BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI...
Transcript of BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI...
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Fluida StatisTekanan HidrostatisHukum PascalBejana BerhubunganHukum ArchimedesKapilaritasViskositasKecepatan Terminal
Fluida DinamisPersamaan KontinuiatasHukum Bernoulli
Latihan Soal
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Tekanan Fluida adalah zat yang dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida yang dalam keadaan
diam disebut fluida statis Tekanan merupakan gaya yang diterima suatu bidang dengan luasan tertentu, besarnya
sebanding dengan gaya tekan dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan Satuan tekanan adalah Pascal yang diambil dari nama Blaise Pascal
P = FA
1 Pa = 1 N/m2
1 atm = 76 cmHg1 torr = 1 mmHg
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Ph = ρ0 g h
Tekanan Hidrostatis Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya
dan hanya bergantung pada berat-nya sendiri Gaya yang bekerja pada dasar bejana tidak bergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat
cair dalam bejana, tetapi bergantung pada luas dasar bejana, tinggi, dan massa jenis zatcair dalam bejana
Ph = tekanan hidrostatis (Pa) ρ = massa jenis zat cair ( kg/m3) g = percepatan gravitasi(m/s2) h = ketinggian air dalam bejana (m)
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
P = P₀ + ρ g h
Tekanan Mutlak Tekanan mutlak adalah tekanan yang dialami oleh zat cair pada kedalaman h yang
merupakan jumlah dari tekanan pada permukaan zat cair dengan tekanan hidrostatis padakedalaman h
P = tekanan mutlak (Pa) Po = tekanan atmosfer (Pa)ρ = massa jenis zat cair ( kg/m3) g = percepatan gravitasi(m/s2) h = ketinggian air dalam bejana (m)
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
P1 = P2
Hukum Pascal Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup
akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata
𝐅𝟏
𝐀𝟏=𝐅𝟐
𝐀𝟐
Bejana berhubungan
ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Hukum Archimedes Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mendapat gaya angkat
ke atas oleh zat cair, yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan Makin besar volume zat cair yang dicelupkan ke dalam zat cair, makin besar gaya ke atas yang
dialami oleh benda itu. Besar gaya ke atas ini disebut gaya apung
FA = Wu - WaFA = gaya ke atas dialami benda (N) Wu = berat benda di udara (N) Wa = berat benda di air (N)
FA = ρf Vb g ρf = massa jenis fluidaVb = volume benda yang tercelup
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Tiga keadaan benda dalam zat cair Terapung
Berat benda yang mengapung dalam zat air sama dengan berat zat cair yang adesak oleh benda, sehingga gaya keatas yang dialami benda lebih besar daripada berat benda
Pada kasus terapung, volume benda yang tercelup dalam zat cair lebih kecil daripada volume benda seluruhnya
FA > Wbendaρbenda < ρzatcair
Vbt = volume benda yang tercelupVb = volume benda
Bagian benda yang tercelup
Vbt = ρ bendaρ zatcair Vb
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Melayang Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair dan seluruh bagian benda itu berada di dalam zat cair,
maka gaya ke atas yang dialami benda akan sama dengan berat benda
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Tenggelam Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair zan seluruh bagian benda itu berada di dasar bejana,
maka gaya ke atas yang dialami benda lebih kecil daripada berat benda
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Tegangan Permukaan Tegangan permukaan adalah besar gaya yang dialami permukaan zat cair per satuan panjang atau kecenderungan
permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya ditutupi oleh lapisan elastis
γ = FL
y = kenaikan/penurunan zat cair dalam Pipa (m)γ = tegangan permukaan (N/m)θ = sudut kontakρ = massa jenis zat cair (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) r = jari-jari tabung kapiler (m)
Kapilaritas Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya zat cair dalam tabung kapiler yang dimasukkan sebagian ke
dalam zat cair karena pengaruh adhesi dan kohesi
y = 𝟐γ cos Ɵ
ρ g r
γ= tegangan permukaan (N/m) F = gaya yang bekerja (N) L = panjang (m)
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Viskositas Viskositas adalah ukuran kekentalan fluida yang menyatakan gesekan dalam fluida. Pada
fluida ideal, viskositasnya nol sehingga benda yang bergerak dalam fluida ideal tidakmengalami gesekan.
