Soal Fluida Dinamis | PUSAT ILMU

Soal Fluida Dinamis
1.Soal

Minyak ( $\rho =8\times 10^{3}kg/m^{3}$ ) mengalir melewati pipa mendatar yang makin mengecil . Pada ujung pipa yang besar minyak mempunyai kelajuan 3,0 m/s. Perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa yakni 2,8 kPa. Kelajuan minyak di ujung pipa yang kecil adalah? (SBMPTN 2016)

A. 2,5 m/s
B. 3,0 m/s
C. 3,5 m/s
D. 4,0 m/s
E. 4,5 m/s
Pembahasan

Fluida mengalir dalam pipa berlaku aturan Bernoulli
alasannya yakni pipa mendatar $h_{1}=h_{2}$

$\Delta P=\frac{1}{2}\rho (v_{2}^{2}-v_{1}^{2})$

$2800=\frac{1}{2}800(v_{2}^{2}-3^{2})$
$7=v_{2}^{2}-9$
$v_{2}=\sqrt{16}=4\, m/s$
Jawaban D
2.Soal

Seorang anak mengisi sebuah bejana yang mempunyai volume 0,0019 $m^{3}$ dengan memakai keran yang mempunyai diameter 0,008 m. Apabila air keluar dari keran dengan laju tetap 0,61 m/s, maka waktu yang diharapkan untuk memenuhi bejana tersebut adalah? (SBMPTN 2016)

A. 5,16 menit
B. 10,33 menit
C. 15,45 menit
D. 17,90 menit
E. 20,66 menit
Pembahasan

V= 0,0019 $m^{3}$
d = 0,008 m
v = 0,61 m/s

$\frac{V}{t}=Av$
$\frac{V}{t}=\frac{1}{4}\pi d^{2}v$

$t=\frac{4V}{\pi d^{2}v}=4\times \frac{0,01}{\pi (0,08)^{2}(0,61)}=619,4 \, \, s=10,33\, \, mnt$
Jawaban B
3.Soal

Sebuah semprotan nyamuk tersusun atas pipa vertical yang tercelup dalam cairan antinyamuk dengan massa jenis $\rho$ dan pipa horizontal yang terhubung dengan piston. Panjang bab pipa vertikal yang berada di atas cairan l dengan luas penampang a. Diperlukan kecepatan minimum pemikiran udara yang keluar dari pipa horizontal sebesar v agar cairan antinyamuk sanggup keluar dari pipa vertikal. Jika cairan antinyamuk diganti dengan merek lain dengan $\rho'=1,2\rho$ , maka besar kecepatan minimum pemikiran udara yang diharapkan adalah.... (SBMPTN 2017)

A. $v'=\frac{5}{6}\, \, v$

$m^{3}/s$

B. $v'=v$
C. $v'=\sqrt{1,2}\, \, v$
D. $v'=1,2 v$
E. $v'=4 v$

Pembahasan

Agar cairan antinyamuk sanggup keluar dari pipa vertikal maka:

$P_{udara}=P_{cairan}$
$\frac{1}{2}\rho _{u}v^{2}=\rho _{c}gh$
diperoleh
$v^{2}\sim \rho _{c}$

$\frac{v'}{v}=\sqrt{\frac{\rho' _{c}}{\rho_{c} }}$

$v'=\sqrt{\frac{1,2\rho }{\rho}}\, \, v$

$v'=\sqrt{1,2}\, \, v$
Jawaban C

3.Soal
Air terjun setinggi 8 m dengan debit 10 $m^{3}/s$ dimanfaatkan untuk memutarkan generator listrik mikro. Jika 10 % energi air bermetamorfosis energi listrik dan g = 10 $m/s^{2}$ , daya keluaran generator listrik yakni (UMPTN 1990)
A. 70 kW
B. 75 kW
C. 80 kW
D. 90 kW
E. 95 kW
Pembahasan

h = 8 m
Q = 10 $m^{3}/s$
$\eta$ = 10 % = 0,1
maka:
$P_{out}=\eta P_{in}=\eta Qgh$
$P_{out}=\eta P_{input}=\eta \frac{E}{t}=\eta \frac{mgh}{t}=\eta \frac{\rho Vgh }{t}=\eta \rho Qgh$ $P_{out}=0,1\times1000\times 10\times 10\times 8=80000\, \, watt=80\, kwatt$