- Sebuah peti berukuran 2 m x 3 m x 4 m memiliki massa jenis 3000 kg/m3. Jika g = 10 m/s2, hitung :
b) Tekanan maksimum pada tanah
c) Tekanan minimum pada tanah
Penyelesaian
Diketahui :
V peti = 2 m x 3 m x 4 m
= 24 m3.
peti = 300 kg/m3.
g = 10 m/s2.
Ditanya :
a) W peti
b) P max
c) P min
Jawab :
a) m = . V
= 3000 . 24
= 72.000 kg
w = m . g
= 72 . 103 . 10
= 72. 104 kg
b) P max =
=
=
= 12 . 104 Pa
c) P min =
=
=
= 6 . 104 Pa
- a. seorang wanita yang mempunyai massa 50 kg meletakkan seluruh berat badannya pada salah satu hak sepatunya ketika berjalan diatas lantai kayu. Luas alas hak sepatunya 1 cm2 . hitung tekanannya ketika berjalan diatas lantai.
c. Manakah yang lebih merusak lantai kayu, wanita atau gajah ? (g = 10 m/s2)
Penyelesaian
- P = = = 5 . 106 Pa.
- Diketahui :
w = 10.000 N
A = 250 cm2 x 2 = 500 cm2
= 5 . 10-2 m2
Ditanya :
P = ?
Jawab :
P = = = 2 . 105 N/m2.
- g = 10 m/s2.
- 3. Gunakan g = 9,8 m/s2
a) air (massa jenis = 1000 kg/m3 );
b) minyak (massa jenis = 800 kg/m3 );
c) raksa ( massa jenis = 13 600 kg/m3 ).
Penyelesaian
Diketahui :
g = 9,8 m/s2.
h = 75 cm
= 0,75 m
Ditanya :
- Ph air (air = 1000kg/m3)
- Ph minyak (minyak = 800 kg/m3)
- Ph raksa (raksa = 13.600 kg/m3)
- Ph = . g . h
= 7350 N/m2
= 7350 Pa
- Ph = . g . h
= 5880 N/m2
= 5880 Pa
- Ph = . g . h
= 99.960 N/m2
= 99.960 Pa
- Berapa jauh Anda harus harus menyelam agar mengalami tekanan hidrostatis 1 atm ( 101 321 Pa )
Ph = air . g . h
h =
=
= 10,33 m.
- Hitunglah tekanan dalam kedalaman 3 m di dalam sebuah danau jika tekanan atmosfer:
- Diabaikan
- Diperhitungkan
Diketahui :
h = 3 m
g = 9,8 m/s2
Po = 1,01 . 105 Pa
air = 100 kg/m3
Ditanya :
- P diabaikan
- P dihitung
- Diabaikan
= 100 kg/m3 . 9,8 m/s2 . 3 m
= 29,4 . 103 Pa
- Dihitung
= 1,01 . 105 Pa + 29,4 . 103 Pa
= 1,304 . 105 Pa
- Berapakah kedalaman danau yang memiliki tekanan 2,5 atm? 1 atm = 1,01 × 105 Pa.
Diketahui :
P = 2,5 atm
= 2,5 (1,01 . 105)
= 2,525 . 25 . 104
= 63,125 . 104
= 631.250
Ditanya :
h = ?
Jawab :
P = Po + . g . h
. g . h = P – Po
h =
=
= 15,5 m
- Pipa U pada gambar di samping berisi minyak dan raksa. Tinggi kolom minyak 15 cm dan selisih tinggi raksa pada kedua kaki adalah h . Jika massa jenis minyak 800 kg/m3 dan raksa 13 600 kg/m3 , hitung h .
Diketahui :
h minyak = 15 cm
minyak = 800 kg/m3
raksa = 13.600 kg/m3
Ditanya :
hB = ?
Jawab :
PA = PB
Po + minyak.g .hA = Po + raksa.g.hB
minyak hA = raksa hB
800 . 15 = 13.600 hB
12.000 = 13.600 hB
hB =
= 0,88 cm
- Sebuah pompa hidrolik memiliki pengisap kecil yang diameternya 10 cm dan pengisap besar yang diameternya 25 cm. Jika pengisap kecil ditekan dengan gaya F, pada pengisap besar dihasilkan gaya 1200 N. Hitunglah besar gaya F.
Diketahui :
D1 = 10 cm
D2 = 25 cm
F2 = 1.200 N
Ditanya :
F1 = ?
Jawab :
=
=
=
. 625 = 120.000
=
= 192 N
- Pada sistem yang tampak pada gambar, silinder kiri L luas penampangnya 800 cm2 dan diberi beban 600 kg. Pengisap kanan S, luas penampangnya 25 cm2 sedang beratnya dapat diabaikan. Sistem diisi oli dengan ρ = 0,80 g/cm3. Supaya system seimbang maka besar F adalah
Diketahui :
AL = 800 cm2
= 800 x 10-4 m2
As = 25 cm2
= 25 x 10-4 m2
oli = 0,80 gr/cm3
= 800 kg/m3
Ditanya :
F = ?
Jawab :
P1 = P2
= g h
= +800.10. 8
= +64.000
= +64 . 103
6000 . 25 . 10-4 = .800.10-4+64.103
800 = 150.000 + 64.000
800 = 214.000
=
= 2.675 N
- Sebuah balok dengan ukuran 0,2 m × 0,1 m × 0,3 m digantung vertikal
dari seutas kawat ringan. Tentukan gaya apung pada balok jika balok itu:
- dicelupkan seluruhnya dalam minyak ( ρ = 800 kg/m3 );
- dicelupkan 3/4 bagian dalam air ( ρ = 1000 kg/m3 );
- dicelupkan 1/5 bagian dalam raksa ( ρ = 13 600 kg/m3 ).
Jawab :
- Fa = m . v . g
= 48 N
- Fa = a . g . Vz
= 104 . ¾ . 6 . 10-3
= 45 N
- Fa = raksa . v .g
= 13600 . 1/5 . 6 .10-3 . 10
=163,2 N
- Berat sebuah benda ketika ditimbang di udara adalah 6,0 N, tetapi ketika ditimbang di dalam suatu cairan adalah 4,2 N. Jika massa jenis benda adalah 3000 kg/m3, tentukan massa jenis fluida.
Wu = 6,0 N
Wz = 4,2 N
b = 3000 kg/m3
Ditanya : z : ?
Jawab :
Fa = Wa – Wz
= 6 – 4,2
= 1,8 N
=
= 900 kg/m3
- Sebuah balok alumunium tidak berongga yang massanya 1 kg digantung
pada kait sebuah neraca pegas. Jika massa jenis alumunium 2,5 × 103 kg/m3, berapa hasil bacaan neraca pegas ketika balok alumunium:
- di udara
- tercelup seluruhnya di dalam air
Diketahui :
m = 1 kg
alcohol = 2,5 . 103 kg/m3
V = = = 4.10-4m3
Ditanya :
- Tudara = ?
- Tair = ?
- Wu = m . g
= 10 N
T-Wu = 0
T = Wu
T = 10 N
T + FA = Wb
FA =
= 103 . 10 . 4 . 10-4
= 4 N
T + FA = Wb
T = 10 – 4
= 6 N
- Sebuah benda dicelupkan ke dalam alkohol ( ρ = 0,9 g/cm3 ). Jika ⅓ bagian benda muncul dipermukaan alkohol, berapakah massa jenis benda itu?
Diketahui :
alcohol = 0,9 g/cm3
Ditanya :
benda = ?
Jawab :
benda =
= 0,9 . 103 . 2/3
= 600 kg/m3
- Balok yang tingginya 20 cm dan massa jenisnya 0,75 g/cm3 mengapung diatas cairan yang massa jenisnya 1,2 g/cm3. Berapakah tinggi balok yang muncul di permukaan zat cair?
Diketahui :
h = 20 cm
b = 0,75 gr/cm3
f = 1,2 gr/cm3
Ditanya :
h muncul dipermukaan?
Jawab :
b =
b =
b . hb = f . hbf
hbf =
=
= 12,5 cm (yang tercelup)
hb yang muncul dipermukaan
h = 20 – 12,5 = 7,5 cm
- 15. Suatu benda terapung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 50% volum benda berada di dalam air, 30% di dalam minyak, dan sisanya berada di atas massa jenis minyak = 0,8 g permukaan minyak. Jika /cm3, maka massa jenis benda tersebut adalah ( dalam g/cm3 ).
= 0,8 . 1/3 + 1. ½
=
=
= 0,77 gr/cm3
- Sebuah kayu bermassa 2,06 kg ( ρk = 0,50 g/cm3 ) mengapung di air. Berapakah massa timah hitam minimum yang harus di gantung pada kayu agar kayu tersebut tenggelam?
Diketahui :
mkayu = 2,06 kg
ρkayu = 0,50 gr/cm3 (mengapung di air)
Dit : mtimah = ??? agar kayu tenggelam.
Jawab :
ρ timah = 11,3 gr/cm3 = 11,3 . 103 kg/m3
ρair = 1000 kg/m3
mgab. = ρgab x vgab
(mk + mt) = (ρk + ρt) V
Vk = = = 4,12 . 10-3 m3
Mt = ρt . vt
ρ gab. =
ρgab = ρf
fkayu + ftimah =
5 . 102 + 11,3 . 103 =
11,8 . 102 (4,12 . 10-3 + Vt) = 2,06 + 11,3 . 103 Vt
48,6 + 11,8 . 103 Vt = 2,06 + 11,3 . 103 Vt
11,8 . 103 Vt – 11,3 . 103 Vt = 2,06 – 48,6
0,5 . 103 Vt = – 46,5
Vt =
= 0,09 m/s
- Sebuah silinder logan berongga tingginya 20 cm dan massanya 4 kg, mengapung di atas larutan garam yang massa jenisnya 1,5 g/cm3. Diameter silinder adalah 0,2 m. Berapakah massa minimum cairan timah hitam yang dapat dimasukkan ke dalam silinder berongga itu, sehingga silinder tenggelam ? ( Massa jenis timah hitam = 11,3 g/cm3 ).
Untuk benda berongga, volum gabungan antara benda berongga dan benda yang di masukkan ke dalam rongga = volum benda berongga.
Penyelesaian
Diketahui :
h1 = 20 cm = 0,2 m
m1 = 4 kg
garam = 1,5 g/cm3 = 1,5 103 kg/m3
D = 0,2 m
timah = 11,3 g/cm3
Ditanya :
Mmin = ?
Jawab :
Syarat tenggelam :
- W > Fa
- Pb >
m2 = 11300 V2
Vb =
= 0,025 m3
=
=
=
4 + 11300 V2 = 1500 . 0,025
= 37,5
11300 V2 = 37,5 – 4
11300 V2 = 33,5
V2 =
V2 = 0,002
m2 = 11.300 V2
= 11.300 . 0,002
m2 = 22,6 kg
- Hidrometer terbenam 22,8 cm ketika dicelupkan di dalam suatu tong ragi. Berapakah massa jenis ciran dalam tong?
Diketahui :
h = 22,8 . 10-2 m
A = 2 . 10-4 m2
mH = 0,045 kg
Ditanya :
f = ?
Jawab :
hbf =
f =
=
=
= 0,9868 . 103 kg/m3
- sebuah balon yang volume totalnya 50 m3 diisi hydrogen dengan ρ = 0,08 kg/m3 . Jika ρudara = 1,3 kg/m3, hitung gaya angkat balon percepatan gravitasi g = 9,8 m/s2.
Penyelesaian
Diketahui :
Vtot = 50 m3
hydrogen = 0,08 kg/m3
udara = 1,3 kg/m3
g = 9,8 m/s2
Ditanya :
Fangkat = ?