Ketika benda bergerak dengan suatu kela-juan maka gerak benda akan dihambat oleh gayagesekan fluida pada benda itu
F = gaya gesek (N)η = koefisien viskositas (kg/ms)r = jari-jari bola (m)v = kecepatan bola dalam fluida (m/s)
F = 6 π r η v
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Kecepatan Terminal Kecepatan terminal adalah kecepatan yang dialami oleh benda yang dijatuhkan bebas dalam suatu
fluida kental, yang besarnya akan makin membesar sampai mencapai kecepatan terbesar yang tetap
vT = kecepatan terminal (m/s)
ρb = Massa jenis benda (kg/m3)
ρf = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)vT = 2 r2 g (ρb – ρf)
9 η
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Gambar di bawah ini melukiskan dua buah tabung berisi zat cair :
Dua tabung yang besarnya sama berisi zat cair penuh, perbandingan massa jenis zatcair dalam tabung A dengan tabung B = 4 : 5. Maka titik pada tabung I yangmempunyai tekanan sama besar dengan tekanan titik P pada tabung II adalah…
A. K D. N
B. L E. O
C. M
Contoh Soal 01 – Tekanan Hidrostatis
Jawaban : C
10cm40400
Pembahasan :Prinsipnya adalah tekanan hidrostatik kedua tabung adalah sama : PA = PBA.g.hA = B.g.hB4.10.hA = 5.10.8 hA =Titik hA adalah 8 cm dari permukaan yaitu titik M
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Selisih tekanan hidrostatik darah diantara otak dan telapak kaki seseorang yang tinggi badannya 165cm adalah…(anggapmassa jenis darah 1,0.103 kg/m3 dan g=10 m/s2)
A. 1,65.102 N/m2 D. 0,83.104 N/m3
B. 1,65.103 N/m2 E. 0,83.103 N/m2
C. 1,65.104 N/m2
Contoh Soal 02 – Tekanan Hidrostatis
Pembahasan :Tekanan hidrostatik di otak dan telapak kaki adalah :P = .g.h = 1.000x10x1,65
= 1,65.104 N/m2
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Raksa pada bejana berhubungan mempunyai selisih permukaan 2cm (massa jenis =13,6 g.cm-3). Kaki sebelah kiri berisizat cair yang tingginya 25 cm, berarti massa jenis zat cair itu adalah..
A. 800 kg/m3 D. 1.300 kg/m3
B. 1.030 kg/m3 E. 1.360 kg/m3
C. 1088 kg/m3
Contoh Soal 03 – Hukum Pascal
Pembahasan :Tekanan di kedua ujung pipa adalah sama, Praksa = Pcairan, sehinggaraksa.g.Vraksa = cair.g.Vcair13600.10.0,02 = cair.10.0,25
Jadi, massa jenis cairan tersebut adalah 1.088 kg/m3
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah pompa hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil yang beratnya 12000N. Gaya diameter penghisap kecil 6cm,dan gaya yang diperlukan untuk menekan penghisap kecil 13N, berapakah diameter penghisap besar pada pompa itu…
A. 0,9 m B. 1,8 m C. 2,4 m D. 2,7 m E. 3,6 m
Contoh Soal 04 – Hukum Pascal
Pembahasan :F1 = 13N, F2 = 12.000N, d1= 6 cm.Diameter penghisap besar pada pompa adalah :
1
2
1
22 .F
dd
F
.d1F1F2
d2 m 1,8 ~ cm 182,292 x613
12.000
Jawaban : B
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Berat sebuah benda di udara 5N. Apabila ditimbang dalam minyak tanah (massa jenis 0,8 g/cm3) beratnya 3,4 N. Jika g= 9,8 m/s2, massa jenis benda adalah ….
A. 800 kg.m-3 D. 1.700 kg.m-3
B. 1.000 kg.m-3 E. 2.500 kg.m-3
C. 1.500 kg.m-3
Contoh Soal 05 – Hukum Archimedes
Pembahasan :Hukum Archimedes, benda ditimbang di air wf = wu – FA, berat
semu 3,4N dan berat di udara 5N.3,4 = 5 - f.g.VbWf = f.g.Vb b =
Jadi, massa jenis benda adalah 1.700 kg/ms3
b
f
g.vw
409,8x2,04.13,4
31.700kgm
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Persamaan Kontinuitas Debit air adalah volume fluida yang dipindahkan tiap satuan waktu atau besaran yang
menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu Pada aliran fluida yang tunak, massa fluida yang masuk ke salah satu ujung pipa sama dengan
fluida yang keluar pada ujung pipa yang lain selama selang waktu yang sama
Debit = Volume Fluidawaktu
Q = Vt = A . v
A = luas penampang (m2)v = kecepatan fluida (m/s)
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Persamaan Kontinuitas Pada fluida tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan fluida dan luas penampang
selalu konstan
Q1 = Q2
A1 . v1 = A2 . v2
Q = debit air (m3/s) A = luas penampang (m2) v = kecepatan aliran (m/s)
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Hukum Bernoulli Persamaan Bernoulli menunjukkan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume dan
energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatugaris lurus
P1 + 𝟏𝟐ρ 𝒗𝟏
𝟐 = P2 + 𝟏𝟐ρ 𝒗𝟐
𝟐
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah pipa luas penampangnya berbeda di satu ujung dengan ujung lainnya. Jika ujung 1 dialiri tekanan air 67.104 Padan kecepatan air 3 m/s, dan ujung 2 dialiri air dengan kecepatan 15 m/s, tekanan di ujung 2 adalah….A. 63,35.104 Pa D. 47,18.104 PaB. 59,25.104 Pa E. 44,12.104 PaC. 56,20.104 Pa
Contoh Soal 01– Hukum Bernoulli
Pembahasan :Dik : P1 = 67.104 Pa, v1= 3 m/s, v2 = 15 m/s, g = 9,8 m/s2, air = 1000 kg/m3
Tekanan terhadap ujung pipa kedua :P1 + ½ v1
2 + .g.h1 = P2 + ½ v22 + .g.h2 (karena datar maka h1=h2=h)
P1 + ½ v12 = P2 + ½ v2
2
P2 = P1 + ½ (v12 –v2
2) = 67.104 + ½ x 1000 x 9 x 225= 56,2.104 Pa
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Dari gambar berikut, P1 dan v1 adalah tekanan dan kecepatan udara di atas sayap, P2 dan v2 adalah tekanan dankecepatan udara di bawah sayap. Agar sayap pesawat dapat mengangkat pesawat maka syaratnya …..
A. P1 = P2 dan v1 < v2 D. P1 > P2 dan v1 = v2
B. P1 < P2 dan v1 < v2 E. P1 > P2 dan v1 < v2
C. P1 > P2 dan v1 > v2
Contoh Soal 02– Hukum Bernoulli
Pembahasan :F = ½ (v1
2 – v22)A = (P2 – P1)A
Jawaban : E
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Udara mengalir melalui sayap pesawat dengan kecepatan bagian bawah sayap 60m/s dan bagian atas 55 m/s. Jika massapesawat 500kg dan luas penampang sayap 7m2, gaya resultan yang bekerja pada pesawat adalah…
A. 3.120,87 N B. 2.308,4 N C. -2.303,87N D. -38.303,17N E. -4.063,4 N
Contoh Soal – 03 Hukum Bernoulli
Pembahasan :Dik. v2 = 60 m/s, v1 = 55 m/s, m = 500 kg, A = 7m2.F1-F2 = ½ (v2
2 – v12)A = ½ x 1,29 x (602 – 552) x 7 = 0,645 x575x7 = 2.596,13 N.
W = m.g (berat pesawat)= 500 x 9,8= 4.900 N
F = (F1 – F2) – W (Resultan gaya pada pesawat)= 2.596,13 – 4900= -2.303,87 N (negatif = pesawat menuju ke bawah)
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah tabung berisi zat cair (ideal). Pada dindingnya terdapat dua lubang kecil sehingga zat cair memancar (seperti padagambar). Perbandingan antara x1 dan x2 ?A. 2 : 3 D. 4 : 5B. 3 : 5 E. 3 : 4C. 2 : 5
Contoh Soal – 04 Fluida Dinamis
Pembahasan :Jarak mendatar pancuran air x = , h = jarak lubang ke permukaan
cairan,y = jarak lubang ke permukaan tanah, Perbandingan x1 : x2 =
Jadi, x1 : x2 = 4 : 5
h.y2
54
50.50220.802
.yh2
.yh2xx
22
11
2
1
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Berdasarkan gambar di bawah ini, bila g = 10 ms-2, maka besarnya kecepatan air yang keluar dari bidang A adalah….A. 4 ms-1
B. 6 ms-1
C. 8 ms-1
D. 10 ms-1
E. 14 ms-1
Contoh Soal – 05 Fluida Dinamis
Pembahasan :Besarnya kecepatan air :
H dihitung dari lubang sampai permukaan air, maka :
2.g.hv
6m/s2.10.1,8v
Jawaban : B
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah tabung yang tingginya 1 meter diisi penuh air dan minyak tanah. Berapakah perbandingan tinggi air dan minyaktanah dalam tabung tersebut jika tekanan hidrostatik di dasar tabung sebesar 9,6.103..?
A. 1 : 2 D. 3 : 2
B. 2 : 1 E. 3 : 4
C. 2 : 3
Latihan Soal – 01 Tekanan Hidrostatis
Pembahasan :tinggi tabung = h=1m, ph = 9,6.103 Pa, 1= air=1000kg/m3, 2= minyak=900kg/m3
minyak<air : (minyak di atas air), h2 = h-h1, tekanan hidrostatik dalam tabung…Ph = Ph1 + Ph2 = 1gh1 + 2gh2 = 1gh1 + 2g(h-h1) = 1gh1 + 2gh-2gh1Ph = (1-2)gh1 + 2gh 9,6.103 = (1000 – 900)x(10)h1 + 900.10.19600 = 1000.h1 + 9000 (1000).h1 = 600 h1 = 0,6 m
maka tinggi lapisan minyak = h2 = 1.0,6 = 0,4 m, perbandingan = 0,6 : 0,4 = 3 : 2
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Penghisap P mempunyai luas penampang 0,75cm2 yang bergerak bebas tanpa gesekan sehingga dapat menekan pegassejauh x. Nilai x adalah……
A. 49.10-4 m D. 28.10-4 m
B. 35.10-4 m E. 27.10-4 m
C. 30.10-4 m
Latihan Soal – 02 Hukum Pascal
Pembahasan :Dik : luas penampang A=0,75cm2 = 0,75.10-4 m2, k = 75 N/m
massa jenis fluida = 500 kg/m3, g = 9,8 m/s2
Fpegas = Ph .AKx = .g.h.A75x = 500 . 9,8 . 1 . 0,75.10-4
75x = 3.675.10-4
x = 49.10-4 m
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah batu volume 0,5 m3 tercelup seluruhnya ke dalam zat cair yang massa jenisnya 1,5g.cm-3. Jika percepatan gravitasi = 10 m.s-2, batu akan mendapat gaya ke atas sebesar…A. 1.500 N D. 7.500 NB. 3.000 N E. 9.000 NC. 4.500 N
Latihan Soal – 03 Hukum Archimedes
Pembahasan :Gaya Archimedes untuk benda yang tercelup seluruhnya :FA = f . g . Vbf = 1500.10.0,5 = 7.500 N
Batu mendapat gaya ke atas sebesar 7.500
Jawaban : E
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan 2/3 bagian benda itu tercelup. Bila massa jenis benda 0,6 g.cm-3,maka massa jenis zat cair adalah…
A. 1.800 kg.m-3 D. 900 kg.m-3
B. 1.500 kg.m-3 E. 600 kg.m-3
C. 1.200 kg.m-3
Latihan Soal – 04 Hukum Archimedes
Pembahasan :Hukum Archimedes, benda terapung 2/3 bagian
w = FA .g.Vb = f.g.Vbf .Vb = f.VbfJadi massa jenis zat cair adalah :
600.Vb = f.1/3vbf= 1.800 kg/m3
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebongkah es terapung di laut seperti terlihat di gambar.Jika massa jenis air laut 1,2 g.cm-3 dan massa jenis sebongkah es 0,9 g.cm-3, maka volume sebongkah es yangtercelup (masuk) ke dalam air sama dengan volume yang muncul…A. 2 kali D. 5 kaliB. 3 kali E. 6 kaliC. 4 kali
Latihan Soal – 05 Hukum Archimedes
Pembahasan :hukum Archimedes , w = FA, .g.vb = f.g.vbf .vb = f.vbfjadi, 900.vb = 1200.vbf vbf = ¾ vbvolume benda yang tidak tercelup adalah ¼ vb.Jadi volume benda yang tercelup vbf = 3 kali volume yang muncul.
Jawaban : B
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Berat sebuah benda 3N. Jika ditimbang di dalam air beratnya menjadi 2,25N dan jika ditimbang dalam cairan lainberatnya 1,125N. Massa cairan tersebut adalah….
A. 2000 kg/m3 D. 5000 kg/m3
B. 2500 kg/m3 E. 7500 kg/m3
C. 3500 kg/m3
Latihan Soal – 06 Hukum Archimedes
Pembahasan :Fa.air = Wu – Wair = 3 – 2,25 = 0,75 NFa.cair = Wu – Wcair = 3 – 1,125 = 1,875 N, maka berlaku...
a.airair
b
FW
ρ
ρ
0,753
1000b ρ 34000kg/m
0,753000
ρb
a.aircair
b
FW
P
ρ
34000.1,875
Fcair 1,875
3Pcair4000
32500kg/m
Jawaban : B
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah batu yang volumenya 0,5 m3 tercelup seluruhnya ke dalam zat cair dengan massa jenis 1,5 g/cm3. Jikapercepatan gravitasi 10 ms-2, gaya ke atas terhadap batu oleh air adalah…
A. 2500 N D. 10.000 N
B. 5000 N E. 12.500 N
C. 7500 N
Latihan Soal – 07 Hukum Archimedes
Pembahasan :volume benda tercelup = v’ = 0,5 m3, = 1,5 g/cm3 = 1500 kg m-3, g = 10 ms-2
gaya Archimedes (FA) = gaya ke atasFA = .g.V’ = 1500.10.0,5 = 7500 N
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sejumlah drum digunakan untuk membuat jembatan ponton. Setiap drum diisi udara sehingga secara keseluruhanmemiliki massa 13 kg dan volume rata-rata 0,25 m3. Gaya topang tiap drum apabila bagian yang tenggelam hanyasetengah adalah…
A. 1250 N B. 2500 N C. 3500 N D. 5000 N E. 7500 N
Latihan Soal – 08 Hukum Archimedes
Pembahasan : Vbf = ½ Vd, F = 0, arah ke atas bertanda positif + Fa – W beban = 0 Wbeban = Fa
= f.Vbf.g= f.( ½ Vd).g= 1000. ½ . 0,025.10= 1250 N
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Suatu benda dimasukkan ke dalam cairan yang massa jenisnya 12000 kg/m3. Massa jenis benda tersebut adalah…
A. 100 kg/m3 D. 900 kg/m3
B. 250 kg/m3 E. 1250 kg/m3
C. 600 kg/m3
Latihan Soal – 09 Hukum Archimedes
Pembahasan :(Vt) = ½ volume benda total (Vb), Vt = ½ VbGaya Archimedes = berat bendaFa = Wb
b = ½ . 12000 = 600 kg/m3Vb
Vbρc.ρb 2
1
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Apabila benda yang terapung di air mendapat gaya ke atas (F), maka…
A. F > mg D. F < m
B. F = m E. F = mg
C. F < mg
Latihan Soal – 10 Benda Dalam Zat Cair
Pembahasan :Benda yang terapung di air mendapat gaya ke atas lebih besar
dibanding berat jenis benda sehingga FA > m.g
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Gambar berikut menunjukkan sebuah benda yang terapung pada zat cair yang massa jenisnya 1.200 kg.m-3. Bila diketahuibagian (A) adalah 2/5 dari benda, massa jenis benda tersebut adalah ….
