Sebuah akuarium berisi 2 ikan yakni ikan a dan B seperti yang terlihat pada gambar berikut
Contoh Soal dan Pembahasan tentang Fluida Statis, Materi Fisika kelas 2 SMA. Cakupan : tekanan hidrostatis, tekanan total, penggunaan hukum Pascal, bejana berhubungan, viskositas, kecepatan terminal dan hukum Archimedes. Soal No. 1 Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air. b) tekanan total yang dialami ikan Pembahasan b) tekanan total yang dialami ikan Soal No. 2 Jika luas penampang pipa besar adalah 250 kali luas penampang pipa kecil dan tekanan cairan pengisi pipa diabaikan, tentukan gaya minimal yang harus diberikan anak agar batu bisa terangkat! Pembahasan Hukum Pascal Data : F1 = F F2 = Wbatu = (1000)(10) = 10000 N A1 : A2 = 1 : 250 Soal No. 3 Jika jari-jari pada pipa kecil adalah 2 cm dan jari-jari pipa besar adalah 18 cm, tentukan besar gaya minimal yang diperlukan untuk mengangkat beban 81 kg ! Pembahasan Data: m = 250 kg r1 = 2 cm r2 = 18 cm w = mg = 810 N F =…. Jika diketahui jari-jari (r) atau diameter (D) pipa gunakan rumus: Diperoleh Soal No. 4 Jika ketinggian minyak h2 adalah 27,2 cm, massa jenis minyak 0,8 gr/cm3 dan massa jenis Hg adalah 13,6 gr/cm3 tentukan ketinggian air raksa (h1)! Pembahasan Soal No. 5 Jika volume benda yang tercelup adalah 0,8 dari volume totalnya, tentukan massa jenis benda tersebut! Pembahasan Soal No. 6 Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan berat semu benda di dalam air! Pembahasan Data : mb = 500 g = 0,5 kg mf = 200 g = 0,2 kg Berat benda di fluida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda. Besarnya gaya apung sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan yaitu berat dari 200 ml air = berat dari 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3). Pembahasan Soal No. 8 Sebuah pipa U diisi dengan 3 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar berikut Jika ρ1, ρ2 dan ρ3 berturut-turut adalah massa jenis zat cair 1, 2 dan 3 dan h1, h2, h3 adalah tinggi masing-masing zat cair seperti nampak pada gambar di atas, tentukan persamaan untuk menentukan massa jenis zat cair 1. Pembahasan dengan demikian ρ1 h1 = ρ2 h2 + ρ3 h3 Sehingga ρ1 = (ρ2 h2 + ρ3 h3) : h1 Soal No. 9 Sebuah pipa U diisi dengan 4 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar. Tentukan persamaan untuk menentukan besarnya massa jenis zat cair 1 Pembahasan PA = PB g bisa dicoret sehingga didapatkan ρ1 h1 + ρ4 h4 = ρ2 h2 + ρ3 h3 Sehingga ρ1 = ( ρ2 h2 + ρ3 h3 – ρ4 h4) : h1 Soal No. 10 Tentukan massa jenis balok tersebut Pembahasan Berat benda w = mg Karena massa benda belum diketahui, masukkan m = ρ vB sehingga w = ρ v g dengan vB adalah volum balok. Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh air Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh minyak Gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah: Soal No. 11 Jika jari-jari pipa kapiler adalah 0,8 mm, tegangan permukaan air 0,072 N/m dan cos θ = 0,55 tentukan tentukan ketinggian air dalam pipa kapiler! (g = 10 m/s2, ρair = 1000 kg/m3) Pembahasan Data soal: r = 0,8 mm = 0,8 × 10−3 m cos θ = 0,55 γ = 0,072 N/mg = 10 m/s2 ρair = 1000 kg/m3 h = …. Rumus kenaikan zat cair pada suatu pipa kapiler Masuk datanya Soal No. 12 Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/m3 kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas adalah 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s2 tentukan nilai h! Pembahasan Tentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan: Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair Dengan demikian h = 50 cm − 44 cm = 6 cm Soal No. 13 Pembahasan Data: r = 0,5 cm = 5 × 10−3 m η = 110 × 10−3 N.s/m2 ν = 5 m/s Ff =….. Benda yang bergerak dalam fluida akan mengalami gesekan. Besar gesekan yang terjadi jika benda bentuknya BOLA dirumuskan: dimana ν = kecepatan gerak benda sehingga besarnya gesekan Soal No. 14 Pembahasan Data: Bendanya gotri, berbentuk bola. r = 5,5 × 10−3 ρb = 2700 kg/m3 Fluidanya oli. νT =…..? Kecepatan terbesar yang dicapai gotri dalam fluida dinamakan kecepatan terminal atau νT. Rumus kecepatan terminal untuk benda berbentuk bola: sehingga: Soal No. 15 Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan konstanta pegasnya 140 N/m maka pertambahan panjang pegas ditinjau dari saat pegas tanpa beban adalah…. A. 15 cm B. 20 cm C. 25 cm D. 30 cm E. 35 cm Pembahasan Karena seluruh balok berada di dalam air, maka volume air yang dipindahkan sama dengan volume balok. Dengan massa jenis air ρa =1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2 diperoleh hasil: Berikut sample soal un 2014 lalu tentang fluida dinamis: Soal No. 16 Massa jenis air = 1000 kg.m– 3, dan massa jenis minyak 800 kg.m– 3, maka perbedaan ketinggian (Δ h) adalah….. A. 8 cm B. 6 cm C. 5 cm D. 4 cm E. 2 cm Pembahasan Tekanan hidrostatis di titik A sama dengan tekanan hidrostatis di titik B. Cari ketinggian air, kemudian selisihnya dengan tinggi minyak:
|