CONTOH SOAL FISIKA TEKNIKSTATIKA FLUIDA
1
Soal Latihan2.1 Hitunglah tekanan dalam sebuah tangki minyak
(s.g =o,85) pada titik 18 in di bawah permukaan. Nyatakan dalam :a)
Absolute lb/ft2 (psf) ;b) Absolute lb/in2 (psi) ;c) Terukur psf ;d)
Terukur psi.Penyelesaian :Diketahui: SGminyak = 0,85 H = 18 In (18
In = 0,4572 m)Ditanya: Nyatakan dalam : a) absolute lb/F2 (psf)b)
absolute lb/ In2 (psi)c) terukur psfd) terukur psi
Patm = 101 x 103 PaJawab:Tekanan absolute = Tekanan atmosfer +
Tekanan terukur = P atm + P ukurSG = = minyak = SG. air 4C=
(0,85)(1000)(10)= 8500 N/m3H = = P = .h = (8500 N/m3)(0.4572 m) =
3886,2 N/m2P absolute = Patm + P = 101. 103 + 3,8862. 103 =
104,8862. 10 3 N/m2 = 104886,2 N/m2
a) 104886,2 N/m2 = 2190,594 lb/Ft2b) 104886,2 N/m2 = 15,21246
lb/In2c) 3886,2 N/m2 = 81,16497 lb/Ft2d) 3886,2 N/m2 = 0,5636457
lb/In2
2.2 Tekanan dalam bejana adalah 200 kPa. Carilah tinggi tekan
ekuivalen dalam :a) Meter air ;b) Meter minyak (s.g = 0,80) ;c)
Meter gliserin.Penyelesaian :Diketahui : P = 200 KPaGS = air =
10000 N/m3 minyak = air. GS minyak = 8000 N/m3 = 10000. 0,8
gliserin = 12340 N/m3 = 8000 N/m3Ditanya: a) Hair b) Hminyak c)
HgliserinJawab:a) Hair = = 20 mH =
b) Hminyak = = 25 m
c) Hgliserin = = 16,2075 m
2.3 Sebuah tangki terbuka dengan piezometer, memuat beberapa
lapis cairan fluida seperti gambar 2.14a. Tentukanlah elevasi
cairan fluida dimasing-masing piezometernya. Tentukan juga tekanan
pada titik P berada 5 ft dari dasar. Gambar 2.14a
Penyelesaian :Diketahui: Gambar disampingDitanya: a) elevasi
cairan fluida masing-masing piezometer b) P berada di 5 Ft dari
dasar
Jawab:a) Elevasi cairan Cairan A = 20-15 = 5 Ft Cairan BPA = HA
. A = (20-15) (0,7) (62,4) = 218,4 psf
H = = = 2,778 Ft
Elevasi B = 2,778 + 15 -7 = 10,778 Ft
Cairan CPB= HB . B= (15-7)(1,26)(62,4)= 628,992 psf
H = = = = 4,765 Ft
Elevasi C = 4,765 + 7 0 = 11,765 Ft
b) Ptotal = P1 + P2 + P3= A. g. h1 + B. g. h2 + C. g. h3= A. h1
+ B. h2 + C. h3= (0,7)(62,4)(5) + (1,26)(62,4)(8) +
(2,85)(62,4)(2)= 218,4 + 628,992 + 355,68= 1203,072 lb/Ft2
2.4 Bejana berisi minyak dibawah tekanan seperti gambar 2.14b
hitung tinggi minyak di kolom piezometer.Gambar 2.14b
Penyelesaian :Diketahui: Gambar disampingDitanya: Tinggi minyak
di kolom piezometerJawab: Hminyak = = = = 4,217 m
Tinggi minyak di kolom piezometer = 2 + 4,217= 6,217 m
2.5 Barometer air raksa menunjukkan angka 24,0 in diatas
pegunungan. Tentukan perkiraan elevasi permukaaan tersebut dari
muka laut.
