Kumpulan Soal-soal Fluida

Pilihan Ganda

Soal 1

Tekanan udara luar sekitar 1 × 10⁵ Pa. Besarnya gaya yang dilakukan udara dalam kamar pada kaca jendela berukuran 40 cm × 80 cm adalah ….
a. 1,2 × 10⁴ N
b. 1,6 × 10⁴ N
c. 2,4 × 10⁴ N
d. 3,2 × 10⁴ N
e. 6,4 × 10⁴ N

Soal 2

Pada sebuah tabung dimasukkan air setinggi 8 cm, kemudian minyak setinggi 2 cm (ρ_m = 0,8 g/cm³). Besar tekanan hidrostatis di dasar tabung tersebut adalah .... (g = 9,8 m/s²)
a. 695 Pa
b. 768 Pa
c. 856 Pa
d. 941 Pa
e. 1000 Pa

Soal 3

Gambar berikut menunjukkan sebatang pipa kaca yang berisi udara.

Ujung atas pipa tertutup, sedangkan ujung bawah pipa tertutup oleh raksa yang tingginya 10 cm. Jika tekanan udara di luar 76 cmHg, tekanan udara di dalam pipa kaca adalah sebesar ....
a. 0 cmHg
b. 10 cmHg
c. 66 cmHg
d. 76 cmHg
e. 86 cmHg

Soal 4

Perhatikan gambar bejana di atas. Jika diketahui massa jenis oli 0,8 g/cm³ dan massa jenis raksa sebesar 13,6 g/cm³, perbedaan tinggi permukaan raksa dengan oli adalah ....
a. 62 mm
b. 64 mm
c. 66 mm
d. 68 mm
e. 70 mm

Soal 5

Alat pengangkat mobil memiliki luas pengisap masing-masing 0,10 m² dan 2 × 10^-4 m³. Alat tersebut digunakan untuk mengangkat mobil yang memiliki berat 15 × 10³ N. Gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah ....
a. 10 N
b. 20 N
c. 30 N
d. 45 N
e. 60 N

Soal 6

Sebuah benda jika ditimbang di udara memiliki berat 4,9 N. Akan tetapi jika ditimbang dalam minyak tanah (ρ_m = 0,8 g/cm³) beratnya menjadi 4,74 N. Gaya ke atas yang dialami benda tersebut adalah ....
a. 39,2 N
b. 16,0 N
c. 9,87 N
d. 2 N
e. 0,16 N

Soal 7

Massa sebuah benda adalah 300 gram. Jika benda ditimbang dalam air, massa benda itu seolah-olah menjadi 225 gram. Jika benda ditimbang dalam suatu cairan lain, massanya seolah-olah menjadi 112,5 g. Jika kerapatan massa air 1 g/cm³, kerapatan massa cairan tersebut adalah ....
a. 0,83 g/cm³
b. 1,20 g/cm³
c. 1,25 g/cm³
d. 2,50 g/cm³
e. 2,67 g/cm³

Soal 8

Sebuah balon udara berisi gas hidrogen sebanyak 600 m³  yang massa jenisnya = 0,09 kg/m³ dan massa balon = 250 kg. Jika massa jenis udara di sekitar balon = 1,2 kg/m³, balon udara tersebut mampu mengangkut beban bermassa ....
a. 240 kg
b. 250 kg
c. 304 kg
d. 416 kg
e. 720 kg

Soal 9

Sebuah tabung berdiameter 0,4 cm dimasukkan secara vertikal ke dalam air. Sudut kontak antara dinding tabung dan permukaan air 60°. Jika tegangan permukaan air = 0,5 N/m dan g = 10 m/s², air pada tabung akan naik setinggi ....
a. 0,015 m
b. 0,025 m
c. 0,035 m
d. 0,045 m
e. 0,055 m

Soal 10

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

Soal 11

Air mengalir ke dalam bak dengan debit 10^-4 m³/s. Akan tetapi, bak tersebut bocor di bagian bawah melalui lubang yang luasnya 1 cm². Ketinggian maksimum air dalam bak adalah ....
a. 5 cm
b. 4 cm
c. 3 cm
d. 2 cm
e.1/2 cm

Soal 12

Pada bagian bawah sebuah tangki air terdapat lubang sehingga air memancar keluar membentuk sudut 60° seperti terlihat pada gambar.

Jika 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

Soal 13

Gaya angkat pada pesawat terbang timbul karena:
1. Tekanan udara di depan sayap lebih besar daripadadi belakang sayap.
2. Kecepatan udara di atas sayap lebih besar daripadadi bawah sayap.
3. Kecepatan udara di belakang sayap lebih besardaripada di depan sayap.
4. Tekanan udara di atas sayap lebih kecil daripadadi bawah sayap.
Pernyataan yang benar adalah ....
a. 1 dan 2
b. 1 dan 3
c. 1, 3, dan 4
d. 2, 3, dan 4
e. 2 dan 4

Soal 14

Air mengalir dalam venturimeter seperti tampak pada gambar di atas. Jika kecepatan aliran air pada penampang I sebesar 2 m/s, dan g = 10 m/s², besar kecepatan aliran air pada penampang II adalah ....
a. 2 m/s
b. √5 m/s
c. √6 m/s
d. 3 m/s
e. 5 m/s

Soal 15

Air terjun setinggi 10 m digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) berdaya listrik 1.000 W. Jika efisiensi generator 80% dan g = 10 m/s², debit air yang sampai ke kincir adalah ....
a. 12,5 l/s
b. 251 l/s
c. 27,5 l/s
d. 125 l/s
e. 250 l/s

Essay

Soal 1

Sejumlah fluida ideal dengan kecepatan 3 m/s di dalam pipa bergaris tengah 4 cm masuk ke dalam pipa bergaris tengah 8 cm. Tentukanlah kecepatan fluida dalam pipa bergaris tengah 8 cm.

Soal 2

Sebuah pipa lurus memiliki dua macam penampang, masing-masing 0,1 m² dan 0,05 m². Pipa tersebut diletakkan miring sehingga penampang kecil berada 2 m lebih tinggi daripada penampang besar. Tekanan air pada penampang kecil 2 × 10⁵ N/m² dan kelajuan air pada panampang besar 5 m/s, tentukanlah:
a. laju air pada penampang kecil dan tekanan air pada penampang besar, dan
b. volume air yang melalui pipa setiap menit.

Soal 3

Sebuah pancuran yang diameter lubangnya 1 cm terletak pada permukaan tanah. Pancuran tersebut dibuat untuk menyemburkan kolom air vertikal ke atas setinggi 16 m. Untuk keperluan itu pipa pancur dengan diameter 4 cm dihubungkan ke sebuah pompa air yang terletak 10 m di bawah tanah. Jika besar tekanan udara luar 1 atm, berapakah tekanan pompa tersebut?

Soal 4

Air mengalir dengan kecepatan 3 m/s dalam sebuah pipa horizontal pada tekanan 200 kPa. Pipa mengecil menjadi setengah diameternya semula.
a. Berapakah kelajuan aliran di bagian pipa yang sempit?
b. Berapakah tekanan di bagian pipa yang sempit?
c. Bagaimanakah perbandingan kelajuan aliran air di kedua bagian pipa tersebut?

Soal 5

Tentukanlah koefisien viskositas udara apabila kecepatan terminal satu tetes air hujan berdiameter 0,5 mm yang jatuh adalah 7,5 m/s. (Diketahui massa jenis udara = 1,3 kg/m³ dan percepatan gravitasi Bumi = 10 m/s²)

Soal 6

Sebuah kelereng berdiameter 1 cm dijatuhkan secara bebas dalam oli yang massa jenisnya = 0,8 g/cm³. Jika koefisien kekentalan oli 0,03 Pas, massa jenis kelereng 2,6 g/cm³ dan g = 10 m/s², berapakah kecepatan terbesar yang dicapai kelereng?

Soal 7

Sebuah pesawat terbang bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui bagian atas dan bagian bawah sayap pesawat yang luas permukaannya 50 m² bergerak dengan kelajuan masing-masing 320 m/s dan 300 m/s. Berapakah besarnya gaya angkat pada sayap pesawat terbang tersebut? (ρ udara = 1,3 kg/m³)

Soal 8

Pipa venturi meter yang memiliki luas penampang masing-masing 8 × 10^-2 m² dan 5 × 10^-3 m² digunakan untuk mengukur kelajuan air. Jika beda ketinggian air raksa di dalam kedua manometer adalah 0,2 m dan g = 10 m/s², tentukanlah kelajuan air tersebut ( ρ raksa = 13.600 kg/m³).

Soal 9

Sebuah pipa lurus memiliki dua macam penampang, masing-masing dengan luas penampang 200 mm² dan 100 mm². Pipa tersebut diletakkan secara horisontal, sedangkan air di dalamnya mengalir dari penampang besar ke penampang kecil. Jika kecepatan arus di penampang besar adalah 2 m/s, tentukanlah:
a. kecepatan arus air di penampang kecil, dan
b. volume air yang mengalir setiap menit.

Soal 10

Sebuah benda memiliki berat 20 N. Jika benda dicelupkan ke dalam minyak ( ρ _minyak = 0,8 g/cm³) maka berat benda seolah-olah 16 N. Jika g = 10 m/s², hitunglah:
a. gaya ke atas yang dialami benda, dan
b. volume benda.

Soal 11

Air raksa memiliki massa jenis 13,6 g/cm³. Pada air raksa tersebut dimasukkan tabung kecil dengan diameter 5 mm. Ternyata air raksa di dalam tabung 2 cm lebih rendah dari air raksa di luar tabung. Jika sudut kontaknya 127° (tan 127° = 3/4 ), berapakah tegangan permukaan raksa tersebut?

Soal 12

Jika sebuah pipa kapiler berdiameter 0,8 mm dicelupkan ke dalam metanol, permukaan metanol naik sampai ketinggian 15,0 mm. Jika besar sudut kontak nol, hitunglah tegangan permukaan metanol (berat jenis metanol 0,79).

Soal 13

Tiga buah tabung identik diisi fluida. Jika tabung pertama berisi raksa setinggi 2 cm, tabung kedua berisi air setinggi 12 cm dan tabung ketiga berisi gliserin setinggi 10 cm, tentukanlah tekanan hidrostatis di dasar tabung yang paling kecil dan paling besar (g = 10 m/s²).

Soal 14

Diketahui tekanan udara luar 1 atm (anggap 1 atm = 10^5 N dan g = 10 m/s²). Tentukanlah kedalaman danau yang tekanan total di bawah permukaannya 2 atm.

Soal 15

Suatu tabung berdiameter 0,4 cm jika dimasukkan secara vertikal ke dalam air, sudut kontaknya 60°. Jika tegangan permukaan air 0,5 N/m dan g = 10 m/s², tentukanlah kenaikan air pada tabung.

Soal 16

Sebuah benda dimasukkan ke dalam air. Ternyata, 25% dari volume benda terapung di atas permukaan air. Berapakah massa jenis benda tersebut?

Soal 17

Jika diketahui tekanan udara luar 1 atm dan g = 10 m/s², tentukanlah tekanan total di bawah permukaan danau pada kedalaman:
a. 10 cm,
b. 20 cm, dan
c. 30 cm.

Soal 18

Sebuah benda memiliki volume 20 m³ dan massa jenisnya = 800 kg/m³. Jika benda tersebut dimasukkan ke dalam air yang massa jenisnya 1.000 kg/m³, tentukanlah volume benda yang berada di atas permukaan air.

Soal 19

Sebuah bola logam padat seberat 20 N diikatkan pada seutas kawat dan dicelupkan ke dalam minyak ( ρ _minyak = 0,8 g/cm³). Jika massa jenis logam 5 g/cm³, berapakah tegangan kawat?

Soal 20

Sebuah batu memiliki berat 30 N Jika ditimbang di udara. Jika batu tersebut ditimbang di dalam air beratnya = 21 N. Jika massa jenis air adalah 1 g/cm³, tentukanlah:
a. gaya ke atas yang diterima batu,
b. volume batu, dan
c. massa jenis batu tersebut.

Soal 21

Sebuah pompa hidrolik berbentuk silinder memiliki jari-jari 4 cm dan 20 cm. Jika pengisap kecil ditekan dengan gaya 200 N, berapakah gaya yang dihasilkan pada pengisap besar?

Soal 22

Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m² dan 4 × 10^-4 m² digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 10⁴ N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?

Soal 23

Sebuah pipa silinder yang lurus memiliki dua jenis penampang berdiameter masing-masing 20 mm dan 10 mm. Pipa tersebut diletakkan secara horizontal dan air di dalamnya mengalir dari arah penampang yang besar ke penampang yang lebih kecil. Jika kecepatan arus di penampang besar adalah 2 m/s, tentukanlah kecepatan arus air di penampang kecil.

Soal 24

Pesawat terbang modern dirancang untuk gaya angkat sebesar 1.300 N/m² per luas penampang sayap. Anggap udara mengalir melalui sayap sebuah pesawat terbang dengan garis arus aliran udara. Jika kecepatan aliran udara yang melalui bagian yang lebih rendah adalah 100 m/s dan massa jenis udara 1,3 kg/m³, berapakah kecepatan udara pada sisi atas sayap untuk menghasilkan gaya angkat 1.300 N/m² pada setiap sayap?

Soal 25

Air terjun setinggi 15 m digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) berdaya listrik 2.000 W. Jika efisiensi generator 50% dan g = 10 m/s², berapa debit air yang sampai ke kincir ?

Soal 26

Pesawat memiliki gaya angkat sebesar 2000 N/m² per luas penampang sayap. Anggap udara mengalir melalui sayap sebuah pesawat terbang dengan garis arus aliran udara. Jika kecepatan aliran udara yang melalui bagian yang lebih rendah adalah 150 m/s dan massa jenis udara 1,3 kg/m³, berapakah kecepatan udara pada sisi atas sayap untuk menghasilkan gaya angkat 2000 N/m² pada setiap sayap?

Berlangganan update artikel terbaru via email: