9 Contoh Soal Fluida Dinamis beserta Jawabannya dan Pembahasannya

Apakah kamu pernah merasa penasaran saat melihat pesawat yang melintas bisa melayang dengan mudah di udara, padahal beratnya bisa mencapai beberapa ton?

Jawabannya dapat kamu temukan dengan mempelajari fluida dinamis.

Bagi kamu yang sedang belajar materi tersebut, berikut ini adalah contoh soal fluida dinamis beserta jawabannya yang sering diujikan agar kamu tidak hanya hafal rumusnya, tetapi juga paham konsepnya. 💦🤽

Contoh Soal Fluida Dinamis beserta Jawabannya

Baca Juga :

11 Contoh Soal Penurunan Titik Beku beserta Pembahasannya dengan Rumus

Perlu kamu ketahui bahwa fluida dinamis adalah fluida yang bergerak atau mengalir, seperti yang ditemukan pada zat cair dan gas. Misalnya pada aliran air di pipa dan aliran udara pada sayap pesawat.

Fluida dinamis memiliki karakteristik bebas gesekan dan seringkali pada soal dianggap sebagai fluida yang ideal (tidak mempunyai kekentalan atau viskositas).

Selain itu, jenis alirannya stasioner dengan besar dan arah kecepatan partikel fluida selalu tetap di titik tertentu.

Pada jenjang SMA, materi fluida dinamis dan statis diajarkan di kelas. Tingkat kesulitannya bertambah tinggi jika kamu memilih kampus yang menawarkan mata kuliah fisika atau terkait fluida.

Sebelum menguji pemahamanmu terkait fluida dinamis, ketahui terlebih dahulu rumus penting yang berkaitan dengan materi tersebut.

Baca Juga :

Contoh Soal Tekanan Hidrostatis beserta Cara Menghitungnya Lengkap

Rumus Debit Fluida

Q = V/t atau Q = A v

Keterangan:
Q = debit aliran (m³/s), menunjukkan banyak fluida yang mengalir tiap satuan waktu
V = volume fluida (m³), menunjukkan total fluida yang lewat
t = waktu aliran (s)
A = luas penampang aliran (m²)
v = kecepatan aliran (m/s)

Rumus Asas Kontinuitas

A₁ v₁ = A₂ v₂

dengan A = π D² / 4 atau A = π r².
Keterangan:
A₁ , A₂ = luas penampang (m²)
v₁ , v₂ = kecepatan fluida (m/s)

Baca Juga :

8 Contoh Soal Hukum Bernoulli dan Penyelesaiannya dengan Rumus

Untuk mengingat rumus Asas Kontinuitas, ingatlah bahwa jika pipa menyempit, alirannya akan semakin kencang. Bisa kamu ibaratkan dengan menyiram tanaman menggunakan selang air, tetapi bagian ujungnya ditekan.

Persamaan Bernoulli

p + ½ ρ v² + ρ g h = konstanta
p₁ + ½ ρ v₁² + ρ g h₁ = p₂ + ½ ρ v₂² + ρ g h₂
Tekanan dinamis:
q = ½ ρ v²

Keterangan:
p = tekanan fluida (Pa)
ρ = massa jenis fluida (kg/m³)
v = kecepatan aliran (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian dari titik acuan (m)

Untuk mengingat rumus Persamaan Bernoulli yang identik dengan kekekalan energi, ingat bahwa tekanan, kecepatan, dan ketinggian saling berkaitan satu sama lain.

Sudah siap mengerjakan contoh soal fluida dinamis dan jawabannya?

Tingkat Kesulitan: Mudah

Soal 1

Sebuah selang air yang digunakan untuk mengisi bak mandi memiliki luas penampang 5 cm². Apabila diketahui kecepatan aliran air dalam selang tersebut adalah 2 m/s, maka debit air yang keluar adalah…
A. 1 liter/s
B. 2 liter/s
C. 10 liter/s
D. 0,1 liter/s
E. 0,5 liter/s

Jawaban: A. 1 liter/s
Pembahasan:
Diketahui A = 5 cm² = 5 × 10⁻⁴ m² dan v = 2 m/s
Q = A × v = (5 × 10⁻⁴) × 2
Q = 10 × 10⁻⁴ m³/s
Q = 10⁻³ m³/s
Karena 1 m³ = 1000 liter, maka 10⁻³ × 1000 = 1 liter/s

Soal 2

Pipa air suatu perusahaan air minum memiliki diameter 14 cm di suatu ujung dan menyempit menjadi 7 cm di ujung yang lainnya. Apabila diketahui kecepatan di pipa berdiameter besar adalah 1 m/s, maka kecepatan di pipa berdiameter kecil adalah…
A. 2 m/s
B. 4 m/s
C. 8 m/s
D. 0,5 m/s
E. 16 m/s

Jawaban: B. 4 m/s
Pembahasan:
Gunakan Asas Kontinuitas: A₁v₁ = A₂v₂
Diketahui bahwa A sebanding dengan d², maka:
d₁² × v₁ = d₂² × v₂
14² × 1 = 7² × v₂
196 = 49 × v₂
v₂ = 196 / 49
= 4 m/s