9 Contoh Soal Fluida Dinamis beserta Jawabannya dan Pembahasannya
Simak berbagai macam contoh soal fluida dinamis dilengkapi jawabannya berikut ini sebagai bahan latihan.
Soal 3
Sebuah ember yang memiliki volume 30 liter diisi air dari keran yang memiliki luas penampang 2 cm². Apabila air dari keran tersebut mengalir dengan kecepatan 3 m/s, waktu yang diperlukan untuk memenuhi ember adalah…
A. 25 detik
B. 50 detik
C. 60 detik
D. 75 detik
E. 100 detik
Jawaban: B. 50 detik
Pembahasan:
V = 30 L = 3 × 10⁻² m³
A = 2 × 10⁻⁴ m²
v = 3 m/s
Q = A × v
Q = (2 × 10⁻⁴) × 3
Q = 6 × 10⁻⁴ m³/s.
t = V / Q = (3 × 10⁻²) / (6 × 10⁻⁴)
t = 300 / 6
t = 50 detik
Soal 4
Sebuah pipa horizontal mempunyai luas penampang A. Di tengah pipa, penampang tersebut ukurannya menyempit menjadi 0,5A. Perbandingan kecepatan fluida pada penampang lebar dan penampang sempit adalah…
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 1 : 4
D. 4 : 1
E. 1 : 1
Jawaban: A. 1 : 2
Pembahasan:
A₁v₁ = A₂v₂
A × v₁ = 0,5A × v₂
v₁ / v₂ = 0,5 / 1
= 1 / 2
Jadi, perbandingannya adalah 1 : 2
Tingkat Kesulitan: Sedang
Soal 5
Pada suatu tangki yang berisi air setinggi 2 m ditemukan lubang kecil pada bagian dindingnya di ketinggian 0,2 m dari dasar. Apabila diketahui g = 10 m/s², maka kecepatan air saat keluar dari lubang adalah…
A. 4 m/s
B. 6 m/s
C. 2√10 m/s
D. 2√5 m/s
E. 10 m/s
Jawaban: B. 6 m/s
Pembahasan:
Gunakan Teorema Torricelli yaitu v = √(2gh) dengan h sebagai kedalaman lubang dari permukaan.
h = 2 m – 0,2 m = 1,8 m
v = √(2 × 10 × 1,8)
v = √36
v = 6 m/s
Soal 6
Diketahui terdapat air yang mengalir pada pipa mendatar dengan tekanan 2 × 10⁵ Pa dan kecepatan 2 m/s. Apabila pipa menyempit dan membuat kecepatannya berubah menjadi 4 m/s, berapa tekanan air di ujung pipa yang sempit? (ρ air = 1000 kg/m³)
A. 1,86 × 10⁵ Pa
B. 1,94 × 10⁵ Pa
C. 2,06 × 10⁵ Pa
D. 2,12 × 10⁵ Pa
E. 1,50 × 10⁵ Pa
Jawaban: B. 1,94 × 10⁵ Pa
Pembahasan: Gunakan Hukum Bernoulli (h₁ = h₂)
P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
(2 × 10⁵) + ½(1000)(2²) = P₂ + ½(1000)(4²)
200.000 + 2.000 = P₂ + 8.000
P₂ = 202.000 – 8.000
P₂ = 194.000 Pa
P₂ = 1,94 × 10⁵ Pa
Soal 7
Sebuah pipa utama yang mempunyai debit 12 liter/s bercabang tiga, dengan cabang I (4 L/s), cabang II (5 L/s). Apabila luas cabang III adalah 10 cm², kecepatan air di cabang III adalah…
A. 1 m/s
B. 2 m/s
C. 3 m/s
D. 4 m/s
E. 5 m/s
Jawaban: C. 3 m/s
Pembahasan:
Q₃ = Qₜₒₜ – Q₁ – Q₂
Q₃ = 12 – 4 – 5 = 3 L/s
Q₃ = 3 × 10⁻³ m³/s. v₃
v₃ = Q₃ / A₃
v₃ = (3 × 10⁻³) / (10 × 10⁻⁴)
v₃ = 3 m/s
Halaman:

