SOAL – SOAL FLUIDA FLUIDA STATIS
1. Fluida adalah suatu zat yang …..
A. Selalu mengembang sampai memenuhi bejana
B. Tidak mampu mampat
C. Tidak dapat terkena gaya geser
D. Tidak dapat bergerak bila bekerja gaya geser padanya
E. Mempunyai tegangan geser yang sama pada suatu titik bagaimanapun gerakannya
2. Suatu jenis minyak mempunyai viskositas absolut sebesar 0,004 kg/m.s dan massa jenisnya 840 kg/m3
A. 4,4 x 10
. Viskositas kinematis cairan tersebut adalah ……
-6 m2 B. 4,7 x 10 /s
-6 m2 C. 5,6 x 10 /s
-6 m2 D. 6,4 x 10 /s
-6 m2 E. 6,7 x 10 /s
-6 m2/s
3. Seorang siswa memiliki tinggi badan 170 cm.
Beda tekanan darah antara kepala dan kaki siswa itu adalah …. (ρ darah = 1,06 x 103 kg/m3 dan g = 10 m/s2).
A. 18 Pa B. 18 x 103 C. 28 x 10 Pa
3
D. 36 x 10 Pa
3
E. 18 x 10 Pa
6 Pa
4. Balok kayu bervolume 800cm3 seperti pada gbr.
Jika volume yg terendam 200 cm3. ρair = 1000kg/m3, massa jenis kayu balok...
a. 0,25.103 kgm b. 0,35.10
-3 3 kgm c. 0,45.10
-3 3 kgm d. 0,65.10
-3 3 kgm-3
e. 0,95.103 kgm-3
5. Segumpal es dalam keadaan terapung di laut.
Volum seluruhnya 5150 dm3. Massa jenis es = 0,9 kg/dm3, massa jenis air laut = 1,03 kg/dm3.
Volum es yang menonjol di atas permukaan air laut adalah ....
a. 550 dm3 d. 700 dm3 b. 600 dm3 e. 750 dm3 c. 650 dm3
6. Titik A dan B berada dalam air. Kedalaman titik A dan B dari permukaan air masing-masing 10 cm dan 40 cm. Perbandingan tekanan hidrostatis di titik A dan titik B adalah ....
a. 1 : 5 d. 1 : 4 b. 4 : 1 e. 1 : 1 c. 3 : 2
7. Suatu kubus dari kayu dengan rusuk 10 cm massa jenisnya 0,6 gr/m3, pada bagian bawahnya digantungkan sepotong besi yang volumnya 31,25 cm3 dengan cara mengikat dengan benang. Ternyata, semuanya melayang dalam minyak yang massa jenisnya 0,8 gr/m3.
Massa jenis besi sebesar ....
a. 7,8 gr/cm3 b. 7,6 gr/cm3 c. 7,4 gr/cm3 d. 7,2 gr/cm3 e. 7,0 gr/cm3
8. Suatu pipa U mula-mula diisi dengan raksa yang massa jenisnya 13,6 gr/cm3, kemudian pada kaki kanan dituangkan air 7,6 cm dengan massa jenisnya 1 gr/cm3 lalu di atas air ini dituangkan minyak dengan massa jenis 0,8 gr/cm3.
Ternyata, dalam keadaan setimbang selisih tinggi permukaan air raksa pada kedua kaki 1 cm. Tinggi lajur minyak adalah ....
a. 7,5 cm d. 20 cm b. 10 cm e. 25 cm c. 15 cm
9. Sebuah batu dicelupkan ke dalam alkohol yang massa jenisnya 0,8 gr/cm3. Volum batu 100
cm3 maka gaya tekan ke atas yang dirasakan oleh batu jika g = 9,8 m/s2 adalah ....
