Fluida

Perhatikan gambar di atas. Air di bendungan dapat menjebol tanggulnya. Contoh
lain lagi yang perlu kalian perhatikan adalah pesawat yang bisa terbang. Mengapa air
bisa menjebol tanggul, pesawat bisa terbang dan lagi kapal bisa terapung di air?
Persoalan-persoalan di atas itulah yang dapat kalian pelajari pada bab fluida
ini. Semua itu berkaitan dengan fluida. Oleh sebab itu setelah belajar bab ini kalian
diharapkan dapat:
1. menentukan tekanan hidrostatis oleh fluida diam,
2. menentukan gaya Archimedes atau gaya tekan ke atas yang bekerja pada benda
dalam fluida,
3. menentukan debit suatu fluida,
4. menerapkan azas Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari.
B A B
B A B
7
110 Fisika SMA Kelas XI
Gambar 7.1
Air dalam bejana
Pu
h
A
A. Fluida Statis
Sudah tahukah kalian dengan apa yang dinamakan
fluida? Fluida adalah zat yang bisa mengalir. Contohnya
adalah zat cair dan zat gas. Sedangkan statis artinya diam.
Berarti fluida statis mempelajari tentang sifat-sifat fluida
(zat alir) yang diam. Besaran-besaran yang dimiliki oleh
fluida statis dapat kalian cermati penjelasan berikut.
1. Tekanan Hidrostatis
Coba lihat kembali gambar pada halaman judul
bab ini. Mengapa air yang diam di waduk dapat menjebol
tanggulnya? Jawabannya adalah karena fluida statis
memiliki tekanan hidrostatis. Untuk mengetahui tekanan
hidrostatis itu dapat dilihat pada Gambar 7.1. Sebuah bejana
berisi air yang diam. Mengapa di titik A ada tekanan
hidrostatis. Sesuai definisinya, tekanan adalah besarnya
gaya persatuan luas maka di titik A terasa ada tekanan
karena ada gaya berat dari air di atasnya.
Berarti tekanan hidrostatis di titik A dapat ditentukan
sebagai berikut.
Pn =
Pn =
Pn = ρ g h ...................................(7.1)
dengan : Pn = tekanan hidrostatis (Pa)
ρ = massa jenis fluida (kgm2)
h = kedalaman fluida (m)
g = 10 m/s2, percepatan gravitasi
Kemudian yang perlu diperhatikan berikutnya
adalah pada titik A itu dipengaruhi oleh dua tekanan
yaitu tekanan hidrostatis dan tekanan udara, dan berlaku
hubungan berikut.
PA = Ph + Pu .........................................(7.2)
Persamaan 7.2 ini dinamakan persamaan tekanan
mutlak titik A
Penting
Dalam sistem internasional
satuan tekanan
adalah Pa (Pascal)
1Pa = 1 N/m2
dalam kehidupan sehari-
hari satuan tekanan
ada bermacam-macam
contohnya seperti atm
dan Cm/Hg
1 atm = 76 cmHg
1 atm = 105 Pa
Fluida 111
Kegiatan 7.1
Tekanan Hidrostatis
Tujuan : Menentukan hubungan tekanan
hidrostatis dengan kedalaman
air.
Alat dan bahan : Selang plastik, gelas, penggaris,
corong, balon dan air.
Kegiatan :
1. Pasang corong pada selang plastik dan tutuplah dengan
balon. Kemudian isilah selang sedikit air dan
buatlah membentuk huruf U seperti pada Gambar
7.2 (a).
2. Aturlah agar air dalam selang memiliki ketinggian
sama.
3. Masukkan corong ke dalam air sedalam h, kemudian
amati perbedaan permukaan air pada selang U.
Ukurlah . Nilai ini dapat digunakan sebagai
pengukur tekanan P ~ .
4. Ubah-ubahlah kedalaman selang h. Ambil beberapa
kali.