Jawab :
Mhidrogen = h . Vtot
= 50 . 8 . 10-2
= 400 . 10-2 kg
Mtot balon = mbalon + mgas
= 6 +4 = 10 kg
Wbalon tot = m . g
= 10 . 9,8 = 98 N
FA = Vb . f . g
= 637 N
Fangkat = FA – W
= 637 – 98
= 539 M
- jika pembuluh xylem (pipa kecil yang mengangkut bahan makanan dari tanah ke bagian atas sebuah pohon) memiliki radius 0,0010 cm, hitunglah ketinggian air yang akan naik. Anggaplah sudut konak 0o,tegangan permukaan air = 0,072 N/m, dan g = 9,8 m/s2.
Diketahui :
r = 0,0010 cm = 10-5 m
θ = 0o
γ= 0,072 N/m
g = 9,8 m/s2
Ditanya :
y = ?
Jawab :
y = =
= 14,69 m = 15 m
- Sebuah kelereng dengan garis tengah 1 cm dijatuhkan bebas dalam oli yang berada dalam sebuah tabung. Tentukan kecepatan terbesar yang dapat dicapai kelereng tersebut dalam oli. Massa jenis oli 800 kg . m-3, koefisien kovsefitas oli 30 x 10-3 Pa s. massa kelereng 2,6 x 10-3 kg m-3, dan percepatan gravitasi 10 m s-2
Diketahui :
r = 5 . 10-2 m
oli = 800 kg/m3
= 30 . 10-3
kel = 2,6 103 kg/m3
g = 10 m/s
Ditanya :
Vt = ?
Jawab :
Vt =
=
=
= = 3,3 m/s
- Sebuah pipa panjang memilki penampang berbeda pada empat bagian (lihat gambar). Luas penampang pipa pada bagian 1, bagian 2, bagian 3 berturut-turut adalah 150 cm2, 100 cm2 dan 50 cm2. Kecepatan aliran air pada bagian 1 adalah 8,0 m/s, sedangkan pada bagian 4 adalah 4,8 m/s. hitunglah;
- Debit air pada tiap-tiap penampang tersebut;
- Luas penampang pipa pada bagian 4;
- Kecepatan aliran pada bagian 2 dan bagian 3.
Diketahui :
A1 = 150 cm2
V4 = 4,8 m/s
A3 = 50 cm2
A 2 = 100 cm 2
V1 = 8,0 m/s
A1. V1 = A2. V2 = A3. V3 = A4. V4
Q1 = Q2 = Q3 = Q4
Ditanya :
Q = ? tiap penampang
A4 = ?
V2 dan V3 = ?
Jawab :
- Q1 = A1. V1
= 1200 . 10-2 m3/s
= 0,12 m3/s
Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 0,12 m3/s
- Q4 = Q1
A4 = = 2,5 . 10-2 m2
- V2= = = 12 m/s
- Sebuah pipa memiliki dua penampang yang berbeda. Diameter masing-masing penampang adalah 15 cm dan 10 cm. Jika kecepatan aliran pada penampang kecil 9,0 m/s, berapa kecepatan aliran pada penampang besar?
Diketahui :
d1 = 15 . 10-2 m
d2 = 10 . 10-2 m
V2 = 9 m/s
Ditanya :
V1 = ?
Jawab :
d1 = A1
15 10-2 = 15 cm
A1 = r2
= ( ½ d )2
A2 = ¼ d12
A1V1 = A2V2
¼ d12 . V1 = ¼ d22 . V2
(15 . 10-2)2.9 = (10 . 10-2)2.V2
225.10-4.9 = 100.10-4.V2
V2 =
= 20,25 m/s
- Air terjun setinggi 8 m dimanfaatkan untuk memutar turbin listrik mikro hingga dibangkitkan daya keluaran generator sebesar 120 kW.Jika efisiensi generator adalah 15%, tentukan debit air terjun tersebut.
Diketahui :
h = 8 m
P = 120
Ditanya :
Q = ?
Jawab :
P = 15% Q g h
120.000 = 0,15 . 103 . Q . 10 . 8
Q =
- sebuah pompa air 100 watt menyedot air dari kedalaman 9 meter. Air disalurkan oleh pompa melalui sebuah pompa dan ditampung dalam sebuah bak berukuran 0,5 m3. Bak tersebut penuh setelah dialiri selama 15 menit. Tentukan efisiensi pompa tersebut.
Diketahui :
Plistrik = 100
h = 9 m
v = 0,5 m3
t = 15 menit
= 15 . 60
= 900 s
Ditanya :
= ?
Jawab :
Plistrik = . Pair
Plistrik = . gh
100 = . 1000 . 5,5 . 10-4 . 10 . 9
100 = . 49,5
=
= 202 %
- Sebuah pipa horizontal yang liuas penampangnya 10 cm2 disambung dengan pipa horizontal lain yang luas penampangnya 50 cm2. Kelajuan air dalam pipa kecil adalah 6,0 m/s dan tekanan air disana 200 kPa.
- Berapa kelajuan air dalam pipa besar?
- Berapa tekanan air dalam pipa besar?
- Berapa debit air yang melalui pipa besar?
- Berapa liter air yang melalui pipa besar dalam 1 menit?
Penyelesaian
Diketahui :
A1 = 2r
10 = 2r
10 = 6,28 r
r =
= 1,6 cm
d1 = 3,2 cm
A2 = 2r
50 = 2r
50 = 6,28 r
r =
= 7,9
d2 = 15,8
Ditanya :
- V2 = ?
- P2 = ?
- Q2 = ?
- Qper menit= ?
- V2
- = 100 kg m3 & g = 10 m/s2
P2+½PV22+0 = P1+½PV12+0
P2= P1+ ½ P1+½(V12-V22)
=2.105+ ½ 1000(62-(0,24)2)
=2.105+500(36-0,05)
=2.105+500(35,95)
=2.103+17,9 . 103
=2,179 . 105 Pa
- Q2 = A2V2
=12 . 10-4 . m3/s
- Qper menit= 12 . 10-4 . m3/s
=1,2 L/s
=72 L
- Air mengalir dari lantai pertama sebuah rumah bertingkat dua melalui
pipa yang diameternya 2,80 cm. Air dialirkan kekamar mandi dilantai
kedua melalui sebuah keran yang diameter pipanya 0,700 cm dan terletak
3,00 m diatas pipa lantai pertama. Jika kelajuan air dalam pipadilantai
pertama adalah 0,150 m/s dan tekanannya 1,80 x 105 Pa, tentukan:
- Kelajuan air dalam pipa yang mensuplai keran;
- Tekanan dalam pipa tersebut.
Diketahui :
D1 = 2,8 cm
D2 = 0,7 cm
h2 = 3 m
v1 = 0,15 m/s
p1 = 1,8 . 105 Pa
Ditanya :
- V2 = ?
- D2 = ?
- V2 =
= 2,4 m/s
- P2+½V22+gh2=P1+½V12+gh1
P2= P1+ ½ (V12-V22)- gh2
= 1,8 . 105Pa + ½ 1000 (0,152-2,42) – 1000 . 10 . 32
= 1,8 . 105 – 0,28 . 104 – 3 . 104
=1,46 105
- Sebuah wadah diisi dengan air sampai kedalaman H = 2,5 m. Wadah disegel dengan kuat dan diatas air terdapat udara pada tekanan p1 = 1,34 x 105 Pa ( lihat gambar). Sebuah lubang dibor pada ketinggian 1,0 m diatas dasar wadah.
- Hitunglah kelajuan semburan pertama air keluar dari lubang;
- Jika segel bocor sehingga udara diatas air terbuka terhadap atmosfer, hitunglah kelajuan semburan sekarang.
