Contoh Soal Fluida Dinamis Fisika SMA Kelas XI Lengkap dengan Jawaban

Materi fluida dinamis akan diperoleh oleh siswa pada mata pelajaran Fisika SMA. Selain memahami bentuk-bentuk fluida dinamis yang ada dalam keseharian kita, berlatih contoh soal fluida dinamis pun dapat menjadikan kita semakin menguasai materi tersebut.

Fluida sangat dekat dan ada dalam kehidupan sehari-hari. Fluida adalah suatu zat yang bisa mengalami perubahan bentuk secara kontinu/terus menerus bila terkena tekanan atau gaya geser walaupun relatif kecil atau biasa disebut zat mengalir.

Mengutip buku Modul Pembelajaran SMA Fisika Kelas XI oleh Kusrini (2020), berikut adalah contoh-contoh soal fluida dinamis. Pelajari yuk!

Contoh Soal Fluida Dinamis Fisika Kelas XI

1. Sebuah bak mandi akan diisi dengan sebuah air mulai pukul 07.20 WIB s/d pukul 07.50 WIB. Jika debit air 10 liter/ menit, maka berapa literkah volume air yang ada
dalam bak mandi tersebut ?

A. 100 liter
B. 200 liter
C. 300 liter
D. 350 liter
E. 400 liter

Jawaban: C. 300 liter

Pembahasan
Diketahui :
t = 30 menit diperoleh dari 07.50 WIB - 07.20 WIB
Q = 10 liter/menit
Ditanyakan , V = ..?
Jawab
Rumus Debit
Q= 𝑉/𝑡

Ditanyakan
V = Q . t = 10 liter/menit . 30 menit
= 300 liter

2. Saat kita menyiram tanaman dengan menggunakan selang dan jarak tanaman jauh dari ujung selang maka yang kita lakukan adalah memencet ujung selang supaya luas permukaan ujung selang menjadi semakin kecil. Asas yang terdapat pada aktivitas tersebut adalah...

A. Asas kontinuitas
B. Asas black
C. Asas termodinamika
D. Asas mekanika
E. Asas elastisitas

Jawaban: A. Asas kontinuitas yang menyatakan bahwa fluida yang tak termampatkan dan mengalir dalam keadaan tunak, maka laju aliran volume di setiap waktu sama besar.

3. Sebuah pipa dengan luas penampang 616 cm2 dipasang keran pada ujungnya dengan jari jari keran 3,5 cm. Jika besar kecepatan aliran air dalam pipa 0,5 m/s, maka dalam waktu 5 menit , berapakah volume air yang keluar dari keran ?

A. 9,24 m3
B. 10,12 m3
C. 12,4 m3
D. 15 m3
E. 18,2 m3

Jawaban: A. 9,24 m3
Pembahasan

Diketahui
A1 = 616 cm2 = 616.10-4 m
v1 = 0,5 m/s
R2 = 3,5 cm = 0,035 m
t = 5 menit = 300 detik

Ditanya
V2 = ...?
Q1 = Q2
A1.v1 =𝑉2/𝑡2
V2 = A1.v1.t2
= 616.10-4 . 0,5 . 300
= 924.10-2
= 9,24 m3

4. Berikut adalah ciri-ciri fluida dinamis, kecuali....

A. Fluida dianggap tidak kompresibel
B. Tak bergantung waktu (tunak) artinya kecepatannya konstan pada titik tertentu dan membentuk aliran laminer
C. Aliran fluida adalah aliran stasioner
D. Fluida dianggap bergerak tanpa gesekan walaupun ada gerakan materi
E. Aliran fluida dinamis

Jawaban: E. Aliran fluida dinamis,
Pembahasan
Aliran fluida tidak dinamis melainkan status karena dibatasi oleh luas permukaan yang sama dan debit air beraturan

5. Jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal adalah bunyi dari asas?

A. Asas kontinuitas
B. Asas black
C. Asas termodinamika
D. Asas mekanika
E. Asas bernaulli

Jawaban: E. Asas bernoulli

Pembahasan: Asas bernoulli terjadi pada tangki air yang berlubang, gaya angkat pada sayap pesawat terbang, pipa venturi, tabung pitot dan sejenisnya yang alirannya memiliki nilai yang sama.