Tugas
1. Catat semua data pada tabel
2. Buatlah grafik hubungan P( ) dengan h.
Persamaan 7.1 tentang tekanan hidrostatis itu dapat
ditentukan juga melalui eksperimen. Coba kalian buktikan
dengan cara melakukan kegiatan 7.1.
CONTOH 7.1
Dalam sebuah bejana diisi air (ρ = 100 kg/m2). Ketinggian
airnya adalah 85 cm. Jika g = 10 m/s2 dan tekanan
udara 1 atm maka tentukan:
a. tekanan hidrostatis di dasar bejana,
b. tekanan mutlak di dasar bejana.
Gambar 7.2
(a)
(b)
112 Fisika SMA Kelas XI
Gambar 7.3
Bejana berhubungan
F2
A1
F1
A2
Penyelesaian
h = 85 cm = 0,85 m
ρ = 1000 kg/m3
Pu = 1 atm = 105 Pa
g = 10 m/s2
a. Tekanan hidrostatis di dasar bejana sebesar:
Ph
= ρ g h
= 1000 . 10 . 0,85 = 8,5.103 Pa
b. Tekanan mutlaknya di dasar bejana sebesar:
PA
= Pu + Ph
= 105 + 8,5.103
= 1,085.105 Pa
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal
berikut.
Faza memiliki kolam renang di rumahnya, kedalamannya 1,8
m. Tekanan udara saat itu 1 atm. Jika massa jenis air 1000
kg/m3 dan g = 10 m/s maka tentukan:
a. tekanan hidrostatis di dasar kolam,
b. tekanan mutlak di dasar kolam!
Hukum Pascal
Seorang ilmuwan dari Perancis, Blaise Pascal (1623-1662)
telah menyumbangkan sifat fluida statis yang kemudian dikenal
sebagai hukum Pascal. Bunyi hukum Pascal itu secara konsep
dapat dijelaskan sebagai berikut.
“Jika suatu fluida diberikan tekanan pada suatu
tempat maka tekanan itu akan diteruskan ke segala
arah sama besar.”
Dari hukum Pascal di atas dapat ditentukan perumusan
untuk bejana berhubungan pada Gambar 7.3 seperti berikut.
Pa = PR
= ........................................(7.3)
CONTOH 7.2
Bejana berhubungan digunakan untuk mengangkat sebuah
beban. Beban 1000 kg diletakkan di atas penampang besar
2000 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan pada bejana
kecil 10 cm2 agar beban terangkat?
Fluida 113
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba
soal berikut.
Penyelesaian
F2 = mA = 1000 . 10 = 104 N
A2 = 2000 cm2
A1 = 10 cm2
F1 = ?
Sesuai hukum Pascal dapat ditentukan nilai F1 sebagai
berikut.
=
=
F1 = 50 N
Bejana berhubungan memiliki luas penampang 15
cm2 dan 500 cm2. Jika pada penampang kecil ditekan
dengan gaya 10 N maka berapakah massa beban yang
dapat diangkat pada penampang besar?
2. Gaya Archimedes
a. Gaya Archimedes
Kapal laut terbuat dari bahan logam. Jika kalian
masukkan sebatang logam ke dalam air tentu akan tenggelam.
Tetapi mengapa kapal laut bisa terapung, bahkan
dapat memuat barang dan orang yang cukup banyak?
Fenomena inilah yang dapat dijelaskan dengan hukum
Archimedes.
Archimedes adalah seorang ilmuwan yang hidup
sebelum masehi (287-212 SM). Archimedes telah menemukan
adanya gaya tekan ke atas atau gaya apung yang
terjadi pada benda yang berada dalam fluida (air). Pandangan
Archimedes dapat dirumuskan sebagai berikut.
“Jika benda dimasukkan dalam fluida
maka benda akan merasakan gaya apung
yang besarnya sama dengan berat fluida
yang dipindahkan.”
