 g

=6taqrvn viskositas yangIS-

dinyaff

fl700 g

v9 -^b670 g

A. l,2,dan 3 B. I dan 3 C. 2 dan4

D.

4 saja

E. l,2,dan4

Sebuah botol kosong memiliki massa 400 gram.

(2)

)tuhkan bebas dalam fiannya makin

Bila penuh berisi air, massanya 700 gram.Dan bila berisi cairan X, massanya 670 gram. Berapakah massa jenis cairan X tersebut . . . . A. 0,60 gram/cm3 D. 0,82 gram/cm3 B. 0,75 gram/cm3 E. 0,90 gram/cm3 C. 0,80 gram/cm3Tekanan hidrostatis disebabkan oleh . . . A. gaya adhesi F , guYu archimedes ,/ C. / eava sravitasi D. gaya apung E. gaya aksi-reaksi.

lkg(3)

u kecepatan

terbesar ar yang tetap ini di

ffi(4)

$(pr- p) --dArentuk bola dengan

Benda akan memberikan tekanan paling besar pada lantai sesuai gambar nomor . . . .

= + rf ,sehingga

A. B.28. A. B. C.

1

c.3ML_'ML_z

D.4 E.5

fsW @o-

p)

Persyaratan berikut mengenai tekanan oleh air di dalam gelas terhadap alas gelas: l. sebanding dengan massa jenis gild,a.r'r 2. sebanding luas alas gelas. >( -3. sebanding dengan tinggi air, "/ 4. berbanding terbalik dengan tinggi gelas. x

Tekanan memiliki rumus dimensi . . .

O vL-'t'E.ML_2T_3

.

MLT_'

t

'-a-JA) 'u

,v"d'--^.d\9"*''

*tc t'

::::::::=

il

9.

Fr = 750N

-

rJrTl

rr ttt't 1i7

(-\e

- -* Ft

/ 'F"Q+

.

4A

v

A. B. C.

Bila massa jenis air 1 gram/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 gram./cm3, selisih tinggi permukaan air dan minyak pada bejana adalah . . . .

A.B. C.

1cm 2cm 3cm

E.

D.

600 N/m2 1600 N/m2 2500 N/m2

4cm 5cm

@lmeA_.

dikA.-

:::::l:l#

:::'jl,:+

u;,r\

ffi

!,!l:.:n

Tekanan di dasar tabung yang diakibatkan oleh: i. beban,

ii.

oli.Ke dalam kaki kiri pipa-U (yang telah berisi air sebagian) dituangkan minyak

rikut ini memiliki luas ehntassa yang sama, kemudim 19.

b.

Tekanan total pada dinding Ar.

mpai ketinggian yang sama

J#h

Karton dalam gambar di atas tidak akan jatuh

sekuat apapun Anda meniupnya melaluilubang gelondong benang atau pipa. Mengapa Demikian? (Jarum pentul di tengah-tengah hanya untuk mencegah gerak ke samping dan tidak memberikan gaya apapun).15.

(p=0,8 gram/cm3)sampai ketinggiannya l0 cm. Hitung-

perbandingan tekanan pade p wadah tersebut?

lah jarak naiknya

Adakah bahayanya keadaan berikut ini ditinjausecara hidrodinamis? Dua perahu cepat yang bergerak pada arah yang sama saling berdampingan dan saling

rn masing-masing wadaha) ditimbang, apakah berd a besar? Jelaskan.

permukaan air pada kaki kananpipa seperti yangterlihat pada gambar di samping.20. Sepatu wanita ber-hak tinggi, pada masingmasing hak sepatu menerima beban kira-kira sebesar 5OVo dari berat tubuh saat dipakai berjalan. Dengan menganggap seorang wanita

a. b.

berdekatan.

Berdiri di tepi rel ketika keretamelewati rel tersebut.

cepat

ipis dipotong dalam bentuk

16. Tinggi kolom air raksa pada pipa barometer (pipa Tonicelli) adalah '16 cm. Jika air raksa diganti dengan air, hitunglah tinggi kolom airtersebut!

memiliki berat 530 newton,

ras. Sepotong kecil sabunL Jika kapal

a. b.

berapakah tekanan oleh sebuah hak sepatu pada lantai, jika luas alas hak 6,5 cm2 dan1,0 cm2?

ini diletakkan

Sejumlah air ditempat-

rak dalam arah sesuai arah n mengapa demikian!uhli

kan dalam wadah seperti pada gambar disamping. a. Tentukan besarnya gaya yang bekerja cm

Anda 40 kg dan sedangluas alas 100 cm2

kolam renang. Berapakah r? (Abaikan bagian tubuh nukaan air)

bandingkanlahjawaban adengantekanan di bawah sebuah kaki seekor gajah dewasa (massanya 3,7 ton) dengan anggapan diameter telapak kakinya 38 cm.

-.1-I

-- -ll.l)1

pada dasar oleh air.

wadah

21' Dongkrak hidrolik memiliki piston kecil dengandiameter 1,0 cm yang dipakai untuk menggerakkan piston besar berdiameter 5,4 cm. Jikaseseorang mampu memberikan gaya 180 newton pada piston kecil, berapakah berat beban yang

wadah penuh berisi air gkan pada neraca pegasfrar di samping). Akankah g ditunjukkan neraca pegasika:k gabus

yang diberikanb. c.

Tentukan berat air keseluruhan. Jelaskan, mengapa jawaban a dan b berbeda.

dapat diangkatnya menggunakan dongkraktersebut?

diletakkan ke darir tersebut? k gabus diganti denganr besi?

Sebuah tabung memiliki bentuk seperti pada gambar di bawah, dan

,,'

nenempel pada pakaian cara menutupi lapisan

diisi oli yang memiliki massa jenis 0,8 gram/ cm3. Luas penampangtabung vertikal (A,) =

Alat pengangkat secara hidrolik dipakai mengangkat mobil seberat 15 000 newton. Piston yang diperuntukkan mengangkat mobil memilikidiameter 36 cm. Berapakah tekanan udara yang diperlukan di dalam sistem pengangkat tesebut untuk menahan mobil tetap pada posisinya?

:rtas tissue, kemudian n setrika panas. prinsipterapkan?

x 10-'zm2 dan tabung mendatar (Ar) = + A,. Beban 10 newton3

diletakkan di atas piston

A,. Hitung:

23. Sebuah kompresor udara mampu memberikan tekanan sebesar 700 kPa ke dalam tangki alat pengangkat hidrolik. Piston besar untuk mengangkat mobil memiliki luas penampang 0,280 m2. Berapakah berat maksimum yangdapat diangkat?

."-rw ::':"-':::..::::::::::::::::::::::

i$isffi24. Alat pres secara hidrolik memiliki piston besar yang luas penampangnya 400 cm2 dan piston kecil 5,0 cnf. Tentukanlah gaya yang bekerja pada piston besarjika gaya sebesar 1500 newton dikerjakan pada piston kecil? 25. Air dari pipa saluran air yang memiliki tekanan 5,2 x lOs Pa digunakan untuk mengoperasikan alat pengangkat hidrolik di bengkel. Jika luas penampang piston pengangkat adalah O,l4 m2 dan efisiensi alatnya 9OVo,berapakah beban maksimum yang dapat diangkat? 26. Beberapa organisme ditemukan hidup di dalam lautan yang memiliki tekanan sebesar 1000 atmosfer. Berapakah kedalaman laut di tempat tersebut? Massa jenis air laut = 1,03 gram/cm3.

disingkirkan? (Diketahui massa jenis air laut =1,03 gram/ cm3). 33.

40.

Berapa m3 batang pd diperlukan untuk mer

Batang kaca massanya 625 gram ketikaditimbang di udara. Ketika ditimbang di dalam air, massanya 405 gram dan di dalam cairan x, massanya 432 gram. Hitung: a. massa jenis kaca,

mengangkut

memiliki massa 7O I kawat dipakai rrrnkpohon itu?

l0 u-r

i

b.

massa jenis cairan x.

41. Sebuahkubusterlihtr3O7o bagiantr!.a

mr

34. Sebuah botol kosong massanya 425 gram. Jika diisi air, massa totalnya menjadi 695 gram, dan bila diisi cairan r massa totalnya menjadi 720 gram. Tentukanlah massa jenis cairan xtersebut. 35. Sepotong kayu (p

Tentukanlah

-r.ssrF

42.

Potongan tongkafi &ry1 dengan 40 7c munculi persen bagan tsrgkr diapungkan dalamsi

= 0,8 gram/ cm3)

jenis metil alkohol =0

memiliki

massa

27. Sebongkah es mengapung di air laut yang massa jenisnya 1,025 gramlcm3. Berapa 7o volume es yang muncul dipermukaan air laut?

50 gram terlihatmengapung di air.

43. Sebuahbendal-arynn massanyam. dibendadalahw=mg(l_pJ

Tentukan massa

massa jenisnl'a lebih ln bahwa berat benda -

28. Balok besi (p =

l,8l

gram/ cm3) memiliki massa

sepotong besi(p = ll,4 graml crfi) yang harus digantungkan pada kayu supaya permukaan atas kayu ratadengan permukaan air. 36. Sepotong kayu memiliki ukuran panjang = 6,5 m, lebar = 0,2 m, dan tebal = 0,02 m, terapung di dalam air. Massa jenis kayu tersebut 0,6 graml cm3. Berapa volume sepotong besi yang diikatkan pada bagian bawah kayu supaya permukaan kayu tepat segaris dengan permukaan air?

2,35kg.Hitung: a. volume balok besi, b. berat balok itu jika ditimbang di dalamair.

44. Sepotongtembqa+p= massa 523 gram knfuseolah-olah massa4arl

ditimbang di dalmtersebut padat atalr

ei

brr

29. Kubus besi yang memiliki sisi 10 cm, mulamula ditimbang di udara kemudian di dalam air. Tentukanlah berapa besar kubus tersebut kehilangan beratnya di dalam air.30.

45. Jika tembaga pada n berongga, tentukml* 46. Cincin emas bermaile 4gram.Ketikaditidlseolah-olah 3,72 -erm_' tersebut. Massajenisa

Kubus yang terbuat dari kuningan (p 8,75 glcm3) memiliki sisi 15 cm, dimasukkan ke dalam air hingga permukaan atas kubusberada sejauh 135 cm di bawah permukaan air.

37. Sepotong logam memiliki massa 420 gram ketika ditimbang di dalam suatu cairan yang massa jenisnya 1,2 graml cm3. Jika massa jenis logam 7,8 gram/ cm3, tentukan volume logamtersebut. 38.

massa jenis intan ,15 g

Hitunglah:

a. b. c. d.

gaya pada permukaan atas kubus, gaya pada permukaan bawah kubus, berkurangnya berat kubus di dalam air, berat air yang dipindahkan.

Ketika seekorberuang kutubmelompat ke atas

47.

Mahkota seorang raja-

murni (p = 19,3 gram O,475kg. Ketikamahkdalam air, massanla0J

31. Perahu seorang nelayan memiliki berat 1.200

gunungan es di permukaan laut,ternyata badannya

tentukanlah apakah ma terbuat dari emas murn

newton. Berapakah volume air laut yangdipindahkan oleh perahu? Massa jenis air laut1,03 gram/cm3.

yang memiliki berat 190 kg cukup untukmembenamkan gunungan es tersebut. Dari data tersebut tentukanlah berat gunungan es itu.

48. Jika

(Volume air laut = volume perahu yang ada didalam air laut)

mahkota raja pad terbuat dari emas murni berat mahkota tersebut Kubus kayu (sisiterapung di

39. Berapakah luas minimal permukaan es yangtebalnya 30 cm dan terapung di air akan mampu menahan orang bermassa 70 kg yang berada

49.

32. Kapal selam menyingkirkan 1400 ton air laut ketika berada di kedalaman laut. Jika kapal berada di kedalaman air, berapa ton air yang

= lO airdalams ke dalam air diruang

di

atas es tersebut? Massa jenis es

= 0,92

gram/cm3.

gram/cm3) sampai perr bawah permukaan ams

ffietahui massa jenis air larfi=

1:..:::liltr::::::aiii;,'.

ry"Jll,'

-?a.

:{J.::::::::::1ii-

lirr

===.)f;J

=|l*l:::=

40. Berapa m3 batang pohon (p = 0,4 gram/cm3) diperlukan untuk membuat rakit yang mampu

tebal lapisan minYak,kubus.

b.

tekanan yang dialami oleh sisi alas

ssanya 625 gram ketilrr , Ketikaditimbang di delmn gram dan di dalam cairan-u,,u Hitung: H, iran r.rg massanya

mengangkut 10 orang yang masing-masing memiliki massa 70 kg, jika sebanyak 10 kg kawat dipakai untuk mengikat batang-batangpohon itu?41. Sebuah kubus terlihat mengapung di air dengan3OVo bagiannya

50.

t cm i0

t

muncul di permukaan air'

=art

t cm 10+

425 gram.

Jb

Tentukanlah massa jenis kubus.42. Potongan tongkat kayu terlihat terapung di air dengan 40 7o muncul di permukaan air' Berapa persen bagian tongkat yang akan muncul jika diapungkan dalam cairan metil alkohol? Massa jenis metil alkohol =0,79 gramlcm3. 43. Sebuah benda yang memiliki rapat massap serta massanya ze, dibenamkan ke dalam cairan yang massa jenisnya lebih kecil,4 (Po. P). Buktikan bahwa berat benda tersebut di dalam cairan itu adalah w = rftg (1

talnya menjadi 695 gran,r -r massa totalnya menjadi mlah massa jenis cairan -r Sepotong kayu

{p

Kubus kayu (sisi = 10 cm) mengapung di antara minyak oli dan air, dengan bagian bawahnya sedalam 2 cm tenggelam dalam air. Massa jenis oli = 0,6 gram/ cm3. Hitunglah: a. massa kubus,

memiliki

= 0,8 gram/

cm-'W

b.

tekanan yang dialami oleh permukaanbawah kubus.Sebuah balon diisi udara

massai

50 gram terlihm mengapung di air Tentukan massabesil ) yang harus digantunekm permukaan atas kayu ratlair.

51.

panas (P

=

1,11 kg/volume

sepotong

-p.)

m3). Berapakah

balon supaya daPatmengangkat seorang wanita yang memilikimassa 50 kg (abaikan massa balon dan massa wadah beban)? Massa jenis udara = 1,29 kglm3.

M. sepotong

temb aga (p =8,9 gram/ cm3) memiliki massa 523 gram ketika ditimbang di udara dan seolah-olah massanya sebesar 447 gram ketika

niliki ukuran panjang = 95l tebal = 0,02 m, terapung di nis kayu tersebut 0,6 gramlir

ditimbang di dalam air. Tentukanlah, tembagatersebut padat atau berongga.

sepotong besi yang

diikd-

mhkayu supayapermukamsngan pennukaan air?

45. Jika tembaga pada soal nomor 44 tetnyala berongga, tentukanlah volume rongganya'46. Cincin emas bermata intan memiliki massa 4 gram.Ketikaditimbang di dalam air massanya seolah-olah 3,7 2 gtam.Tentukanlah massa intan tersebut. Massa jenis emas 19,3 gram/cm3 danmassa jenis intan 3,5 gram/cm3.

52. Berapa tinggi air akan naik dalam pipa kapiler yang memiliki jari-jari 0,50 mm? 53. Minyak oli (p = 0,9 gram/cm') yang memiliki sudut kontak 24o terhadap kaca, naik setinggi 3,2 cmdalam pipa kaca kapiler. Diameter pipa 1,0 mm. Tentukan tegangan permukaan minyak

rcmiliki massa 420 gram i dalam suatu cairan yangram./ cmr. Jika massa jenis f, tentukan volume logam

47. Mahkota seorang taja, yang terbuat dari emas

oli tersebut.54.

Ketika seekorberuang kutubmelompat ke afas

= 19,3 gram/cm3), memiliki massa 0,47 5kg. Ketika mahkota tersebut ditimbang dimurni (pdalam air, massanya 0,437 kg. Dari data tersebut tentukanlah apakah mahkota tersebut memang terbuat dari emas murni.

gunungan es dipermukaan lautternyata badannln

rat 190 kg cukup untukmgan es tersebut. Dari dete rberat gunungan es itu-

48. Jika mahkota raja pada soal nomor 4l

benar

terbuat dari emas murni, berapakah seharusnya berat mahkota tersebut di dalam air?

rimal permukaan es yeng empngdi airakan mampomussa 70 kg yang berada ? Massa jenis es = 0.91

49.

Kubus kayu (sisi

= 10 cm' P = o'5 gram/cm3) dalam suatu wadah' Selanjutnya terapung di airke dalam air dituangkan minyak (p = 0,8gram/cm3) sampai permukaan minyak 4 cm di bawah permukaan atas kubus. Hitunglah:

Dua pelat kaca datar diletakkan vertikal pada jarak 0,8 mm satu sama lain, dan salah satu ujung kedua plat dimasukkan ke dalamalkohol (p=0,'19 gram/cm3; T=22,3 dyne/cm). Berapakah tinggi naiknya alkohol di antara kedua plat kaca? Anggap sudut kontak antara alkohol dan kaca adalah nol dan percepatan gravitasi bumi: g = 9,8 m/s2.

56.

Air

dapat naik setinggi h dalam suatu kapiler. Bila pipa tersebut dimasukkan ke dalam air sehingga panjang yang dipermukaan air hanya l, apakah akan mancur atau tidak? Jelaskan.

55.

Dua pelat kaca vertikal berjarak 1,0 mm safu sama lainnya, salah satu ujung kedua plat dimasukkan ke dalam air (0 = 0). Ternyata air naik setinggi I,44 cmdi antarakedua platkaca.Tentukanlah tegangan permukaan air.

57. Anggaplah diameter pembuluh pohon dan naiknya cafuanlgetah pohon sepe dikarenakan sifat kapiler, dengan sudut antara cairan dan dinding pembuluh 45o, serta tegangan permukaan cairan N/m. Berapakah radius terbesar pembuluh pohon yang tingginya 20 meter? Massa jcairan pohon dianggap sama dengan air.

A.

a. Aliran fluida(steady).

Ciri-ciri Fluida Idealmeru1

b. Aliran fluida(inc ompres s ibte) massa

tal Iike

tidak mengalami pen

c. d. B. 1.

jenis kerika fr ffuida dikatakan mk r Aliran fluida merud (non viscows).

Aliran fluida mempal (streamline).

PersamaanKontinuihsDebit (O)

yang mengalir melalui suafirdalam satuan waktu tertentu-

Debit adalah besaran yang metryz

F

o=! IMisalkansej

umlah

fl

uida nrelern

seluas A dan setelah selang wakrn

Z. Volume fluida adalah V AI-x = v/, sehingga debit dapat diny:*

e

o=M-Ah\IlSatuan SI untuk debit adalah m"ils

2.

PersamaanKontinuitas

Jika suatu ffuida mengalir dengaaamassa fluida yang masuk ke sald haruslah sama dengan massa

ft