a. 72400 dyne d. 77400 dyne b. 73400 dyne e. 78400 dyne c. 754 dyne
10. Sepotong emas dengan massa 50 gram dicelupkan dalam minyak tanah yang massa jenisnya 0,8 gr/cm3 mendapat gaya ke atas 0,04405 N. Jika g = 9,8 m/s2 maka massa jenis emas tersebut adalah ....
a. 8900 kg/m3 b. 9400 kg/m3 c. 9600 kg/m3 d. 9800 kg/m3 e. 9900 kg/m3
11. Sebuah benda dengan massa 5 kg dan volum 4 dm3 dimasukkan seluruhnya ke dalam minyak yang massa jenisnya 0,8 gr/cm3. Gaya ke atas yang dialami oleh benda tersebut sebesar ....
a. 8 N d. 32 N b. 16 N e. 40 N c. 24 N
12. Sebuah benda di udara beratnya 5 N, kemudian dimasukkan seluruhnya ke dalam air yang mempunyai massa jenis 1 gr/cm3 dan ternyata melayang dalam air. Besarnya gaya ke atas yang dialami benda adalah ....
a. 1 N d. 5 N b. 2 N e. 10 N c. 4 N
13. Sebuah bejana berisi dua macam zat cair yang tidak dapat bercampur. Masing-masing massa jenisnya 1,2 gr/cm3 dan 0,8 gr/cm3 dan keduanya mempunyai ketinggian yang sama yaitu 20 cm. Tekanan hidrostatis pada dasar bejana sebesar ....
a. 1600 N/m2 d. 4000 N/m2 b. 2400 N/m2 e. 6000 N/m2 c. 3600 N/m2
14. Sebuah tangki berisi air setinggi 2,5 m. Pada dasar tangki tersebut terdapat lubang kecil sehingga air memancar dari lubang tersebut.
Kecepatan air yang keluar dari lubang adalah ....
a. 5 m/s d. m/s b. 6 m/s e. 2 m/s c. 5 m/s
15. Kekentalan zat cair disebut juga dengan istilah ....
a. viskositas b. konstanta air c. kapilaritas
d. tegangan permukaan e. miniskus
16. Sebuah balok kayu terapung di air, maka … . a. massa jenis kayu sama dengan massa jenis b. gaya Archimedes lebih besar daripada air
berat kayu
c. besar gaya Archimedes sama dengan besar gaya berat kayu
d. massa jenis kayu lebih besar massa jenis air e. gaya Archimedes lebih kecil daripada berat
kayu
17. Sepotong emas murni (ρ= 19,3 g/cm3
a. 2 x 10
) diduga berongga. Timbangan menunjukkan beratnya 38,25 gram dalam udara dan 36,22 gram dalam air. Volume rongga di dalamnya adalah … .
-8 m
18. Yang bukan termasuk faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya zat cair di dalam pipa kapiler adalah … .
a. tegangan permukaan b. massa jenis zat cair c. diameter pipanya d. volum zat cairnya
e. sudut kontak permukaan zat cair dengan dinding pipa
19. Sebuah kotak berbentuk kubus dengan rusuk masing-masing 10 cm, disi alkohol yang massanya 480 gram, massa jenisnya 0,8 gr/cm3. Tekanan dan gaya hidrostatis pada dasar bak … (g = 10 m/det2 20. Perhatikan gambar di bawah !
Air 40%
20%
Alkohol
Sebuah benda terapung di atas permukaan air yang berlapiskan alkohol dengan 40% volume benda berada dalam air dan 20% di dalam alkohol. Jika massa jenis alkohol 0,8 gr/cm3 hitung massa jenis benda dalam gr/cm3
a. 0,02 .
dimasukkan ke dalam air. Jika 0,6 bagian muncul , di atas air, maka besar gaya ke atas yang dimilild balok adalah adalah...N.
5 d. 4x 10
22. Sebuah jarum yang panjangnya 5 cm diletakkan berlahan-lahan di atas permukaan air yang mempunyai tegangan permukaan sebesar 7,3 x 10-3
a. 7,3 x 10
N/m. Berat jarum maksimum agar tidak tenggelam adalah ....
