Pembahasan soal UN fisika SMA/MA 2014 – Hukum Bernoulli

1. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.15
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Hukum Bernoulli 15a

Pada gambar, air dipompa dengan kompresor bertekanan 120 kPa memasuki pipa bagian bawah (1) dan mengalir ke atas dengan kecepatan 1 m.s-1 (g = 10 m.s-2 dan massa jenis air 1000 kg.m-3). Tekanan air pada pipa bagian atas (II) adalah….

A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari pipa besar (r1) = 12 cm
Jari-jari pipa kecil (r2) = 6 cm
Tekanan air pada pipa besar (p1) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Kecepatan air pada pipa besar (v1) = 1 m.s-1
Tinggi pipa besar (h1) = 0 m
Tinggi pipa kecil (h2) = 2 m
Percepatan gravitasi (g) = 10 m.s-2
Massa jenis air (ρ) = 1000 kg.m-3
Ditanya : Tekanan air pada pipa 2 (p2)
Jawab :

Kecepatan air pada pipa 2 dihitung menggunakan Persamaan Kontinuitas :
A1 v1 = A2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 m/s) = (62)(v2)
144 = 36 v2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 m/s

Tekanan air pada pipa 2 dihitung menggunakan persamaan Bernoulli :
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Hukum Bernoulli 15b120.000 + ½ (1000)(12) + (1000)(10)(0) = p2 + ½ (1000)(42) + (1000)(10)(2)
120.000 + ½ (1000)(1) + (1000)(10)(0) = p2 + ½ (1000)(16) + (1000)(10)(2)
120.000 + 500 + 0 = p2 + (500)(16) + 20.000
120.000 + 500 = p2 + 8000 + 20.000
120.500 = p2 + 28.000
p2 = 120.500 – 28.000
p2 = 92.500 Pascal
p2 = 92,5 kPa
Jawaban yang benar adalah D.

2. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.15
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Hukum Bernoulli 15c

Perhatikan gambar berikut!
Posisi pipa besar adalah 5 m di atas tanah dan pipa kecil 1 m di atas tanah. Kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 36 km.jam-1 dengan tekanan 9,1 x 105 Pa, sedangkan tekanan di pipa yang kecil 2.105 Pa, maka kecepatan air pada pipa kecil adalah…. (massa jenis air = 103 kg.m-3)

A. 10 m.s-1
B. 20 m.s-1
C. 30 m.s-1
D. 40 m.s-1
E. 50 m.s-1

Pembahasan
Diketahui :
Tekanan air pada pipa besar (p1) = 9,1 x 105 Pascal = 910.000 Pascal
Tekanan air pada pipa kecil (p2) = 2 x 105 Pascal = 200.000 Pascal
Kecepatan air pada pipa besar (v1) = 36 km/jam = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Tinggi pipa besar (h1) = -4 meter
Tinggi pipa kecil (h2) = 0 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m.s-2
Massa jenis air (ρ) = 1000 kg.m-3
Ditanya : Kecepatan air pada pipa kecil (v2)
Jawab :
Kecepatan air pada pipa kecil (v2) dihitung menggunakan persamaan Bernoulli :
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Hukum Bernoulli 15d910.000 + ½ (1000)(102) + (1000)(10)(0) = 200.000 + ½ (1000)(v22) + (1000)(10)(-4)
910.000 + 50.000 + 0 = 200.000 + 500 v22 – 40.000
960.000 = 160.000 + 500 v22
800.000 = 500 v22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m/s
Jawaban yang benar adalah D.

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: