10 Soal UN Tentang Fluida Statis dan Dinamis beserta Pembahasannya

Perhatikan soal UN tentang fluida statis dan dinamis berikut ini. Jangan khawatir, soal-soal UN ini telah dilengkapi dengan pembahasannya kok.

Soal No. 1 (UN Fisika Tahun 2012)

Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya angkat ke atas maksimal seperti gambar.

Jika v adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara maka sesuai asas Bernoulli rancangan tersebut dibuat agar ….

A.   v_A > v_B sehingga P_A > P_B

B.   v_A > v_B sehingga P_A < P_B

C.   v_A < v_B sehingga P_A < P_B

D.   v_A < v_B sehingga P_A > P_B

E.   v_A > v_B sehingga P_A = P_B

Jawaban: B

Soal No. 2 (UN Fisika Tahun 2013)

Sebuah bak yang berisi air dan terdapat sebuah kran seperti pada gambar.

Jika g = 10 m/s² maka kecepatan semburan air dari kran adalah ….

A.   3 m/s

B.   8 m/s

C.   9 m/s

D.   30 m/s

E.   900 m/s

Jawaban: A

Pembahasan:

Diketahui:

g = 10 m/s²

h = 85 cm – 40 cm = 45 cm = 0,45 m

Ditanyakan: v = …?

Jawaban:

v = √2gh

v = √2 x 10 x 0,45

v = √9 = 3 m/s

Soal No. 3 (UN Fisika Tahun 2014)

Perhatikan gambar berikut ini!

Sebuah pipa U mula-mula diisi dengan air yang massa jenisnya 1000 kg/m³ kemudian pada salah satu pipa dituangkan minyak goreng sehingga posisi stabil tampak seperti gambar. Jika tinggi kolom minyak 8 cm dan kolom air 5 cm, besarnya massa jenis minyak goreng adalah ….

A.   520 kg/m³

B.   525 kg/m³

C.   600 kg/m³

D.   625 kg/m³

E.   720 kg/m³

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui:

ρ₁ = 1000 kg/m³

h₁ = 5 cm

h₂ = 8 cm

Ditanyakan: ρ₂ = …?

Jawaban:

P₁ = P₂

ρ₁ . g . h₁ = ρ₂ . g . h₂

1000 kg/m³ . 5 cm = ρ₂ . 8 cm

ρ₂ = 5000/8 = 625 kg/m³

Soal No. 4 (UN Fisika Tahun 2014)

Perhatikan gambar berikut ini!

Posisi pipa besar adalah 5 m di atas tanah dan pipa kecil 1 m di atas tanah. Kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 36 km/jam dengan tekanan 9,1 × 10⁵ Pa, sedangkan tekanan di pipa yang kecil 2 × 10⁵ Pa. Jika massa jenis air 1000 kg/m³ maka kecepatan air pada pipa kecil adalah ….

A.   10 m/s

B.   20 m/s

C.   30 m/s

D.   40 m/s

E.   50 m/s

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui:

h₁ = 5 m

h₂ = 1 m

v₁ = 36km/jam = 10 m/s

P₁ = 9,1 x 10⁵ Pa

P₂ = 2 x 10⁵ Pa

ρ = 1000 kg/m³

Ditanyakan: v₂ = …?

Jawaban:

P₁ + ½ ρv₁² + ρgh₁ = P₂ + ½ ρv₂² + ρgh₂

9,1×10⁵ + ½×10³×10² + 10³×10×5 = 2×10⁵ + 0,5×10³×v₂² + 10³×10×1

9,1×10⁵ + 5×10⁴ + 5×10⁴ = 2×10⁵ + 5×10²×v₂² + 10⁴ |:10⁴|

91 + 5 + 5 = 20 + 5×10^-2×v₂² + 1

101 = 21 + 0,05 v₂²

80 = 0,05 v₂²

v₂² = 1600

v₂ = 40 m/s

Soal No. 5 (UN Fisika Tahun 2015)

Sebuah balok berukuran 5 cm × 5 cm × 5 cm mempunyai massa 0,5 kg terapung di permukaan zat cair yang mempunyai massa jenis 1.000 kg/m³. Jika 2/5 bagian balok muncul di permukaan zat cair dan percepatan gravitasi 10 m/s² maka besar gaya angkatnya adalah ….

A.   0,50 N

B.   0,75 N

C.   1,00 N

D.   1,25 N

E.   1,50 N

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

m = 0,5 kg

p = 5 cm

l = 5 cm

t = 5 cm

ρ = 1.000 kg/m³

g = 10 m/s²

2/5 bagian balok muncul di permukaan

Ditanyakan: F_A = …?

Jawaban:

Karena 2/5 bagian balok muncul di purmakaan maka 3/5 balok berada di dalam air, sehigga:

V = 3/5 × 5 cm × 5 cm × 5 cm

V = 75 cm³

V = 7,5×10⁻⁵ m³

F_A = ρgV

F_A = 1000 × 10 × 7,5×10⁻⁵ N

F_A = 0,75 N