-2 N d. 3,65 x 10-3
b. 3,65 x 10 N
-2N e. 3,65 x 10-4
c. 7,3 x 10 kg
-3N
23. Dimensi untuk tekanan adalah ….
a. MLT
24. Sebuah benda seberat W massa jenis ρB
terapung pada permukaan zat cair massa jenis ρZC dan mendapat gaya ke atas sebesar F.
Hubungan yang benar adalah … . a. W < F; ρB= ρZC
b. W = F; ρB= ρZC
c. W ≤ F; ρB= ρZC
d. W = F; ρB< ρZC
e. W < F; ρB< ρZC
25. Sebuah balok jika ditimbang dengan neraca di udara beratnya 30 N dan jika dicelupkan di dalam air neraca menunjukkan angka 21 N.
Massa jenis air 1 gr/cm3, maka massa jenis balok tersebut adalah … . (g = 10 m/s2)
a. 9 gr/cm b. 7,8 gr/cm
3
c. 3,33 gr/cm
3 d. 1,43 gr/cm
3 e. 0,3 gr/cm
3 3
26. Sebuah pipa silinder lurus memiliki dua macam penampang. Diameter penampang kecil adalah setengah kali diameter penam-pang besar, dan diletakkan horizontal. Tekanan pada penampang kecil 2x10-5 N/m dan kelajuannya 3 m/s. Tekanan air pada penampang besar adalah...N/m2. a. 1,325 x 105 d. 2,750 x 10
b. 1,500 x 10
5 5 e. 3,000 x 105
c. 2,675 x 10
5
27. Sebuah benda dimasukkan ke dalam air.
Ternyata 40% bagian dari benda tersebut teapung di atas permukaan air. Berapakah massa jenis benda tersebut? (massa jenis air = 1 g/cm3) a. 0,4 g/cm
b. 0,6 g/cm
3
c. 0,8 g/cm
3
d. 1,0 g/cm
3
e. 1,2 g/cm
3 3
28. Pipa kapiler dimasukkan ke dalam air secara tegak lurus, permukaan air di dalam pipa ternyata lebih tinggi dari permukaan air di luar pipa. Selisih tinggi air tersebut bergantung persyaratan di bawah ini, kecuali … .
a. jari-jari pipa kapiler
b. tegangan muka air c. sudut sentuh air d. massa jenis air e. panjang pipa kapiler 29. Lihat gambar !
16 cm
air zat
8 cm
Dari gambar di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa … .
a. massa jenis zat > massa jenis air b. massa jenis zat 0,5 gr/cm3 c. Tekanan hidrostatis 40 N/m
2
d. gaya hidrostatisnya 40 N e. massa jenis zat tak dapat dicari
30. Balok gabus dengan massa jenis 800 kg ms
-3 berada di dalam air yang mempunyai massa jenis 1000 kg m-3. Gabus diikat dengan tali dan ditambatkan pada dasar bejana. Apabila tegangan tali 2000 N dan percepatan gravitasi 10 ms-2
air T
, maka volume gabus adalah … . a. 0,2 m3 b. 0,5 m
3
c. 1,0 m
3
d. 2,0 m
3
e. 4,0 m
3
31. Sepotong kaca di udara memiliki berat 25 N dan massa jenis 2,5 x 103 kg/m3. Bila massa jenis air 103 kg/m3 dan percepatan gravitasinya 10 m/s2 a. 10 N
maka berat kaca di dalam air adalah … . ,
b. 15 N c. 20 N d. 25 N e. 30 N
32. Benda dengan massa 200 gram, ketika ditimbang di dalam air seolah-olah menjadi 175 gram, kemudian ditimbang dalam suatu cairan massanya menjadi 150 gram. Besar massa jenis cairan adalah … .
