SOAL UTS MEKANIKA FLUIDA
1. Tiga jenis fluida disusun pada suatu tabung
yang memiliki kemiringan 300 sehingga membentuk
suatu lapisan dengan kedalaman masing-masing fluida yang
berbeda. dapat diketahui sebagai
berikut :
a. Setiap
lapisan memberikan tekanan pada lapisan dibawahnya.
b. Besar
tekanan itu bergantung pada kedalaman, makin dalam letak suatu bagian fluida
semakin besar tekanan pada bagian itu.
c. Tekanan
hidrostatis tertinggi adalah yang berada pada dasar paling bawah, analoginya
adalah dengan melihat tumpukan manusia, tentunya orang yang berada paling bawah
akan merasakan tekanan yang paling besar.
d. Dalam
hidrostatika tekanan air pada bidang, selalu tegak lurus pada bidang tersebut,
karena tidak adanya gaya geser (gaya tangensial), jadi hanya tinggal gaya
normal yang tegak lurus bidang saja. Dengan menggunakan rumus phytagoras, maka
ketinggian masing-masing fluida sbb:
Penyelesaian
Ø
Tekanan hidrostatis
titik 1 karena tidak ada lapisan fluida diatasnya, maka yang terjadi adalah
tekanan atmosphere akibat gaya gravitasi bumi, pada dasarnya tekanan atmosphere
hampir sama dengan tekanan hidrostatis yang disebabkan oleh berat udara di atas
titik pengukuran. Besar tekanan atmosphere umumnya 1 atm = 101.325 kPa.
Ø
Tekanan hidrostatis
titik 2, fluida minyak yang memiliki massa jenis ρ : 800 kg/m3 ,
ketinggian (h) : 0,05 m
Ph2 = ρgh + Patm = 800 kg/m3
x 9,8 m/s2 x 0,05 m + 101,325 kPa = 101,717 kPa
Ø
Tekanan hidrostatis
titik 3, fluida air yang memiliki massa jenis ρ : 1000 kg/m3, ketinggian
(h) : 0,1 m
Ph3 = ρgh + Ph2 = 1000 kg/m3
x 9,8 m/s2 x 0,1 m + 101,717 kPa = 102,697 kPa
Ø
Tekanan hidrostatis
titik 4, fluida merkuri yang memiliki massa jenis ρ : 13000 kg/m3, ketinggian
(h) : 0,1 m
Ph4 = ρgh + Ph3 = 13000 kg/m3
x 9,8 m/s2 x 0,1 m + 102,697 kPa = 115,437 kPa
2. Perancangan perahu sederhana menggunakan
papan kayu dengan massa jenis ρ: 500kg/m3,dengan volume kayu (v
balok P x L x T) Vk = 2m x 2m x t =4t m3. massa
orang (m: 70+60+20+10=160kg). Massa kjenis kayu ρ:500 kg/m3 Dengan
massa jenis air ρ: 1000kg/m3, hal ini mendukung syarat benda
mengapung yaitu. Untuk menghitung perahu (t) papan kayu agar air tidak
membasahi permukaan, yaitu dengan menghitung ketinggian papan yang tercelup
kedalam air terlebih dahulu membuat persamaan yaitu FA=W seperti
berikut:
Mencari volume balok
kayu tersebut
Vk = 2m x 2m x t
= 4t m3
Setelah ketemu
volumenya yaitu sama dengan 4t lalu mencari t dari rumus FA=W
FA= W
Vk.g = m orang + m kayu .g (
karena sama ada gravitasi maka “g” dicoret )
1000.4t =
160 + ρk.Vk
4000t =160
+ 500. 4t
4000t =
160 + 2000t
4000 t+ 2000t =
160
2000t =
160
t =160
/ 2000
=
0,08 m = 8 cm
misal : t = 10cm = 0.4 m
Vk= 4t = 0.4 m3
Setelah mendapatkan t
lalu hitung gaya archimedesnya
FA
= ρair . Vk . g
= 1000 . 0,4 . 10
= 4000 N
W
= 160 + 500 . 0,4
= 3600 N
Dan karena gaya
boyance nya lebih besar dari pada beratnya artinya bakal terapung.
3.Seorang tukang emas
ingin membuat sebuah bola berongga yang terbuat dari emas murni, tentukan
jari-jari dalam dan luar bola emas ini agar bola emas ini terapung setengahnya
diatas air . Anggap massa jenis air = 1000 kg/m3dan massa jenis emas
= 19300 kg/m3
Pertama benda
berbentuk bola maka kita harus mencari rumus volume benda :
Nah lalu kita sekarang
bisa mencari tebal t
T = R – r
r = 1 cm
R = 1,008769cm
Jadi t = 0,008769
cm
4. sebongkah es
terapung di dalam gelas berisi air penuh. ketika es mencair , apakah ada air
yang tumpah dari gelas, jelaskan logika anda
menurut hukumnewton 1
Tidak ada komentar:
Posting Komentar