soal latihan fluida tak bergerak

Soal Latihan.

1.      Hitung rapat massa dan rapat massa relatif dari gasolin bila 51 gram = 75 cm³

2.      Berapa Volume dari 300 gram air raksa jika rapat massa air raksa 13,6 g/cm³

3.      Dua macam cairan A dan B dimasukkan dalam satu bejana dan menghasilkan rapat massa yang baru 1,4 g/cm³. Sedangkan rapat massa cairan A = 0,8 g/cm³. Rapat massa cairan B = 1,8 g/cm³. Hitunglah volume masing-masing cairan dalam 1000 cm³ volume campuran.

4.      Sebongkah emas dan jam tangan = 100 gram. Rapat massa emas = 19,3 g/cm³ dan rapat massa jam tangan = 2,6 g/cm³, sedangkan rapat massa bongkah emas + jam tangan = 6,4 g/cm³. Hitunglah massa emas dalam jam tangan tersebut.

5.      Berapa galon minyak biji kapas seberat 400 dyne dengan rapat massa relatif 0,926 g/cm³. (1 galon air = 8,34 dyne).

6.      1 liter susu = 1032 gram. 4 % dari volume tersebut berupa lemak keju yang rapat massanya 0,865 g/cm³. Berapa rapat massa dari susu yang telah diambil lemaknya tersebut.

7.      Hitung tekanan pada 76 cm di bawah permukaan :

a.       Air dalam sistem MKS dan CGS.

b.      Air raksa dalam sistem MKS dan CGS.

8.      Apabila sebuah kapal selam menyelam sedalam 60 m, berapa besar tekanan yang dialami kapal selam tersebut. (Rapat massa air laut = 1,03 g/cm³).

9.      Seorang pemain sepak bola yang beratnya 75 kgf memakai sepatu yang masing-masing dilengkapi dengan 6 buah paku (Spike). Penampang tiap paku 0,6 cm². Hitung tekanan di bawah salah satu paku pada tanah.

10.  Sebuah pipa besi dipakai untuk menopang sebuah lantai yang melentur yang beratnya 1500 kgf. Garis tengah dalam pipa itu 10 cm, garis tengah luarnya 12 cm. Hitung tekanan yang dilakukan oleh ujung bawah pipa itu pada tanah.

11.  Sebuah bejana berbentuk kerucut, luas dasar 1 dm² penuh berisi air. Berapa besar gaya yang bekerja pada dasar kerucut jika volumenya 1 dm³ ?

12.  Balok besi berukuran 20 cm x 10 cm x 5,5 cm terletak pada dasar bejana dengan bagian yang berukuran 10 cm x 5,5 cm sebagai dasar balok besi. Jika tinggi air dalam bejana 1,4 m, hitunglah gaya yang bekerja pada dinding balok yang berbeda. (Gaya Hidrostatis).

13.  Sebuah bejana yang berukuran panjang 40 cm, lebar 30 cm dan tinggi 25 cm berisi minyak sebanyak 19,2 kgf.

      Rapat massa minyak = 0,8 g/cm³   ;   g = 10 m/det²   ;   BAR = 76 cmHg.

a.       Tentukan tekanan total dan gaya total yang dialami dasar bejana.

b.      Tentukan tekanan hidrostatis dan gaya hidrostatis yang dialami oleh dinding bejana.

14.  Sebuah corong, lubang atas berdiameter 11 cm dan lubang bawah berpenampang dengan diameter 1,6 cm. Tinggi corong 2 dm, penuh berisi air. Berapa gaya total yang menekan pada ibu jari yang menutup lubang dimana BAR = 75 cmHg.

15.  Balok berukuran panjang 21 m, lebar 14 m dan tebal 3,25 m terletak dalam air. Dinding berukuran 21 m x 14 m menjadi dasar balok dan dinding bagian atas terletak 5 m di bawah permukaan air. Berapa besar gaya pada dinding samping yang luas ?

16.  Bejana penampung air hujan berbentuk kubus dengan rusuk 1 m. Bejana diberi tutup dan dipasang silinder vertikal penampangnya 120 cm² dan tingginya di atas tutup adalah 3,5 m. Hitunglah gaya hidrostatis yang dialami oleh dinding-dinding bejana serta pada tutup jika silinder penuh berisi air.