Penyelesaian :Diketahui: H barometer air raksa = 24,0 In diatas
pegununganDitanya: Perkiraan tinggi elevasi pegunungan dari muka
lautJawab:H = H barometer muka laut H barometer pegunungan = 29,9
In 24,0 In = 5,9 InCatatan : alat barometer menyatakan semakin
tinggi permukaan, semakin rendah tekanan udaranya dan air raksa
menunjukkan lebih rendah, dimana nilai barometer turun 1 cm
menyatakan keadaan permukaan naik 100 m
5,9 In= 14,986 cmElevasi = 14,986 / 100 = 0,14986 m
2.6 Elevasi cairan pada kolom piezometer 1,0 m diatas titik A
pada saluran pipa, seperti gambar 2.15a. berapakah tekanan titik A
jika cairan fluida adalah :a) Air : b) Air raksa.Gambar 2.15a
Penyelesaian :Diketahui: H = 1 m diatas titik ADitanya: P
dititik A jika cairan fluida berupa : a) air b) air raksaJawab: a)
Pair = air. H = (10000)(1) = 10 kN/m2b) Praksa = air. H =
(133,1)(1) = 133,1 kN/m2
2.7 Sebuah manometer dipasang pada pipa yang mengalirkan air,
seperti pada gambar 2.15b. hitunglah tekanan pada titik A.Gambar
2.15b
Penyelesaian : Diketahui: Gambar disampingDitanya: Tekanan pada
titik AJawab:Pair = air. H = (10000)(0,127)= 1270 N/m2 Pair raksa =
air raksa. H = (13,6)(10000)(0,381)5 In = 0,127 m= 51816 N/m2 15 In
= 0,381 mPA + Pair = Pair raksaPA = Pair raksa Pair = 51816 1270 =
50546 kN/m2
2.8 Sebuah manometer dipasang pada pipa yang mengalirkan minyak
(s.g = 0,85) seperti pada gambar 2.15c. Hitunglah tekanan pada
titik A.Gambar 2.15c
Penyelesaian :Diketahui: Gambar disamping SG = 0,85Ditanya:
tekanan pada titik AJawab: GS = minyak = GS. air = 0,85. 10000 =
8500
PA= P1minyak P2minyak + P3air = minyak. H1 minyak. H2 + air. H3
= (8500)(1,3) (8500)(1,5) + (10000)(1,5) = 11050 12750 + 15000 =
13300 N/m2 = 13,3 kN/m2
2.9 Sebuah manometer dipasang pada pipa untuk mengukur tekanan
air, seperti pada gambar 2.16a. Hitunglah tekanan pada titik
A.Gambar 2.16a
Penyelesaian :Diketahui: Gambar diatasDitanya: Tekanan pada
titik AJawab: PA + Pair = PraksaPA= - air. H1 + raksa. H2 = -
(10000)(0,4572) + (13,6)(10000)(0,1524) = - 4572 N/m2 + 20726,4 =
16154,4 N/m2 = 16,1544 kN/m22.10 Sebuah tabung kaca U terbuka pada
kedua kolomnya, seperti pada gambar 2.16b. Bila tabung U berisi air
dan minyak. Hitunglah gravitasi spesifik dari minyak.Gambar
2.16b
Penyelesaian :
Diketahui: Gambar diatasDitanya: GSminyakJawab:GSminyak = P
minyak= P air (0,35m) = 1000 (0,30m) = = 857,143 Kg/m3GSminyak = =
0,857
2.11 Sebuah manometer diferensial dipasang pada pipa yang
mengalirkan minyak (s.g = 0,92) seperti pada gambar 2.16c.
hitunglah perbedaan tekanan titik A dan B.Gambar 2.16 c
Penyelesaian :
Diketahui: Gambar diatasDitanya: Perbedaan tekanan titik A dan
BJawab:PA Pminyak Praksa = PBPA PB = Pminyak + Praksa = minyak.
hminyak + raksa. hraksa = (0.92)(62,4)(2) + (13,6)(62,4)(1) =
114,816 + 848,64 = 963,456 lb/ft2
2.12 Manometer differensial dipasang pada pipa yang mengalirkan
minyak seperti gambar 2.17a. Hitung perbedaan tinggi tekanan titik
A dan B.Gambar 2.17a
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: Perbedaan tinggi tekanan titik
A dan BJawab:
PA + Pminyak Praksa = PBPA PB = Praksa Pminyak = hraksa -
hminyak = GS. air. hraksa GS. air hminysk = (13,6)(10000)(0,1)
(0,91)(10000)(0,1) = 13600 910 = 12690 N/m2
minyak hA hB (hA hB) = = 1,395 m
2.13 Manometer differensial dipasang pada pipa yang mengalirkan
minyak seperti gambar 2.17b. Hitung perbedaan tinggi tekanan titik
A dan B.` Gambar 2.17b
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: perbedaan tinggi tekanan titik
A dan B
4 in = 1016 mJawab: PA + Pminyak Praksa = PB PA PB = Praksa
Pminyak = hraksa - hminyak = GS. air. hraksa GS. air hminyak =
(13,6)(10000)(0,1016) (0,91)(10000)(0,1016) = 12893,04 N/m2 13817,6
(hA hB) = = 1,417 m
2.14 Konfigurasi gambar 2.17c. Hitunglah berat dari piston bila
alat ukur tekanan terbaca 70 kPa.Gambar 2.17c
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatas P = 70kPaDitanya: berat
pistonJawab:Ptotal= Ppiston + Pminyak70 kPa= php + mhm70 kPa= 70
kpa= 70 kpa= Wp= 61,581kPa . 0,25 m2Wp= 48,341kN2.15 Manometer
dipasang pada pipa yang mengalirkan minyak seperti gambar 2.18a.