6. Air mengalir dari pipa yang berjari jari 3 cm dan keluar melalui sebuah keran yang berjari jari 1 cm. Jika kecepatan air keluar keran 3 m/s. berapakah kecepatan air dalam pipa?

A. 17,6 liter/ s
B. 15,5 liter/ s
C. 18,2 liter/ s
D. 22,2 liter/ s
E. 16,4 liter/ s

Jawaban: A. 17,6 liter/ s
Pembahasan
Diketahui :
r = 4 dm = 0,4 m
h = 21 dm = 21.10-1m
t = 10 menit = 600 detik

Rumus Volume sebuah tabung
V = π r2 x h

Volume air = Volume tabung
Debit x waktu = 22/7 . (0,4)2. 21
Q . t = 22.0,16.3
Q . 600 = 10,56
Q = 10,56/600
= 0,0176 m3/s
= 17,6 dm3/s

7. Perbedaan tekanan udara antara atas dan bawah pesawat 20 N/m. Jika kecepatan aliran udara di bawah sayap 70 m/s, berapakah kecepatan aliran udara di atas sayap pesawat ? (ρ= 1,29 kg/m3)

A. 80,5 m/s
B. 70,22 m/s
C. 10,2 m/s
D. 11,6 m/s
E. 60,5 m/s

Jawaban: B. 70,22 m/s
Pembahasan:
Diketahui : P2 -P1 = 20 N/m
V2 = 70 m/s
ρ = 1,29 kg/m3

Ditanyakan: V1 = ... ?
P2 -P1 =½ ρ. (v1^2 - v2^2)=
20 = ½. 1,29.( v1^2 - 70^2)=
31,008 = v1^2 - 4900
V1 = 70,22 m/s

8. Apa yang dimaksud aliran turbulen?

A. Aliran fluida dalam pipa tidak beraturan/tidak sejajar dengan pipa
B. Aliran yang memancar dalam volume yang besar
C. Aliran yang statis
D. Aliran yang beraturan
E. Aliran yang bergerak sejajar

Jawaban: A. Aliran fluida dalam pipa tidak beraturan/tidak sejajar dengan pipa

9. Air dialirkan melalui pipa seperti pada gambar di atas. Besar kecepatan air pada titik 1, 3 m/s dan tekanannya P1 = 12300 Pa. Pada titik 2, pipa memiliki ketinggian 1,2 meter lebih tinggi dari titik 1 dan besar kecepatan air 0,75 m/s. Berapa tekanan pada P2?

A. 4.080 Pa
B. 1.800 Pa
C. 3.200 Pa
D. 1.200 Pa
E. 6.800 Pa

Jawaban: A. 4.080 Pa
Pembahasan

Diketahui :
V1 = 3 m/s ρair =1000 kg/m3
V2 = 0,75 m/s g = 10 m/s2
h2 = 1,2 m
P1 = 12.300 Pa

Ditanyakan, P2 =... ?
P2 = P1 + ½ ρv1
2 - ½ ρv2
2 - ρgh2
= 12.300 +½ 1000.3^2 - ½ 1000. 0,75^2 - 1000.9,8.1,2
= 4.080 Pa

10. Laju aliran air disebut?

A. Volume
B. Debit
C. Aliran
D. Pro
E. Fluida

Jawaban: B. Debit, debit adalah banyaknnya volume air yang mengalir setiap detik

Contoh soal di atas bisa jadi bahan detikers untuk berlatih dan memahami lebih dalam materi fluida dinamis. Semoga bermanfaat ya!

Video Kemendiktisaintek: Peminat MIPA Itu Menurun Sekarang, Khususnya Fisika

Video Kemendiktisaintek: Peminat MIPA Itu Menurun Sekarang, Khususnya Fisika