Gambar 7.4
Kapal dapat terapung di air
Gambar 7.5
Benda dalam air
FA
w
VT
114 Fisika SMA Kelas XI
Gambar 7.6
(a) (b)
Perhatikan Gambar 7.5, sebuah balok dimasukkan ke
dalam air. Saat volume balok tercelup VT maka fluida
itu akan berpindah dengan volume juga VT berarti gaya
tekan ke atas yang dirasakan balok sebesar:
FA = wzat cair yang pindah
FA = mair g
FA = ρa g VT ..................................... (7.4)
dengan : FA = gaya tekan ke atas (N)
ρa = massa jenis fluida air (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
VT = volume fluida yang dipindahkan atau
volume benda tercelup
Persamaan 7.4 ini dapat juga dibuktikan melalui
eksperimen. Lakukan kegiatan 7.2.
Kegiatan 7.2
Gaya Archimedes
Tujuan : Menentukan hubungan gaya
Archimedes (FA) dengan volume
yang tercelup (VT)
Alat dan bahan : Neraca pegas, balok, air, gelas.
Kegiatan :
1. Timbanglah berat balok di udara dengan neraca
pegas seperti Gambar 7.6 (a). Hasilnya W.
2. Timbanglah berat balok saat dicelup di air. Berilah
keadaan bahwa volume yang tercelup VT. Ukurlah
VT dan berat di air WI.
Gaya archimedes dapat ditentukan dengan persamaan
FA = W - WI.
3. Ulangi langkah (2) dengan mengubah-ubah nilai
VT.
Tugas
1. Catat semua data pada tabel
2. Ulangi kegiatan yang sesuai dengan kegiatan ini
untuk menentukan hubungan FA dengan s = ρ g.
3. Buat simpulan.
Fluida 115
Gambar 7.7
Pengukuran berat benda
T = w
(a) w
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal
berikut.
Gaya Archimedes arahnya ke atas maka pengaruhnya akan
mengurangi berat benda yang tercelup. Pengaruh ini dapat dirumuskan
sebagai berikut.
FA = w − w’ .......................................(7.5)
CONTOH 7.3
Benda bermassa 3 kg memiliki volume 1,5.10-3 m3. Jika benda
tersebut ditimbang di air (ρa = 1 gr/cm3) dan g = 10 m/s2 maka
tentukan:
a. gaya Archimedes yang bekerja pada benda,
b. berat benda di air!
Penyelesaian
m = 3 kg
g = 10 m/s2
V = 1,5.10-3 m3
ρa = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3
Untuk menyelesaikan soal ini dapat kalian perhatikan gaya
- gaya yang bekerja pada Gambar 7.7.
a. Gaya Archimedes (tekan ke atas) yang dirasakan benda sebesar:
FA = ρa g V
= 1000 . 10 . 1,5 . 10-3 = 15 N
b. Berat benda di air memenuhi:
w’ = w − FA
= m g − FA
= 3.10 − 15 = 15 N
Sebuah benda yang ditimbang di udara sebesar 12 N tetapi
saat ditimbang di air ternyata beratnya tinggal 8 N, ρa =
1 gr/cm3 dan g = 10 m/s2. Tentukan volume benda tersebut!
(b)
T = w’
w FA
116 Fisika SMA Kelas XI
Gambar 7.8
Tiga keadaan benda dalam air.
Gambar 7.9
Balok terapung mengangkat
beban.
tenggelam
melayang
terapung
FA
FA
FA
w
w
w
wB
air
FA
m
w
b. Keadaan benda
Apakah pengaruh pengurangan berat benda oleh
gaya Archimedes? Kalian sudah banyak melihat kejadiannya
dalam kehidupan sehari-hari. Jika benda dimasukkan
dalam fluida atau air maka akan ada tiga kemungkinan
keadaannya, yaitu: tenggelam, terapung dan melayang.
(a) Benda akan tenggelam dalam fluida jika gaya tekan
keatasnya tidak mampu menahan beratnya.
FA < w
(b) Benda melayang dalam fluida syaratnya gaya tekan
keatasnya harus sama dengan berat bendanya.
FA = w
(c) Benda terapung dalam fluida syaratnya sama dengan
benda melayang yaitu gaya tekan keatasnya harus
sama dengan berat bendanya.
FA = w
Perbedaan yang perlu kalian perhatikan adalah benda
terapung memiliki bagian yang di atas permukaan
air.
CONTOH 7.4
Balok kayu bermassa 20 kg memiliki volume 5.10-2
m3. Jika balok dimasukkan dalam air (ρa = 1000 kg/m3)
diberi beban maka berapakah massa beban maksimum
yang dapat ditampung di atas balok itu?
Penyelesaian
mB = 20 kg
VB = 5.10-2 m3
ρa = 1000 kg/m3
Keadaan balok yang diberi beban dapat dilihat
seperti pada Gambar 7.9. Agar balok masih terapung
maka massa beban maksimum dapat dihitung dengan
keadaan keseimbangan berikut.
Fluida 117
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal
berikut.
LATIHAN 7.1
1. Suatu bak yang tingginya 80 cm terisi
penuh suatu zat cair yang massa jenisnya
0,5 grcm-3. Berapakah besar tekanan
hidrostatika pada dasar bak ?(g = 10
m/s2)
2. Sebuah bejana diisi air (ρair = 1
gr/cm3) dan bagian bawah terdapat
lubang pipa yang diberikan penutup.
Penutup diikat dengan pegas yang
konstantanya 200 N/m. Sebelum ada
air penutup tepat di titik A. Setelah ada
air berapakah peregangan pegas?
3. Bejana berhubungan yang terlihat
di bawah berisi zat cair dan diberi
pengisap (berat dan gesekan
diabaikan). Agar pengisap tetap
seimbang, maka berapakah beban F2
yang harus diberikan?
4. Sepotong besi di udara beratnya 100
N kemudian dimasukkan ke dalam
minyak tanah dan beratnya menjadi
96 N. Apabila massa jenis minyak
tersebut 8.102 kg m-3 dan g = 10 m/s2,
berarti tentukan volume besi yang
tercelup dalam minyak!
5. Massa sesungguhnya dari sebuah
benda adalah 300 gram. Jika ditimbang
di dalam air massanya seolah-olah
menjadi 225 gram, dan jika ditimbang
di dalam suatu cairan lain massanya
seolah-olah menjadi 112,5 gram. Jika
diandaikan bahwa rapat massa air
adalah 1 gr/cm3, maka berapakah rapat
massa cairan itu?
6. Di dalam sebuah bak berisi air (ρair =
1 gr/cm3) terapung sebongkah es (ρes
= 0,9 gr/cm3). Jika volume es yang
muncul di permukaan air 50 cm3, maka
hitunglah volume es seluruhnya!
7. Sebuah balon dengan diameter 10 m
berisi udara panas. Kerapatan udara
di dalam bola adalah 75 % kerapatan
udara luar (kerapatan udara luar 1,3
kg/m3). Berapakah besar massa total
maksimum penumpang dan beban
yang masih dapat diangkut balon
tersebut !(g = 10 m/s2)
air
h tutup
x
F1 = 5 N
F2
A1 = 10 cm2
A2 = 500
w + wB = FA
m g + mB g = ρa g VB
m + 20 = 1000 . 5.10-2
m = 30 kg
Tabung kosong bermassa 2 kg memiliki volume 2.10-2 m3.
Kemudian tabung diisi timah dan dimasukkan ke dalam air.
Berapakah massa timah maksimum agar tabung masih terapung?
118 Fisika SMA Kelas XI
Gambar 7.10
Pipa berbeda penampang
vA 2 2
v1
A1
B. Fluida Dinamis
Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak. Besaran-
besaran apa yang perlu dipelajari pada fluida dinamis
itu? Jawabannya dapat kalian pelajari pada penjelasan
berikut.
1. Kontinuitas
Pada fluida yang bergerak memiliki besaran yang
dinamakan debit.Apakah kalian pernah mendengar besaran
ini? Debit adalah laju aliran air. Besarnya debit
menyatakan banyaknya volume air yang mengalir tiap
detik.
Q = ................................(7.6)
dengan : Q = debit (m3/s)
V = volume air yang mengalir (m3)
t = waktu aliran (s)
Apabila melalui sebuah pipa maka volume air yang
mengalir memenuhi V = A . S. Jika nilai ini disubstitusikan
ke persamaan 7.6 dapat diperoleh definisi baru
sebagai berikut.
Q = A.
Q = A . v ............................(7.7)
dengan : A = luas penampang (m2)
v = kecepatan aliran (m/s)
Pipa aliran fluida atau air biasanya memiliki
penampang yang tidak sama. Contohnya pipa PDAM.
Pipa aliran yang ada di jalan-jalan besar diameternya
bisa menjadi 30 cm tetapi saat masuk di perumahan bisa
mengecil menjadi 10 cm dan mencapai kran di rumah
tinggal 20 cm. Jika air mengalir tidak termanfaatkan
maka akan berlaku kekekalan debit atau aliran fluida dan
dinamakan kontinuitas. Kontinuitas atau kekekalan debit
ini dapat dituliskan sebagai berikut. Cermati persamaan
tersebut.
Q1 = Q2
.............................(7.8)
A1 v1 = A2 v2
Untuk memahami pengertian debit dan kontinuitas
debit dapat kalian pelajari contoh berikut.
Fluida 119
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal
berikut.
AK = 100 cm2
AB = 300 cm2
vB
vK = 10 m/s
CONTOH 7.5
Air mengalir dari pipa berpenampang besar 200 cm2 dengan
kecepatan 3 m/s mengalir pipa kecil seperti pada Gambar 7.8.
Luas penampang yang kecil 50 cm2. Tentukan:
a. debit pada pipa kecil,
b. kecepatan air pada pipa kecil!
Penyelesaian
A1 = 200 cm2 = 2.10-2 m2
v1 = 3 m/s
A2 = 50 cm2 = 5.10-3 m2
a. Debitnya tetap berarti:
Q2
= Q1
= A1 v1
= 2.10-2 . 3 = 6.10-2 m3/s
b. Kecepatan di pipa kecil memenuhi:
A2 v2 = A1 v1
50 . v2 = 200 . 3
v2 = 12 m/s
Air yang mengalir terlihat seperti pada pipa di bawah. Tentukan:
a. debit pada pipa besar,
2. Azas Bernoulli
Seperti penjelasan di depan, kalian tentu sudah tahu bahwa
keadaan fluida ada yang diam dan ada yang bergerak. Fluida diam
memiliki tekanan yang dinamakan tekanan hidrostatis, P = ρgh.
Bagaimana dengan tekanan oleh fluida dinamis? Besarnya sesuai
dengan energi kinetik, P = ρ v2. Pada suatu fluida ternyata berlaku
kekekalan tekanan. Kekekalan tekanan ini pertama kali dijelaskan
oleh Bernoulli sehingga dikenal sebagai azas Bernoulli. Azas ini
dapat dirumuskan sebagai berikut.
120 Fisika SMA Kelas XI
Gambar 7.13
Bejana berisi air yang bocor.
Gambar 7.11
A1
P2
A2
P1 v1
v2
h2
h1
Gambar 7.12
v
vA = 0
A
B
h
P + ρgh + ρv2 = kekal ...................... (7.9)
Contoh berlakunya azas Bernoulli adalah semprotan
nyamuk. Coba perhatikan Gambar 7.12. Pada saat
udara dipompakan maka udara di atas selang cairan akan
bergerak cepat. Akhirnya tekanan udara kecil dan cairan
dapat tersedot ke atas.
Contoh peristiwa yang berlaku azas Bernoulli
yang lain adalah seperti pada kebocoran air di tangki.
Perhatikan Gambar 7.12. Sebuah bejana berisi penuh
air. Bejana bocor pada jarak h di bawah permukaan air.
Kecepatan aliran kebocoran air dapat ditentukan dengan
Azas Bernoulli :
PA + ρghA + ρvA
2 = PB + ρghB + ρvB
2
Tekanan di titik A maupun B sama dengan tekanan udara
PA= PB = Pu, di titik A kecepatannya dapat dianggap nol
vA = 0 karena luas penampangnya jauh lebih besar
dibanding kebocoran dan h = 0. Dari nilai-nilai ini dapat
diperoleh :
Pu + ρgh + ρ(0)2 = Pu + ρgh(0) + ρv2
v2 = 2 gh
v = .............................(7.10)
Bagaimanakah penggunaan persamaan 7.10 ini.
Untuk mengetahuinya dapat kalian cermatilah contoh
di bawah.
CONTOH 7.6
Bejana setinggi 2 m diisi penuh air. Pada bejana terjadi
dua kebocoran yang berjarak 0,5 m dari atas dan 0,5
m dari bawah. Tentukan kecepatan aliran air yang
bocor tersebut.
Penyelesaian
h1 = 0,5 m
h2 = (2 − 0,5) = 1,5 m
Kecepatan aliran kebocoran sesuai persamaan 7.10
sehingga diperoleh :
v1 =
= = = 3,14 m/s
v2 =
= = = 5,48 m/s
~~
~~
Fluida 121
LATIHAN 7.2
1. Sebuah pipa silindrik yang lurus
mempunyai dua macam penampang,
masing-masing dengan luas 400 mm2
dan 100 mm2. Pipa tersebut diletakkan
secara horisontal, sedangkan air
di dalamnya mengalir dari arah
penampang besar ke penampang kecil.
Jika kecepatan arus di penampang
besar adalah 2 m/s, maka berapakah
kecepatan arus di penampang kecil?
2. Air mengalir pada suatu pipa
yang diameternya berbeda dengan
perbandingan 1 : 2. Jika kecepatan air
yang mengalir pada bagian pipa yang
besar sebesar 40 m/s, maka hitunglah
besarnya kecepatan air pada bagian
pipa yang kecil!
3. Gambar di samping atas menunjukkan
reservoir penuh air yang dinding
bagian bawahnya bocor, hingga air
memancar sampai di tanah. Jika
percepatan gravitasi = 10 m/s2, maka
tentukan jarak pancaran maksimum
(di tanah) diukur dari P!
4. Sebuah bejana diisi air setinggi 4
m. Pada ketinggian 1,5 m terdapat
kebocoran. Dan ketinggian h dari
kebocoran pertama ada kebocoran lagi
sehingga mencapai jangkauan yang
sama, maka tentukan nilai h!
5. Anggap udara mengalir horisontal
melalui sebuah sayap pesawat terbang
sehingga kecepatannya bagian atasnya
50 m/s dan di bagian bawahnya 20
m/s. Jika massa sayap 500 kg dan
luas penampangnya 10 m2, berapakah
besar gaya resultan pada sayap? ρu =
1,4 kg/m3
1,25 m
5 m
P x
Setelah memahami contoh di atas dapat kalian coba soal
berikut.
Sebuah tempat air (Reservoir air) dilubangi kecil di bawahnya.
Jarak permukaan air dengan lubang 1,8 m. Jika g = 10 m
s-2, tentukan kecepatan air yang keluar dari lubang itu?
122 Fisika SMA Kelas XI
Rangkuman Bab 7
1. Fluida statis memiliki tekanan yang tergantung pada
massa jenis dan kedalamannya.
P = ρ g h
2. Jika sebuah benda dirasakan dalam fluida maka
benda akan merasakan gaya tekan ke atas sebesar:
F = ρ g V
3. Ada tiga keadaan benda akibat pengaruh gaya tekan
ke atas atau gaya Archimedes:
a. Tenggelam : w > FA
b. Melayang : w = FA
c. Terapung : w = FA
4. Fluida yang bergetar yang tidak termampatkan akan
memenuhi kekekalan debit atau kontinuitas:
Q1 = Q
A1 v1 = A2 v2
5. Azas Bernoulli menjelaskan tentang kekekalan
tekanan:
P + ρ v2 + ρ g h = tetap
Fluida 123
Evaluasi Bab
Pilihlah jawaban yang benar pada soal – soal berikut dan kerjakan di buku tugas
kalian.
1. Bejana berisi air dengan massa jenis
1000 kg/m3. Jika g = 10 m/s2 tekanan
hidrostatik pada titik p adalah ....
A. 2.105 N/m2
B. 2.104 N/m2
C. 1.104 N/m2
D. 2.103 N/m2
E. 1.103 N/m2
2. Gambar menunjukkan sebatang pipa
kaca yang berisi udara. Ujung atas
pipa tertutup sedangkan ujung bawah
tertutup oleh raksa yang tingginya
5 cm. Jika tekanan udara di luar 76
cmHg, maka tekanan udara didalam
pipa adalah .…
A. 0 cmHg
B. 10 cmHg
C. 71 cmHg
D. 76 cmHg
E. 81 cmHg
3. Gambar di bawah ini menunjukkan
sebuah tabung U yang berisi zat
cair dan diberi pengisap (berat dan
gesekan diabaikan). Agar pengisap
tetap seimbang , maka beban F2 yang
harus diberikan adalah ....
A. 150 N
B. 400 N
C. 600 N
D. 1200 N
E. 2400 N
4. Gaya Archimedes yang dialami oleh
sebuah benda yang dimasukkan ke
dalam cairan ditentukan oleh ….
A. massa benda dan keadaan benda
di cairan
B. volume benda dan keadaan benda
di cairan
C. volume benda dan massa jenis
cairan
D. massa benda dan massa jenis
cairan
E. massa cairan dan kedalaman
benda di cairan
5. Sepotong besi bermassa 4 kg dan
massa jenisnya 8 gr/cm3 dimasukkan
ke dalam air yang massa jenisnya 1 gr/
cm3. Di dalam air berat besi tersebut
seolah-olah akan hilang sebesar ....
A. 5 N D. 35 N
B. 15 N E. 40 N
C. 20 N
6. Sepotong kaca di udara memiliki berat
25,0 N. Jika dimasukkan ke dalam air
beratnya menjadi 15,0 N. Bila massa
jenis air adalah 1,00.103 kg/m3 dan
percepatan gravitasinya 10 m/s2 maka
massa jenis kaca adalah ....
A. 1,5. 103 kg/m3
B. 2,5. 103 kg/m3
C. 3,5. 103 kg/m3
D. 4,5. 103 kg/m3
E. 5,5. 103 kg/m3
7. Sebuah gabus dimasukkan dalam air
ternyata 75 % volume gabus tercelup
dalam air, maka massa jenis gabus
adalah ….
A. 1,75 gr/cm3 D. 0,50 gr/
cm3
B. 1,00 gr/cm3 E. 0,25 gr/
cm3
C. 0,75 gr/cm3
8. Sebuah ban dalam mobil diisi udara,
volume ban 0,1 m3 dan massanya 1 kg.
Apabila ban tersebut dipakai sebagai
pengapung di dalam air, massa jenis
air 1 gr/cm3 dan g = 10 m/s2, maka ban
tersebut dapat mengapungkan beban
maksimum sebesar ….