17.  Sebuah silinder berisi minyak tanah (r_m = 0,8 g/cm³) dilengkapi dengan sebuah penghisap dengan luas penampangnya = 154 cm², tinggi minyak 50 cm. Di atas penghisap terdapat beban 5 kgf. BAR = 1 atm. Tentukan gaya total yang bekerja pada dasar dan sisi bejana. (g = 10 m/det²).

18.  Luas penampang penghisap yang kecil dan yang besar dari suatu pompa hidrolik adalah a cm² dan b cm². Jika pada penghisap yang kecil bekerja gaya A N, berapakah besar gaya timbul pada penghisap yang besar ?

19.  Pompa hidrolik mempunyai penghisap dengan luas penampang 15 cm² dan 3 dm². Jika pada penghisap yang kecil diberi beban 400 N. Berapa besar gaya pada penghisap yang besar agar terjadi keseimbangan ?

20.  Gaya besarnya 5 N pada penghisap yang kecil dari suatu pompa hidrolik dapat mengangkat beban beratnya 600 N yang terdapat pada penghisap yang besar. Jika penghisap yang kecil berpenampang 400 cm², berapakah luas penampang yang besar ?

21.  Suatu kempa hidrolik dapat mengangkat 1 ton mobil, jika diameter penghisap besar 50 cm, diameter penghisap kecil 10 cm. Tentukan gaya yang harus dikerjakan pada penghisap kecil.

22.  Sebuah kempa hidrolik mempunyai torak yang berdiameter 20 cm dan 2 m untuk mengangkat mobil. Pada torak kecil dilakukan gaya sebesar 100 kgf, sehingga torak besar naik setinggi 1 cm. Tentukan massa mobil dan berapa m turunnya torak kecil tersebut.

23.  Suatu bejana berbentuk pipa U mula-mula diisi dengan air raksa yang massa jenisnya 13,6 g/cm³, kemudian kaki kanan dituangkan 14 cm air lalu di atas air ini dituangkan minyak yang massa jenisnya 0,8 g/cm³, ternyata dalam keadaan setimbang selisih tinggi permukaan air raksa dalam kedua kaki 2 cm. Hitung berapa cm tinggi lajur minyak pada kaki kanan.

24.  Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massa 13,6 g/cm³). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 20 cm kemudian minyak (Rapat massanya 0,9 g/cm³) tingginya 8 cm. Pada kaki kanan ditambahkan alkohol (Rapat massa 0,8 g/cm³) sehingga permukaan minyak dan permukaan alkohol sebidang. Berapa beda tinggi Hg pada kedua kaki pipa ?

25.  Dalam pipa U terdapat Hg (Rapat massanya 13,6 g/cm³). Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 30 cm. Berapa tinggi minyak pada kaki di sebelah kanan harus ditambahkan agar permukaan air dan permukaan minyak sebidang ? (Rapat massa minyak 0,9 g/cm³).

26.  Kaki kiri dan kanan sebuah pipa U masing-masing berdiameter 3 cm dan 1¹/₂ cm, mula-mula diisi air raksa (r_Hg = 13,6 g/cm³). Kemudian kaki kiri diisi alkohol (Rapat massa 0,8 g/cm³), kaki kanan diisi bensin (Rapat massa 0,7 g/cm³) setinggi 2 cm, sehingga tinggi air raksa di kaki kanan naik 1 cm. Hitunglah volume alkohol yang dituangkan.

27.  Ke dalam pipa U yang berdiameter cm, mula-mula diisi air raksa (Rapat massa 13,6 g/cm³). Kemudian kaki kiri diisi dengan gliserin (Rapat massa 1,25 g/cm³). Tentukan volume gliserin yang diperlukan agar air raksa pada kaki kanan naik ½ cm.

28.  Batang besi dalam air berat semunya 372 N. Berapa berat semu besi tersebut dalam cairan yang densitasnya 0,75 g/cm³ jika berat besi 472 N.

29.  Suatu gelas beratnya 25 N di udara, 15 N di air, dan 7 N di dalam asam belerang, hitung rapat massa asam belerang.

30.  Sebuah benda mempunyai berat 100 N di udara dan 60 N di minyak (Rapat massanya 0,8 g/cm³). Hitung massa jenis benda tersebut.

31.  Sepotong besi massanya 450 gram, di dalam air massanya berkurang menjadi 390 gram. Tentukan rapat massa besi.

32.  Sebuah patung berongga mempunyai berat 210 N dan jika ditimbang di dalam air beratnya 190 N. Patung tersebut terbuat dari logam (Rapat massa 21 g/cm³). Tentukan volume rongga patung tersebut. (g = 10 m/det²).

33.  Sebatang emas (Rapat massa 19,3 g/cm³) dicurigai mempunyai rongga. Beratnya di udara 0,3825 N dan di air 0,3622 N. Berapa besar rongga tersebut ?

34.  50 gram gabus (Rapat massa 0,25 g/cm³) diikatkan pada timbal sehingga gabungan benda melayang di dalam air. Berapa berat timbal (Rapat massanya 11,3 g/cm³).

35.  Sebuah kubus dari gabus dibebani dengan sepotong logam sehingga melayang dalam aseton. Jika massa logam 77 gram, rapat massa gabus 0,24 g/cm³, rapat massa logam 8,8 g/cm³, rapat massa aseton 0,8 g/cm³. Tentukan rusuk kubus.

36.  Sebongkah es (Rapat massanya 0,9 g/cm³) terapung pada air laut (Rapat massanya 1,03 g/cm³). Jika es yang timbul di permukaan air laut 7,8 dm³. Hitunglah volume es.

37.  Massa jenis es 917 kg/m³. Berapa bagian es terletak di permukaan air.

38.  Sebatang kayu yang massa jenisnya 0,6 g/cm³ terapung di dalam air. Jika bagian kayu yang ada di atas permukaan air 0,2 m³, tentukan volume kayu seluruhnya.

39.  Sebuah kubus dari kayu (Rapat massanya 0,8 g/cm³), Mula-mula dibenamkan ke dalam bejana kemudian dilepas sehingga naik ke permukaan gliserin (Rapat massa 1,25 g/cm³) dan ternyata 200 cm³ dari kayu tersebut berada di permukaan gliserin. Tentukan :

a.       Gaya ke atas kayu pada saat masih berada seluruhnya dalam gliserin.

b.      Gaya naik.

c.       Gaya ke atas setelah benda setimbang.

d.      Rusuk kubus.

40.  Sebuah kawat berbentuk segitiga sama sisi diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair. Tegangan permukaan zat cair 74 dyne/cm. Gaya oleh tegangan permukaan 1,776 dyne. Tentukan tinggi segitiga tersebut.

41.  Sebuah pisau silet uang berukuran 3 cm x 1¹/₂ cm, diletakkan di atas permukaan zat cair. Tegangan permukaan zat cair 72 dyne/cm. Tentukan berat minimum silet tersebut agar tidak tenggelam.

42.  Untuk mengangkat sebuah jarum yang panjangnya 5 cm dari permukaan zat cair, kecuali berat jarum itu sendiri, masih diperlukan gaya sebesar F Newton. Tegangan permukaan zat cair 63,1 dyne/cm. Tentukan F.

43.  Hitunglah tekanan (turunnya tinggi) pipa kapiler berdiameter 0,4 mm dan diletakkan vertikal yang salah satu ujungnya dicelupkan dalam bak yang berisi air raksa. (Rapat massa 13,6 g/cm³) dengan sudut kontak 150⁰, tegangan permukaan 450 dyne/cm.

44.  Sebuah pipa kapiler dimasukkan tegak lurus ke dalam air raksa. Tegangan permukaan air raksa 0,5 N/m. Selisih tinggi air raksa didalam dan diluar pipa = ½ cm. Diameter kapiler = cm  ;  Rapat massa Hg = 13,6 g/cm³  ;  g = 10 m/det². Tentukan besarnya sudut kontak antara air raksa dan dinding pipa.

45.  Sebuah sungai lebarnya 5 meter, dengan kedalaman yang rata diberi pintu air sehingga terjadi perbedaan tinggi air di kanan dan di kiri. Tinggi air di kanan 4 meter dan tinggi air di sebelah kiri 3 meter. Jika g = 10 m/det² dan rapat massa air sungai 1,05 g/cm³. Tentukan perbedaan gaya hidrostatis yang dialami oleh pintu air tersebut.

Soal Balon Udara.

46.  Sebuah balon udara volumenya 400 m³, mengalami gaya naik 2200 N. Tentukan gaya ke atas dan berat total balon (g = 10 m/det²).

47.  Sebuah balon udara bervolume 20 m³. Berisi H₂ (Rapat massa 0,09 g/l) berat perlengkapannya 10 kgf. Tentukan berat beban yang dapat diangkut.

48.  Sebuah balon udara mengalami gaya naik 2450 N. Berat total balon 4050 N. Tentukan gaya ke atas dan diameter balon udara tersebut.