FLUIDA DINAMIS

Sebuah drum penampungan air berbentuk silinder dengan luas penampang 2 m² memiliki volume 4 m³. Drum diletakkan pada ketinggian 3,8 meter di atas tanah. Drum ini bocor pada ketinggian h meter dari dasar drum. Agar tidak ada air yang terbuang, ember diletakkan pada jarak 4 meter dari lubang kebocoran. Nilai ketinggian h ialah (a)   meter. Gunakan tanda koma untuk penanda desimal.

Pompa air dengan tekanan 201 000 Pascal dioperasikan di lantai dasar. Pompa air digunakan untuk mendorong air di lantai 2 yang tingginya H. Saat itu, tekanan atmosfer di lantai 2 sama dengan 101 000 Pa. Air di lantai 2 seluruhnya digunakan untuk mengisi bak dengan kapasitas 125 liter selama 5 menit. Bila digunakan keran yang luasnya 25/24 cm² dan perbandingan luas penampang pipa air yang terhubung dengan pompa dan keran ialah 4 : 1, maka ketinggian H ialah (a)   meter. Gunakan tanda koma untuk penanda desimal.

Air terjun setinggi 20 meter digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air. Air terjun dapat mengalirkan 600 m³ air dalam 1 menit. Bila daya listrik rata-rata yang dihasilkan 1100 kW, maka efisiensi generatornya ialah (a)   persen.

Desain sayap pesawat dengan jenis tertentu mampu menghasilkan gaya angkat sebesar 600 kN. Luas sayap pesawat tersebut ialah 20 m² dan massa jenis udara sebesar 2 kg/m³. Bila kelajuan udara di atas sayap pesawat 200 m/s, maka kelajuan udara pada bagian bawahnya ialah (a)   m/s.

Untuk mengukur kelajuan aliran minyak yang memiliki massa jenis 700 kg/m³ digunakan venturimeter yang dihubungkan dengan manometer yang menggunakan raksa sebagai cairan kerjanya (massa jenis raksa 13 500 kg/m³). Luas penampang pipa besar adalah 5 cm² dan luas penampang pipa kecil 3 cm². Jika beda ketinggian raksa pada manometer adalah 17,5 cm, maka kelajuan minyak saat memasuki venturimeter ialah (a)   m/s.

Untuk mengukur kelajuan air dalam pipa, Pak Rino menggunakan venturimeter yang tidak dihubungkan dengan manometer. Luas penampang venturimeter yang besar (A) 5 cm² dan penampang yang lebih kecil (B) memiliki luas 3 cm². Karena tekanan air pada penampang A lebih besar daripada tekanan air pada penampang B, maka terdapat perbedaan ketinggian kolom air sebesar 20 cm. Kelajuan air yang masuk venturimeter ialah (a)   m/s. Gunakan tanda koma sebagai penanda desimal.

Sebuah apartemen setinggi 45 meter mengalami kebakaran. Sumber air (hidrant) terdekat dari titik kebakaran dapat mengalirkan air dengan laju sebesar 10 m/s. Ujung selang yang lain disambungkan dengan mulut pipa atau nozel yang memiliki perbandingan luas penampang sebesar 1 : 3 dengan selang air. Tekanan air dalam hidrant yang dibutuhkan ialah (a)   kPa bila tekanan atmosfer di lokasi kebakaran sebesar 100 kPa.

Anggap luas lubang jauh lebih kecil daripada luas tangki. Perbandingan antara x₁ dan x₂ adalah A : B. Nilai A + B ialah (a)  

Pipa pitot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran udara. Pipa U dihubungkan pada lengan tabung dan diisi dengan minyak yang massa jenisnya 750 kg/m³. Jika laju aliran udara yang diukur adalah 60 m/s dan massa jenis udara 0,5 kg/m³, maka beda tinggi cairan dalam pipa ialah (a)   cm.

Pada gambar, air dipompa dengan kompresor bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagian bawah (I) dan mengalir ke atas dengan kecepatan 1 m/s, (g = 10 m/s² dan massa jenis air 1000 kg/m³). Tekanan air pada bagian atas (II) adalah ... kPa. gunakan tanda koma sebagai penanda desimal.

(a)