Penyelesaian
Diketahui :
H = 2,5 m
p1 = 1,34 x 105 Pa
ketinggian 1,0 m
p0 = 1,01 x 105 Pa
g = 10m/s2.
Ditanya :
- V2 = ?
- Jika segel terbuka hitung V
- V22 =
= 2,68 . 102
V2=
= 16,37 m/s
- V =
== 5,4 m/s
- Semburan air keluar secara mendatar dari sebuah lubang didekat dasar tangki pada gambar. Jika lubang memiliki diameter 3.50 mm, hitung:
- Ketinggian h dari permukaan air dalam tangki;
- Debit air yang memancar keluar lubang.
Penyelesaian
Diketahui :
D = 3,5 . 10-3 m
H = 1 m
X = 0,6 m
g = 9,8 m/s2
Ditanya :
h = ?
Q = ?
Jawab :
- X =
0,6 =
0,62 = 4h
0,36 = 4h
h = 0,09 m
b. V =
=
=
= 4,4 m/s
A =
=
= 2,75 10-6
Q = AV
= 2,75 10-6 . 4,4
= 12,1 . 10-6 m3/s
- Air mengalir dalam venturimeter seperti pada gambar contoh. 7.18.
pipa horizontal yang penampangnya lebih besar memiliki diameter 2 kali
diameter pipa yang menyempit. Jika beda ketinggian air dalam tabung 1
dan tabung 2 adalah 30 cm,
- Berapa kelajuan aliran air dalam pipa 1?
- Berapa kelajuan aliran air dalam pipa 2?
Penyelesaian
Diketahui :
D1 = 2xD2
Ah = 30 . 10-2 m
Ditanya :
- V1 = ?
- V2 = ?
- V1 =
= 1,4 m/s
- V2 =
= 2,8 m/s
- Debit air yang melalui sebuah pipa air adalah 3000 cm3/s. Luas penampang pipa utama dan pipa yang menyempit dari sebuah venturimeter masing-masing 40 cm2. Jika massa jenis raksa = 13,6 x 103 kg/m3 dan g = 10 m/s2, tentukan :
- Kelajuan air pada pipa utama dan pipa yang menyempit;
- Beda tekanan air antara kedua pipa tersebut;
- Beda ketinggian raksa dalam kedua kaki manometer.
Diketahui :
A1 = 8 . 10-2m
m2 = 600 kg
As = 25 . 10-4 m
oli= 0,8 . 103kg/cm3
Ditanya :
F = ?
Jawab :
P1 = P2
75.000 = 400F + 64.000
400F = 11.000
F =
- Tabung pitot seperti pada gambar 7.77 digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas yang massa jenisnya 0,0068 g/cm3. Manometer diisi dengan raksa. Jika beda tinggi raksa pada kedua kaki Manometer adalah 4,5 cm dan g = 9,8 m/s2, tentukanlah :
b) Kelajuan aliran gas tersebut.
Penyelesaian
Diketahui :
= 6,8 kg/m3
`= 13,6 . 103
g = 9,8 m/s2
h = 4,5 . 10-2m
Ditanya :
- Beda tekanan a& b?
- Kelajuan aliran gas?
- Pb – Pa = `gh
= 6 . 103 Pa
- V2 =
V =
= 42 m/s
- Sebuah pesawat terbang bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui bagian atas dan bagian bawah sayap yang luas permukaannya 60 m2 bergerak dengan kelajusn masing-masing 320 m/s dan 290 m/s. berapa besar gaya angkat pada pesawat tersebut? (Massa jenis udura 1.3 kg/m3).
Diketahui :
A = 60 m2
V2 = 320 m/s
V1 = 290 m/s
= 1,3 kg/m3
Ditanya :
F1-F2 = ?
Jawab :
F1-F2 = ½ (V22-V12)A
= ½ 1,3 (3202-2902)60
= 1,3 (102400-84100) 30
= 7.137 . 102 N
iHeart Memphis - Hit The Quan