A. 480 kg/m3 D. 1.200 kg/m3
B. 720 kg/m3 E. 1.500 kg/m3
C. 960 kg/m3
Latihan Soal – 11 Benda Dalam Zat Cair
Pembahasan :benda terapung (tercelup 4/5 bagian) : w = FA- .g.Vb = f.g.Vbfkarena masing-masing mempunyai g, maka bisa dihilangkan sehingga
menjadi :.Vb = f.VbfJadi,.Vb = 1200.3/5Vbf => b = 720 kg/m3
Jawaban : B
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah benda terapung di atas permukaan air yang dilapisi minyak. Sebanyak 45% volume benda berada di air, 20%didalam minyak, sisanya di permukaan. Massa jenis benda itu adalah…A. 610 kg/m3 B. 550 kg/m3 C. 370 kg/m3 D. 120 kg/m3 E. 92 kg/m3
Latihan Soal – 12 Benda Dalam Zat Cair
Pembahasan :volume benda di air Vf1 = 0,45vb, volume benda dlm minyak vf2 = 0,2vb,massa jenis air f1= air= 1000kg/m3, f2= minyak= 800 kg/m3
karena mengapung, maka W = Fa b.vb.g =Fa1 + Fa2b.vb.g = f1.vf1.g + f2.vf2.g b.vb.g = f1.vf1 + f2.vf2b.vb.g = f1.(0,45vb) + f2.(0,2vb)b = 0,45 f1 + 0,2 f2b = 0,45 (1.000) + 0,2 (800)b = 610 kg/m3 (massa jenis benda 610 kg/m3 (b< f1 benda terapung)
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Balok kayu terapung di permukaan air dan volume bagian balok yang muncul di atas air sebesar 100 cm3. Jika massa jeniskayu balok = 0,8 g/cm3 dan massa jenis air = 1 g/cm3, maka massa balok kayu itu adalah…
A. 0,05 kg B. 0,1 kg C. 0,2 kg D. 0,4 kg E. 4 kg
Latihan Soal – 13 Benda Dalam Zat Cair
Pembahasan :b = 0,8 g/cm3, a = 1 g/cm3, gaya Archimedes :Fa = a.Va.g w = b.Vb.gb = , mb = b.Vb, Fa = w
a.Va.g = b.Vb.gVa = b/a x Vb = 0,8 Vb
= 100 + Va= 100/02 = 500 cm3
Mb = 0,8x500 = 400g = 0,4kg
b
b
Vm
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah kawat yang panjangnya 24 cm berada di permukaan air dengan panjang sejajar dengan permukaan. Koefisientegangan permukaan air = 0,073 N/m. Gaya tambahan di luar berat kawat yang diperlukan untuk menarik kawatadalah…
A. 5,2.10-2 N B. 4,7.10-2 N C. 3,9.10-2 N D. 3,5.10-2 N E. 3,0.10-2 N
Latihan Soal – 14 Tegangan Permukaan
Pembahasan :l kawat = 24cm = 24.10-2m,koefisien tegangan permukaan air =0,073 N/mGaya untuk menarik kawat :F = .d = .2.l
= 0,073 x 2x 24.10-2
= 3,5.10-2 N
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah pipa kapiler berdiameter 0,6 mm dicelupkan ke dalam methanol, maka methanol naik 18 mm. Jika sudut kontak 0o,tegangan permukaan methanol adalah…
A. 05 N/m B. 0,4 N/m C. 0,2 N/m D. 20,9.10-6 N/m E. 1 N/m
Latihan Soal – 15 Tegangan Permukaan
Pembahasan :Dik : d = 0,6 mm r =0,3mm = 0,3.10-3 m, h = 18mm = 18.10-3m, sudut kontak = 0o
