Fluida Statis Tekanan Hidrostatik 1. Seekor ikan berada di dasar
kolam air tawar sedalam h = 5 meter. Hitunglah tekanan hidrostatik
yang dialami ikan! 2. Apabila sebuah kapal selam menyelam sedalam
60 m, berapa besar tekanan yang dialami kapal selam tersebut (massa
jenis air laut = 1,03 g/cm3)? 3. Sebuah bejana yang berukuran
panjang 40 cm, lebar 30 cm, dan tinggi 25 cm berisi minyak sebanyak
19,2 kg. Jika massa jenis minyak = 0,8 g/cm3, g = 10 m/s2, dan
tekanan udara luar = 76 cmHg, tentukan: a. tekanan total dan gaya
total yang dialami dasar bejana, b. tekanan hidrostatik dan gaya
hidrostatik yang dialami oleh dinding bejana. 4. Seekor ikan berada
pada kedalaman 5 m dari permukaan air sebuah danau. Jika massa
jenis air 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan:
a. tekanan hidrostatik yang dialami ikan, b. tekanan total yang
dialami ikan! 5. Seorang penyelam mampu berada pada kedalaman 40 m
di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut 1,2 g/cm3 dan
percepatan gravitasi 10 m/s, maka hitunglah besar tekanan
hidrostatis yang dialami penyelam! 6. Sebuah pipa berbentuk pipa U
berisi air dan minyak. Tinggi kolom minyak 20 cm dan tinggi kolom
air 10 cm. Jika massa jenis air 1.000 kg/m3, maka hitunglah massa
jenis minyak! 7. Sebuah pipa U mula-mula diisi dengan air ( = 1.000
kg/m3), kemudian salah satu kakinya diisi minyak setinggi 10 cm.
Jika selisih permukaan air pada kedua kaki 8 cm, berapakah massa
jenis air? 8. Suatu tempat di dasar danau memiliki kedalaman 20 m.
Diketahui massa jenis air danau 1 g/cm2, percepatan gravitasi g =
10 m/s2, dan tekanan di atas permukaan air sebesar 1 atm. Hitunglah
tekanan hidrostatika dan tekanan total di tempat tersebut! 9. Dari
gambar di samping, jika massa jenis air 1.000 kg/m3, tentukan massa
jenis minyak!
Hukum Pascal 1. Gaya sebesar 5 N pada pengisap yang kecil dari
suatu pompa hidrolik dapat mengangkat beban yang beratnya 600 N
pada pengisap yang besar. Jika pengisap yang kecil berpenampang 400
cm2, berapakah luas penampang pengisap yang besar? 2. Perhatikan
gambar! Suatu alat pengangkat mobil (dongkrak hidrolik) terdiri
atas 2 tabung yang berhubungan. Kedua tabung yang mempunyai
diameter berbeda ini ditutup masing-masing dengan
sebuah pengisap. Tabung diisi penuh air. Pada tabung besar
diletakkan mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada tabung
kecil diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika berat
mobil 3 ton, diameter pengisap tabung besar 30 cm dan tabung kecil
5 cm, serta g = 10 m/s2, maka hitunglah gaya yang harus diberikan
agar mobil terangkat naik!
3. Perhatikan gambar di samping! Suatu alat pengangkat mobil
(dongkrak hidrolik) terdiri atas 2 tabung yang berhubungan. Kedua
tabung yang mempunyai diameter berbeda ini ditutup masing-masing
dengan sebuah pengisap. Tabung diisi penuh minyak. Pada tabung
besar diletakkan mobil yang hendak diangkat. Ketika pengisap pada
tabung kecil diberi gaya, ternyata mobil terangkat ke atas. Jika
berat mobil 3 ton, diameter pengisap tabung besar 25 cm dan tabung
kecil 5 cm, serta g = 10 m/s2, maka hitunglah gaya yang harus
diberikan agar mobil terangkat naik!
4. Sebuah dongkrak hidrolik masing-masing penampangnya
berdiameter 3 cm dan 120 cm. Berapakah gaya minimal yang harus
dikerjakan pada penampang kecil untuk mengangkat mobil yang
beratnya 8.000 N?
Gaya Archimedes 1. Sebuah besi yang volumenya 0,02 m tercelup
seluruhnya di dalam air. Jika massa jenis air 10 kg/m, maka
hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut! 2. Diketahui
massa jenis air 1.000 kg/m3 dan gravitasi bumi 9,8 m/s2. Jika ada
benda yang tercelup ke dalam air tersebut dengan volume benda yang
tercelup 20 m3, maka berapakah gaya tekan ke atasnya? 3. Suatu
benda yang massa jenisnya 800 kg/m3 terapung di atas permukaan zat
cair seperti tampak pada gambar. Berapakah massa jenis zat
cair?
4. Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 20 N dan ketika
ditimbang di dalam air berat benda menjadi 15 N. Jika massa jenis
air 1.000 kg/m3 dan g = 10 m/s2, tentukan:
a. gaya ke atas benda oleh air, b. massa jenis benda! 5. Sebuah
kubus dengan sisi 30 cm digantungkan dengan tali. Tentukan gaya
apung yang dikerjakan fluida jika: (diketahui ??? =1.000 kg/m3) a.
dicelupkan setengahnya, b. dicelupkan seluruhnya! Kapilaritas 1.
Sebuah pipa kapiler yang jari-jarinya 1 mm berisi raksa yang massa
jenisnya 13,6 g/cm3. Jika sudut kontak, tegangan permukaan, dan
percepatan gravitasi berturut-turut 120o, 1,36 N/m, 10 m/s2, maka
tentukan penurunan raksa dalam pipa kapiler tersebut! 2. Sebuah
pipa kapiler dengan jari-jari 1 mm dimasukkan vertikal ke dalam air
yang memiliki massa jenis 1 g/cm3 dan tegangan permukaan 1 N/m.
Jika sudut kontak 60 dan percepatan gravitasi g = 10 m/s, maka
tentukan besarnya kenaikan permukaan air pada dinding pipa kapiler!
Fluida Dinamis 1. Perhatikan gambar di bawah ini!
Diketahui air mengalir melalui sebuah pipa. Diameter pipa bagian
kiri A1 = 10 cm dan bagian kanan A2 = 6 cm, serta kelajuan aliran
air pada pipa bagian kiri v1 = 5 m/s. Hitunglah kelajuan aliran air
yang melalui A2! 2. Perhatikan gambar di samping! Besarnya diameter
tabung besar dan kecil masing-masing 5 cm dan 3 cm. Jika diketahui
tekanan di A1 sebesar 16 x 104N/m2 dan memiliki kecepatan 3 m/s,
maka hitunglah tekanan dan kecepatan di A2!
3. Sebuah pipa pitot digunakan untuk mengukur kelajuan udara
yang melalui sebuah terowongan. Pipa pitot tersebut dilengkapi
dengan manometer alkohol ( _a = 800 kg/m3). Apabila beda tinggi
antara kedua kaki manometer 18 cm dan massa jenis udara _u = 1,2
kg/ m3, maka hitunglah kelajuan aliran udara tersebut! (g = 10
m/s2). 4. Pada sebuah sungai bawah tanah air mengalir dari hulu ke
hilir. Kita anggap sungai berbentuk lingkaran dengan diameter
bagian hulu sebesar 6 m dan bagian hilir 10 m. Jika kelajuan aliran
air pada sungai bagian hulu sebesar 10 m/s, maka hitunglah kelajuan
aliran air pada sungai bagian hilir!
5. Dari sebuah bak penampung, air mampu dialirkan air sebanyak
1.200 liter dalam waktu menit. Berapakah debit alirannya? 6. Sebuah
kran yang diameternya 6 cm dilalui air dengan kelajuan 2 m/s.
Berapakah debit air kran tersebut?
7. Air mengalir melalui pipa mendatar dengan diameter pada
masing-masing ujungnya 6 cm dan 2 cm. Jika pada penampang besar,
kecepatan air 2 m/s, berapakah kecepatan aliran air pada penampang
kecil? 8. Suatu bejana berisi air seperti tampak pada gambar.
Tinggi permukaan zat cair 145 cm dan lubang kecil pada bejana 20 cm
dari dasar bejana. Jika g = 10 m/s2, tentukan: a. kecepatan aliran
air melalui lubang, b. jarak pancaran air yang pertama kali jatuh
diukur dari dinding bejana!
9. Air mengalir melewati venturimeter seperti pada gambar. Jika
luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 4 cm2, dan g = 10
m/s2, tentukan kecepatan air (v1) yang memasuki pipa
venturimeter!
10. Sebuah pipa silindris dengan diameter berbeda masing-masing
8 cm dan 4 cm diletakkan pada bidang mendatar. Jika kecepatan
aliran air pada diameter besar 2 m/s dan tekanannya 105 Pa,
berapakah kecepatan dan tekanan air pada diameter kecil?11. Air
mengalir dalam venturimeter seperti tampak pada gambar. Jika luas
penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 3 cm2, maka kecepatan
air (v1) yang masuk venturimeter adalah .
12. Bejana setinggi 2 m diisi penuh air. Pada bejana terjadi dua
kebocoran yang berjarak 0,5 m dari atas dan 0,5 m dari bawah.
Tentukan kecepatan aliran air yang bocor tersebut. 13. Sebuah
bejana diisi air setinggi 4 m. Pada ketinggian 1,5 m terdapat
kebocoran. Dan ketinggian h dari kebocoran pertama ada kebocoran
lagi sehingga mencapai jangkauan yang sama, maka tentukan nilai h!
14. Air mengalir pada suatu pipa yang diameternya berbeda dengan
perbandingan 1 : 2. Jika kecepatan air yang mengalir pada bagian
pipa yang besar sebesar 40 m/s, maka hitunglah besarnya kecepatan
air pada bagian pipa yang kecil!