a. 0,5 gr/cm3 b. 0,8 gr/cm
3
c. 2 gr/cm3 d. 2,5 gr/cm
3
e. 3 gr/cm
3 FLUIDA DINAMIS
1. Dalam satu garis alir dalam suatu fluida diperoleh ....
a. kecepatan partikel-partikel fluida sama b. pada suatu titik kecepatan partikel-partikel
fluida sama
c. suatu bentuk lintasan yang lurus d. kecepatan partikel-partikel fluida yang
membesar
e. kecepatan partikel-partikel fluida yang mengecil
2. Azas Bernoulli dalam fluida bergerak menyatakan hubungan antara ....
a. tekanan, massa jenis dan suhu b. tekanan, kecepatan dan massa jenis c. tekanan hidrostatis dan kontinuitas aliran d. daya angkat pesawat terbang dan
kecepatan fluida
e. tekanan, kecepatan dan kedudukan
3. Dalam sebuah pipa mendatar mengalir air dengan debit 10 cm3/s. Pada penampang 10 cm2 bertekanan 2 dyne/cm2. Tekanan air pada pipa yang penampangnya 5 cm2 adalah ...
dyne/cm2.
a. 0,5 d. 3,5 b. 1,5 e. 3 c. 2,5
4. Suatu tekanan yang dapat menahan suatu kolam air setinggi 60 cm dapat menahan kolam cairan garam setinggi 50 cm. Dapat disimpulkan rapat massa cairan garam (dalam kg/m3) adalah ....
a. 12000 d. 1,2 b. 120 e. 1200 c. 12
5. Minyak mengalir melalui sebuah pipa bergaris tengah 8 cm dengan kecepatan rata-rata 3 m/s.
Cepat aliran dalam pipa sebesar ....
a. 15,1 m3/s d. 1,51 m3/s b. 15,1 liter/s e. 1,51 liter/s c. 151 liter/s
6. Alat pengukur tekanan menunjukkan bahwa tekanan di lantai dasar gedung bertingkat adalah 3.105 N/m2. Dengan demikian air dalam salah satu pipa pada bangunan tersebut akan mencapai ketinggian ....
a. 30,6 m d. 36,6 m b. 30 m e. 3,60 m c. 36 m
7. Debit air yang keluar dari pipa yang luas penampangnya 4 cm2 sebesar 100 cm3/s.
Kecepatan air yang keluar dari pipa tersebut adalah ....
a. 25 m/s d. 4 m/s b. 2,5 m/s e. 0,4 m/s c. 0,25 m/s
8. Luas total sayap sebuah pesawat terbang 18 m2. Udara mengalir pada bagian atas sayap dengan kecepatan 50 m/s pada bagian bawah sayap 40 m/s. Jika massa jenis udara = 1,29 kg/m3, maka berat pesawat adalah ....
a. 10449 N d. 90144 N b. 14049 N e. 40149 N c. 19044 N
9. Bak besar terbuka berisi air, terdapat lubang kebocoran kecil berdiameter d berada pada kedalaman h di bawah permukaan air.
Percepatan gravitasi di tempat itu g. Debit air yang keluar dari lubang kebocoran dapat dirumuskan … .
a. 4
gh 2 d2 π
b. 2
gh 2 d2 π c. πd 2gh
d. 2 gh 2 πd
e. 4
gh 2 πd
10. Pipa mendatar mempunyai ujung dengan luas penampang masing-masing 200 mm dan 100 mm. Jika air mengalir dari penampang besar dengan kecepatan 2 m/s, kecepatan air pada penampang kecil adalah adalah...m/s.
a. ¼ d. 2
b. ½ e. 4
c. 1
11. Perhatikan gambar.
Kecepatan air yang keluar dari lubang A adalah ... m/s.
a. 4 d. 10
b. 6 e. 14
c. 8
12. Sebuah pipa venturimeter mempunyai luas penampang At = 5 cm dan A2 = 4 cm . Apabila g
= 10 m/s2
a. 3 d. 9
, kecepatan air (v) yang memasuki pipa venturimeter adalah.. .m/s.