Jika tekanan di titik A adalah 10 psi. Hitung perbedaan tinggi
elevasi air raksa dikedua kolom manometer, y=?Gambar 2.18a
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatas P dititik A = 10 psiDitanya: y
(perbedaan tinggi elevasi)Jawab:P= 10 lb/m2 . 144 in2/ft2= 1440
lb/ft2PA + P1= P2 + Pc1440 lb/ft2 + p (3 + y) = r. Y1440 lb/ft2 +
0,9 . 62,4lb/ft3 . (3 + y) ft = 13,6 . 62,4lb/ft3 . yft1440 lb/ft2
+ 168,48lb/ft2 + 56,16 y lb/ft2 = 848,64 y lb/ft2848,64 y lb/ft3
56,16 y lb/ft3 = 1608,48 lb/ft2792,48 y lb/ft3 = 1608,48 lb/ft2y
=
2.16 Pipa vertical mengalirkan minyak dipasang manometer seperti
gambar 2.18b. Tentukan berapa pembacaan alat ukur dalam psi.Gambar
2.18b
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: pembacaan alat ukur dalam
psiJawab:Palat ukur + Pminyak Praksa 18 In = 1.5 ftPalat ukur =
Praksa Pminyak = raksa. h - minyak. h = (13,6)(62,4 lb/ft3)(1,5 ft)
(0,85)(62,4 lb/ft3)(10 ft) = 1271,96 lb/ft2 530,4 lb/ft2 = 742,56
lb/ft2 = 5,156667 psi
2.17 Manometer differensial seperti gambar 2.18c. Hitung
perbedaan tekanan pada kedua pipa A dan B.Gambar 2.18c
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: Perbedaan tekanan kedua
pipaJawab:PA Praksa Pminyak = PBPA PB = Praksa + Pminyak = raksa.
hraksa + minyak. hminyak = (13,6)(10000)(0,2) + (0,8)(10000)(1.2) =
27200 N/m2 + 9600 N/m2 = 36800 N/m2 = 36,800 kN/m2
2.18 Pipa vertical dipasangi manometer seperti gambar 2.19a.
Hitung perbedaan tekanan titik A dan B.Gambar 2.19a
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: beda tekanan titik A dan
BJawab: PB Pair1 = PA Pair2 PraksaPA PB = Pair2 + Praksa Pair1=
air2. Hair2 + raksa. Hraksa - air1. Hair1= (62,4)(6) +
(13,6)(62,4)(2) (62,4)(3)= 374,4 + 1697,28 187,2= 1884,48
lb/ft2
2.19 Pada gambar 2.19b, bejana berisi minyak dengan muatan
silinder dan plunger ( penggerak gaya naik turun). Berapakah gaya F
untuk mengimbangi berat silinder.Gambar 2.19b
Penyelesaian:
2.19 Diketahui: Gambar diatasDitanya : FplungerJawab:500 In2 =
3,47222 ft2Pplunger = Psilinder + Pminyak 5 In2 = 0,03472 ft2 = s.
hs + m. hmVs = La. h = hs + (0,78)(62,4)(15) = (3,47222)(15) =
52,0833 ft3 = 15 +730,08 = 2880 + 730,08 Fp = (3610,08) Ap =
(3610,08)(0,0347222) Fp = 125,35 N
2.20 Tangki air dipasangi manometer seperti gambar 2.19c.
Berapakah tinggi muka air dari dasar tangki, H= ?Gambar 2.19c
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: H?Jawab:Pa + Pa1 Pr = 0Pa = Pr
Pa1Pa = r. hr - a1. ha1Pa = (13,6)(10000)(0,2) (10000)(0,15)Pa =
27200 1500a. ha = 25700H = = = 2,57 m
2.21 Manometer differensial dipasangkan pada dua buah tangki
seperti gambar 2.20 a. Hitung perbedaan tekanan pada ruang A dan
ruang B.Gambar 2.20a
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: Beda P ruang A dan BJawab: Oli
SAE 30 = 0,89 Carbon tetrachloride = 1,59 Dilampirkan table A-3PA +
Poli SAE + Praksa - PCarbon tetrachloride PB = 0PA +
(0,89)(10000)(1,1) + (13,6)(10000)(0,3) (1,59)(10000)(0,8) PB = 0PB
PA = 9790 + 40800 12720PB PA = 37870 N/m2 = 37,870 kN/m2
2.22 Pada gambar 2.20b, Hitung perbedaan tekanan air antara pipa
A dan B. Gambar 2.20b
Penyelesaian:
Diketahui: Gambar diatasDitanya: Beda P pipa A dan BJawab: PA +
Pair1 Praksa1 + Pair2 + Praksa2 Pair3 PB = 0PA + (10000)(1)
(13,6)(10000)(1,5) + (10000)(1,2) + (13,6)(10000)(0,15)
(10000)(1,3) PB = 0PA PB = (- 10000) + 204000 12000 68000 + 13000PA
PB = 127000 N/m2 = 127 k N/m2