A. 1001 kg D. 100 kg
B. 1000 kg E. 99 kg
C. 101 kg
A1 = 30
F1 = 20 N
A2 = 900 cm2
F2
Hg
udara
1 0
20 cm P
10 cm
124 Fisika SMA Kelas XI
9. Alat yang bukan merupakan penerapan
hukum Archimedes adalah …
A. kapal laut
B. galangan kapal
C. balon udara
D. hidrometer
E. semprot obat nyamuk
10. Minyak mengalir melalui pipa
berdiameter 8 cm dengan kecepatan
4 m/s. Kecepatan alir minyak adalah
.... m3/s
A. 3,2π. 10-3
B. 6,4π. 10-3
C. 1,28π. 10-2
D. 2.54π. 10-2
E. 6,4π. 10-2
11. Air mengalir dalam pipa dari
penampang besar menuju ke
penampang kecil dengan cepat aliran
10 cm/s. Jika luas penampang besar
200 cm2 dan luas penampang kecil 25
cm2, maka air keluar dari penampang
kecil dengan kecepatan ....
A. 10 cm/s D. 200 cm/s
B. 22,5 cm/s E. 400 cm/s
C. 80 cm/s
12. Pipa besar luas penampangnya 5 cm2
ujungnya mempunyai kran luasnya 0,5
cm2. Kecepatan zat cair yang mengalir
pada pipa yang besar 4 m/s. Dalam
waktu 10 menit zat cair yang keluar
dari kran adalah ....
A. 0,02 m3 D. 1,2 m3
B. 2 m3 E. 12 m3
C. 0,12 m3
13. Hukum Bernoulli menjelaskan tentang
....
A. Kecepatan fluida yang besar pada
tempat yang menyempit akan
menimbulkan tekanan yang besar
pada tempat itu
B. Pada tempat yang tinggi fluida
akan memiliki tekanan yang
tinggi
C. Jika fluida ditekan maka akan
bergerak dengan kecepatan yang
besar
D. Fluida yang mengalir semakin
cepat pada tempat yang menyempit
akan menimbulkan tekanan yang
kecil
E. Fluida yang melalui pipa yang
melebar maka kecepatan dan
tekanannya akan bertambah
14. Suatu bak berisi air setinggi 10
m, ternyata pada bagian bawah
samping bocor. Jika g = 9,8 m/s2,
maka kecepatan air yang keluar dari
kebocoran tersebut adalah ....
A. 14 cm/detik
B. 140 cm/detik
C. 1400 cm/detik
E. 140 m/detik
D. 14000 cm/det
15. Fluida memancur melalui lubang
kecil pada dinding bak (lihat gambar).
Perbandingan lokasi pancuran air
mengenai tanah dari titik C untuk
pancuran dari lubang A dan B yaitu
x1 : x2 adalah ….
A. 3 : 2
B. 2 : 3
C. 1 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
zat cair
A
B
4 cm
2 cm
2 cm
Termo- 125
TERMODINAMIKA
Mesin uap sudah ditemukan jauh sebelum para ilmuwan membahas tentang energi
yang dimiliki gas. Apakah gas itu, bagaimanakah sifat-sifatnya ? Bagaimanakah
prinsip kerja mesin uap itu?
Semua pertanyaan di atas dapat kalian pelajari pada bab ini. Oleh sebab itu setelah
belajar bab ini kalian diharapkan dapat:
1. menjelaskan sifat-sifat gas ideal monoatomik,
2. menentukan hubungan besaran-besaran yang menjelaskan tentang keadaan gas
baik dengan hukum Boyle-Guy Lussac maupun dengan persamaan umum gas,
3. menjelaskan berlakunya hukum I Termodinamika pada suatu proses sistem gas,
4. menentukan usaha, perubahan energi dalam dan perubahan kalor pada proses
termodinamika
5. menerapkan siklus Carnot pada mesin kalor.
Comments