b. 4 e. 25
c. 5
13. Perhatikan gambar
Jarak X adalah.. .m.
a. 5 d. 20
b. 10 e. 25
c. 15
14. Sebuah balon dengan diameter 10 m berisi udara panas. Kerapatan udara dalam balon 75%
kerapatan udara luar (kerapatan udara luar 1,3 kg/m3
a. 0 d. 510
). Besar massa total maksimum penumpang dan beban yang masih dapat diangkut balon adalah ... kg.
b. 1,3 c. 680 c. 170
15. Sebuah pipa berdiameter 1 m bercabang menjadi dua. Diameter pipa pertama yakni 0,5 m dan kecepatan alirannya 0,3 m/s. Kemudian, diameter pipa kedua yakni 0,8 m. Kecepatan aliran dalam pipa berdiameter 1 m adalah ...
m/s.
a. 0,459 d. 0,269 b. 0,440 e. 0,249 c. 0,300
16. Setetes air hujan yang berdiameter 2 mm dan bermassa jenis 960 kg/m3 jatuh di dalam udara.
Jika koefisien viskositas udara 1,8 x 10-5 Ns/m dan massa jenisnya 1,3 kg/m3 , kecepatan maksimum tetesan air hujan adalah ....
a. 116 km/jam d. 115 m/s b. 115 km/jam e. 464 km/jam c. 116 m/s
17. Air setinggi h berada pada silinder penampung air, tepat di dasar silinder terdapat kran yang diarahkan ke atas dengan perbandingan diameter 1 : 2. Berapa tinggi maksimum pancaran air dari kedua kran … .
a. 1 : 2 dari tinggi air (h) b. 2 : 1 dari tinggi air (h) c. 1 : 4 dari tinggi air (h) d. 1 : 8 dari tinggi air (h)
e. memancar sama tingginya dengan h
18. Fluida ideal mengalir pada sebuah pipa yang diameternya masing-masing 5 cm, 5 2cm dan 10 cm. Perbandingan kecepatan fluida di dalam pipa tadi … .
a. 1 : 2 : 4 d. 4 : 1 : 2
b. 1 : 3 : 4
c. 4 : 2 : 1 e. 3 : 1 : 4
19. Sepotong logam yang bermassa 2,5 kg, jika dimasukkan ke dalam minyak mengalami pengurangan berat sebesar 4 N. Jika massa jenis minyak 800 kgm–3 dan percepatan gravitasi 10 ms–2
a. 1000 kgm, maka massa jenis logam itu adalah … . b. 2000 kgm
–3
c. 3000 kgm
–3
d. 4000 kgm
–3
e. 5000 kgm
–3 –3
20. Berikut ini adalah pernyataan untuk fluida ideal:
(1) tidak ada gaya gesekan antar molekul (2) tidak termampatkan
(3) tidak ada gaya gesekan antara dinding tabung dengan fluida
(4) alirannya stasioner
Pernyataan yang benar adalah … . a. 1, 2, dan 3
b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. 1, 2, 3, dan 4
21. Sebuah bak penampung air setinggi 10 m bocor pada ketinggian 2 m dari dasar bak. Jarak pancaran dalam arah horisontal diukur dari lubang kebocoran adalah … .
a. 2 meter b. 4 meter c. 5 meter d. 8 meter e. 10 meter
22. Sebuah bak air dengan volum 0,6 m3, diisi air dengan melalui pipa yang luas penampangnya 10 cm2
a. 2,5 menit
. Jika kecepatan aliran air 2 m/s, maka waktu untuk memenuhi bak tersebut adalah … .
b. 5 menit c. 6 menit
d. 6,5 menit e. 10 menit
23. Perhatikan gambar !
1,65 m 2 m Air 0,2 m
hmax = ?
Berdasarkan gambar di atas, jika g = 10 m/s2, maka besar hmax
a. 1,35 m adalah … . b. 2,35 m
c. 3 m d. 3,35 m e. 4 m
24. Sepotong balok volumenya 80 cm3
ρ dimasukkan
ke dalam air. ( = 1 gr/cm3
a. 20 cm
). Jika massa balok itu 60 gram, volum balok yang berada di atas permukaan air adalah … .
3
b. 40 cm
3
c. 60 cm
3
d. 75 cm
3
e. 80 cm
3
25. Pada gambar di bawah, air mengalir melewati pipa ventrurimeter, jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing 4 cm2 dan 2 cm2, dan g = 10 m/s2, maka kecepatan (V) air yang memasuki pipa venturimeter adalah … .
a. 32 m/s b. 32 2
m/s c. 32 3 m/s d. 2 m/s e. 3 m/s
20 cm
A1 A2
26. Pipa horisontal berisi zat cair yang mengalir mempunyai dua luas penampang yang berbeda.
Apabila A1 = 1,5 A2 dan V1 = 2 ms-1, maka besar V2
A1
A2
v2 v1
adalah … .
a. 1,5 ms-1 b. 2,0 ms
-1
c. 2,5 ms-1 d. 3,0 ms
-1
e. 4,5 ms
-1
27. Pada gambar di bawah tabung zat cair ideal, pada dindingnya terdapat lubang kebocoran yang luas penampangnya jauh lebih kecil dibandingkan luas permukaan tabung. Jika h1
= 100 cm dan h2
h1 h2
= 80 cm, maka air jatuh pada jarak horisontal sejauh … .
a. 20 cm b. 40 cm c. 60 cm d. 80 cm e. 100 cm
TERMODINAMIKA
1. Usaha yang dilakukan gas dinyatakan dengan persamaan:
W = P ∆ V
2. Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa sejumlah kalor yang diterima sistem digunakan untuk menambah energi dalam sistem dan melakukan usaha. Menurut Hukum I termodinamika berlaku persamaan:
Q = ∆ U + W
3. Kapasitas kalor didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu gas sebesar satu Kelvin.
C = T Q
Kapasitas kalor ada dua macam yaitu: ∆
a. Kapasitas kalor pada volume tetap (Cv
Cv =
) yang dirumuskan:
2 3nR
b. Kapasitas kalor pada tekanan tetap (Cp
Cv =
yang dirumuskan dengan: )
2 5nR
4. Sebuah mesin kalor mempunyai efisiensi sebesar :
100%
Q x η = W
5. Efisiensi mesin Cornot dirumuskan sebagai berikut.
% 100 1
1
2 x
Q Q
−
η
=% 100 1
1
2 x
T T
−
η
=6. Perubahan entropi dalam proses reversibel a. Jika proses terjadi pada volume tetap (Cv)
dan Cv dianggap tetap (S2 – S1)v = ∆S = Cv
1 2
T In T
b. Jika proses terjadi pada tekanan tetap (Cp) dan Cp dianggap tetap
(S2 – S1)v = ∆S = Cp 1 2
T InT
7. Untuk proses ir reversibel boleh digunakan rumus untuk proses reversibel, asalkan keadaan awal dan akhir proses ini sama.
Perubahan entropi dalam proses ireversibel.
8. Perubahan entropi total
∆S = ∆Sbenda + ∆Sreservoir = Cp
−
−
2 1 2 1 2
T T T T InT
Usaha pada proses termodinamika
Proses isobarik W = .p∆V
Proses isokhorik W = nol
Proses isotermik
1
log 2
. . 3 ,
2 V
T V R n W =
Mesin Carnot bekerja diantara reservoir suhu tinggi (T1) dan reservoir suhu rendah (T2). Siklus Carnot terdiri dari dua proses isotermik dan dua proses adiabatik.
Usa ha per siklus W =Q1 −Q2 Efisiensi mesin
% 100 ) 1 (
% 100
1 2
1
T x x T
Q
W = −