9 Contoh Soal Fluida Dinamis beserta Jawabannya dan Pembahasannya

Soal 8

Venturimeter tanpa manometer mempunyai pipa besar yang luasnya 10 cm² dan pipa kecil yang luasnya 6 cm². Apabila selisih tinggi air pada pipa vertikal adalah 20 cm, maka kecepatan air di pipa besar adalah…
A. 1,5 m/s
B. 2,25 m/s
C. 3,0 m/s
D. 0,75 m/s
E. 1,25 m/s

Jawaban: A. 1,5 m/s
Pembahasan:
v₁ = √[(2gh) / ((A₁/A₂)² – 1)]
v₁ = √[(2 × 10 × 0,2) / ((10/6)² – 1)]
v₁ = √[4 / (25/9 – 1)]
v₁ = √[4 / (16/9)]
v₁ = √36/16 = 6/4
v₁ = 1,5 m/s

Soal HOTS Fluida Dinamis

Soal 9

Sebuah pesawat terbang yang hendak mengudara dilengkapi dengan tabung Pitot untuk mengukur kecepatannya. Tabung tersebut terhubung dengan manometer yang berisi raksa (ρ raksa = 13.600 kg/m³). Ketika terbang pada ketinggian tertentu saat massa jenis udara 1,36 kg/m³, manometer menunjukkan perbedaan ketinggian raksa sebesar 2 cm. Berapa kecepatan pesawat tersebut? (g = 10 m/s²)
A. 20 m/s
B. 20√10 m/s
C. 200 m/s
D. 400 m/s
E. 10√20 m/s

Jawaban: B. 20√10 m/s
Pembahasan:
Soal tersebut merupakan penerapan Bernoulli dan manometer. Hati-hati saat membedakan massa jenis fluida yang mengalir (udara) dan massa jenis fluida pengukur (raksa).

Prinsip Tabung Pitot adalah mengukur perbedaan tekanan total (tekanan stagnasi saat udara menabrak lubang depan) dan tekanan statis (udara yang lewat di samping).

Perbedaan tekanan ini (ΔP) setara dengan tekanan dinamis udara. ΔP = ½ ⋅ ρ_udara ⋅ v²
Hubungan dengan Manometer: Perbedaan tekanan (ΔP) diukur oleh perbedaan tinggi cairan pada manometer.

ΔP = ρ_raksa ⋅ g ⋅ h (satuan h harus meter. h = 2 cm = 0,02 m).

Langkah berikutnya, gabungkan rumus dengan menyamakan kedua persamaan ΔP
½ ⋅ ρ_udara ⋅ v² = ρ_raksa ⋅ g ⋅ h
Untuk mencari v, masukkan data yang diketahui
½ ⋅ (1,36) ⋅ v² = (13.600) ⋅ (10) ⋅ (0,02)
0,68 ⋅ v² = 136.000 ⋅ 0,02
0,68 ⋅ v² = 2.720
v² = 2.720 / 0,68
v² = (2720 ÷ 68) × 100
v² = 40 × 100
v² = 4.000
v = √4000
v = √(400 × 10)
v = 20√10 m/s

Penutup

Setelah membaca contoh soal fluida dinamis beserta jawabannya, apakah kamu sudah semakin paham? Dengan memahami konsep serta sering berlatih soal terkait, dan mengetahui contoh fluida dinamis dan statis akan membuat proses mengerjakan soal lebih mudah. 🤽

Tantang dirimu untuk mengerjakan soal-soal fluida dinamis dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun, pastikan kamu paham konsep fluida dinamis, ya.

Semoga artikel terkait fluida dinamis ini menjadikanmu lebih percaya diri ketika menemukan soal serupa saat ujian. Semangat belajar, ya! 💧📚