methanol = 790 kg/m3, g = 9,8 m/s2
Tegangan permukaan methanol :
=
= 20,9.10-6 N/m
θθ
ρ
2.cos,3.10x790x9,8x018.10
2.cos.g.rh. 33
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah benda bulat jatuh ke kolam dan tenggelam ke dasar. Benda mengalami hambatan 4,7.10-5 N. Jika jari-jari benda4cm, maka kelajuan benda saat tenggelam adalah.. ( = 1,8.10-5 kg/ms dan = 3,14)
A. 3,47 m/s B. 3,21 m/s C. 2,9 m/s D. 2,34 m/s E. 1,78 m/s
Latihan Soal – 16 Viskositas
Pembahasan :Dik : Fs = 4,7 . 10-5 N, r = 4.10-2 m, = 1,8.10-5 kg/msKelajuan benda saat tenggelam :
v = 3,47 m/s
25
5
x4.10.106x3,14x1,84,7.10
6.π.π.ηFs
v
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Kecepatan benda ideal pada penampang A1 adalah 20 m/s. Jika luas penampang A1 = 20 cm2 dan A2 = 5 cm2, makakecepatan fluida pada penampang A2 adalah…A. 1 m/s D. 80 m/sB. 5 m/s E. 100 m/sC. 20 m/s
Latihan Soal – 17 Kontinuitas
Pembahasan :Dik. : luas penampang A1 = 20cm2, A2 = 5cm2, v1 = 20 m/sRumus kontinuitas :A1.v1 = A2. v2
20.20 = 5.v2400 = 5.v2v2 = 80 cm/s
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Air mengalir dalam pipa dari penampang besar ke penampang kecil dengan cepat aliran 10 cm.s-1. Jika luas penampangbesar 20 cm2 dan luas penampang kecil 25cm2, maka air keluar penampang kecil dengan kecepatan…
A. 10 cm/s D. 200 cm/s
B. 22,5 cm/s E. 400 cm/s
C. 80 cm/s
Latihan Soal – 18 Kontinuitas
Pembahasan :Dik. : luas penampang A1 = 20cm2, A2 = 5cm2, v1 = 20 m/sRumus kontinuitas :A1.v1 = A2. v2
20.20 = 5.v2400 = 5.v2v2 = 80 cm/s
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Air mengalir dari pipa A ke pipa B dan terus ke pipa C. Perbandingan luas penampang A : C adalah 8 : 3. Jika cepat aliranpipa A = v, maka aliran pada pipa C adalah…A. 3/8 v D. 3 vB. v E. 8 vC. 8/3 v
Latihan Soal – 19 Kontinuitas
Pembahasan :Dik. : luas penampang A = 3/8A, kecepatan aliran pipa A = v m/sRumus kontinuitas :AA.vA = AC. vC
8.v = 3.vcvc = 8/3v
Jawaban : C
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Jika luas penampang pipa A = 10 cm2 dan pipa B = 4 cm2, maka kecepatan aliran air pada pipa B, jika kecepatan aliranair pada pipa A = 10 m/s, adalah…(cm/s)A. 25 D. 10B. 20 E. 5C. 15
Latihan Soal – 20 Kontinuitas
Pembahasan :Dik. : luas penampang AA = 10cm2, AB = 4cm2, vA = 10 m/sRumus kontinuitas :AA.vA = AB. vB
10.10 = 4.vB100 = 4.vBvB = 25 cm/s
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Pada gambar berikut air mengalir dalam venturimeter. Jika g=10m.s-2, luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan3 cm2, maka kecepatan air (v1) yang masuk venturimeter adalah…A. 3 m/s D. 9 m/sB. 4 m/s E. 25 m/sC. 5 m/s
Latihan Soal – 21 Kontinuitas
Pembahasan :A1.v1 = A2. v25. v1 = 3. v2
v2 = 5/3v1
v12 = 9, v = 3 m/s
2ghvvg.h'
2vv 21
22
21
22
ρ
ρ
16v1925
162.10.0,8vv35 2
12
1
2
1
Jawaban : A
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Sebuah pipa berdiameter 8cm dan ujungnya menyempit 6cm. Jika kecepatan aliran pipa kecil 0,13 m/s, kecepatan alirandi pipa besar adalah…
A. 0,24 m/s B. 0,13 m/s C. 0,1 m/s D. 0,07 m/s E. 0,04 m/s
Latihan Soal – 22 Kontinuitas
Pembahasan : Diameter pipa besar d1 = 8 cm, diameter pipa kecil d2 = 6 cm. Laju aliran fluida pipa
kecil v2 = 0,13 m/sKecepatan aliran fluida di pipa penampang besar adalah :
21
21 .v
AA
v 21
2 xvdd
0,07m/sx(0,13)
86
2
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Perhatikan gambar :
Air mengalir dari pipa A ke B terus ke C. Perbandingan luas penampang A dengan C adalah 8 : 3. Jika kecepatan alirandi penampang A adalah v, maka kecepatan aliran pada pipa C adalah…
A. 1/8v B. 3/8v C. v D. 8/3v E. 8v
Latihan Soal – 23 Kontinuitas
Pembahasan :Perbandingan A1 : A2 = 8 : 3 A1 = 8/3A2, kecepatan A, v1=vKecepatan aliran fluida pada pipa C adalah :
12
12 .v
AA
v v38
.vAA
2
238
Jawaban : D
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Fluida mengalir melalui lubang kecil pada dinding bak (lihat gambar). Perbandinganx1 : x2 adalah….A. 3 : 2 D. 1 : 2B. 2 : 3 E. 1 : 1C. 1 : 3
Latihan Soal 24 – Fluida Dinamis
Pembahasan :Jarak mendatar pancuran air x = , h = jarak lubang ke permukaan cairan,y = jarak lubang ke permukaan tanah, Perbandingan x1 : x2 =
Jadi, x1 : x2 = 1 : 1
h.y2
22
11
2
1
.yh2
.yh2xx
11
60.20220.602
Jawaban : E
BIMBINGAN BELAJAR & KONSULTASI PENDIDIKAN
Udara mengalir melalui sayap pesawat dengan kecepatan bagian bawah sayap 60m/s dan bagian atas 55 m/s. Jika massapesawat 500kg dan luas penampang sayap 7m2, gaya resultan yang bekerja pada pesawat adalah…A. 3.120,87 N B. 2.308,4 N C. -2.303,87N D. -38.303,17N E. -4.063,4 N
Latihan Soal 25– Fluida Dinamis
Pembahasan :Dik. v2 = 60 m/s, v1 = 55 m/s, m = 500 kg, A = 7m2.F1-F2 = ½ (v2
2 – v12)A = ½ x 1,29 x (602 – 552) x 7 = 0,645 x575x7 =
2.596,13 N.W = m.g (berat pesawat)
= 500 x 9,8= 4.900 N
F = (F1 – F2) – W (Resultan gaya pada pesawat)= 2.596,13 – 4900= -2.303,87 N (negatif = pesawat menuju ke bawah)
Jawaban : C