Dokumen tersebut membahas tentang konsep-konsep dasar mekanika fluida seperti tekanan, kecepatan aliran, dan gaya apung. Berisi soal-soal tes yang menguji pemahaman terhadap prinsip-prinsip tersebut seperti alasan pesawat terbang dapat terbang, kecepatan aliran pada pipa dengan luas penampang berbeda, dan daya yang dihasilkan pembangkit listrik tenaga air.

1. Mekanika
FLUIDA
1. Tes ITB 1976
Sebuah pesawat terbang dapat mengangkasa karena …
A. Perbedaan tekanan dari aliran-aliran udara
B. Pengaturan titik berat pesawat
C. Gaya angkat dari mesin pesawat
D. Perubahan momentum dari pesawat
E. Berat pesawat yang lebih kecil daripada berat udara yang dipindahkan
Jawab : A
Kecepatan bagian atas sayap pesawat lebih besar daripada kecepatan bagian
bawah sayap pesawat sehingga aliran udara menimbulkan perbedaan tekanan
aliran-aliran udara
2. PPI 1980
Sebuah pipa silinder yang lurus mempunyai dua macam penampang dengan luas
2
200mm dan 2
100mm . Pipa tersebut diletakkan secara horizontal, sedangkan
air didalamnya mengalir dari arah penampang besar ke penampang kecil. Apabila
kecepatan arus di penampang besar adalah 2m/s, maka kecepatan arus pada
penampang kecil adalah …m/s
A. ¼ B. ½ C. 1 D. 2 E. 4
Jawab : E
m/s4)
100
200
(2
m/s...;m/s2;mm100;mm200
2
1
122211
21
2
2
2
1
===↑=
====
A
A
vvvAvA
vvAA
3. PPI 1981
Apabila pipa barometer diganti dengan pipa yang luas penampangnya dua kali
nya, maka pada tekanan udara luar 1 atm tinggi air raksa dalam pipa …cm
A. 19 B. 38 C. 76 D. 114 E. 152
Jawab : C
Tekanan raksa pada barometer merupakan tekanan hidrostatis, maka tidak
tergantung pada luas penampang, tetapi pada ketinggian air raksa dalam
tabung. Dalam hal ini tekanan udara setara dengan tinggi air dalam pipa
sebesar 76cmHg
4. Sipenmaru 1988 Kode 71
Sebuah logam C yang merupakan campuran dari logam A dan logam B, bermassa
20 gram jika ditimbang diudara; sedangkan jika ditimbang di dalam air 185
gram. Jika kerapatan logam A 3
/20 cmgA =ρ , kerapatan logam B
3
/10 cmgB =ρ dan kerapatan air
3
/1 cmgair =ρ , maka massa logam A …gr
A. 15 B. 30 C. 66,67 D. 100 E. 133,33
Jawab : D
UMPTN. www.mhharismansur.com
78

2. Mekanika
?...,185)(
gr200)(;g/cm10;g/cm20;g/cm20 333
==
====
AC
CairBA
mgrairm
udaramρρρ
Besarnya gaya ke atas diperoleh dari
3
airairogam
)()(
cm15
)1(
g.dyne15
.dyne15:maka?,...
dyne.15)185()200(
==
=↑===↑
=−=−=
g
V
ggVgVFVVvolume
gggWWF
C
CCACl
airCudaraCA
ρρ

Maka massa logam A adalah :
gram100520:maka
55015020010)15(1020020
)(
3
==
=↑=−=↑−−=
−−=↑−=↑−=
xm
cmVVVV
VVmVVmVmmm
A
AAAA
ACBCAABBCAABCA

ρρρρ
5. UMPTN 1989 Rayon B
Gambar berikut menunjukkan sebatang pipa kaca berisi udara. Ujung pipa atas
tertutup, sedangkan ujung bawah tertutup oleh air raksa yang tingginya 10cm.
Jika tekanan udara di luar 76cmHg, maka tekanan udara didalam pipa kaca
adalah …cmHg
A. nol
B. 10
C. 66
D. 76
E. 86
Jawab : C





=−=
−=
+=





=
=
=
cmHgP
PPP
PPP
P
cmHgP
cmHgP
Hg
Hg
Hg
661076?...
10
76
0
00
6. UMPTN 1989 Rayon B
Sebuah balon dengan diameter 10m berisi udara panas. Kerapatan dalam bola
adalah 75% kerapatan udara luar (kerapatan udara luar 3
/3,1 mkg ). Besar massa
total maksimum penumpang dan beban yang masih dapat diangkat balon tersebut
adalah …kg( 2
/10 smg = )
A. nol B. 1,3 C. 170 D. 510 E. 680
Jawab : C
UMPTN. www.mhharismansur.com
udara
cm10
cmHg10
?...=P
cmHgP 760 =
79

3. Mekanika
VVm
VmgVgVgm
FgmgmFWFWF
mk
RD
udaraudaraudarab
gasudarabudaragasb
AgbAA
ρρρ
ρρρρ
ρ
ρρρ
4
1
4
3
b
3
udara
udara4
3
udaragas
)(
)(
00
?....,g/m3,1
)cm5(cm10;%75
=−=
−=↑=+
=+↑=↑=−↑=
==
====
∑
kgRmRV b 08,170)5)(14,3)(3,1())(3,1(; 3
3
13
3
4
4
13
3
4 ===↑∴= ππ
7. UMPTN 1989 Rayon C
Dimensi 21 −−
TML menyatakan dimensi besaran ….
A. gaya B. energi C. daya D. tekanan E. momentum
Jawab : D>>> 2121
2
2
))()((
/ −−−−
==== TMLsmkg
m
skgm
A
F
P
8. UMPTN 1990 Rayon A
Jika percepatan gravitasi adalah 2
/8,9 smg = , maka berat jenis air raksa dalam
satuan SI adalah …
A. 3
/6,13 dmkg C. 3
/10006,13 mkgx E.
3
/6,13 mN
B. 3
/8,910006,13 mNxx D. 3
/9816,13 cmdynex
Jawab : B
)/(8,910006,13?...;gram/cm6,13;m/s8,9 332 −
==↑=== mNxxgBJBJg ρρ
9. UMPTN 1992 Rayon B
Air setinggi 8m dengan debit air sm /10 3
dimanfaatkan untuk memutar
generator listrik mikro. Jika 10% energi air berubah menjadi energi listrik dan
2
/10 smg = , daya keluaran generator listrik menjadi …kW
A. 70 B. 75 C. 80 D. 90 E. 95
Jawab : C
kWattWattxP
Qgh
t
Vgh
t
Ep
PVghEpVghmghEp
PgQmh
801080)8)(10)(10)(10(
100
10
%10
%10
%10
?...;m/s10;%10/s;m10;8
33
23
===
===↑=↑==
=====
ρ
ρ
ρρ
η
10. UMPTN 1993 Rayon B
Jarum dapat terapung pada permukaan air karena …
A. massa jenis jarum lebih kecil daripada air
B. massa jenis jarum lebih besar daripada air
C. gaya apung Archimedes
D. berat jenis jarum sama dengan berat jenis air
UMPTN. www.mhharismansur.com
gas
gmm gb )( +
gas
balon
udara
80

4. Mekanika
E. tegangan permukaan air
Jawab : E
Massa jenis jarum lebih besar daripada massa jenis air seharusnya jarum
tenggelam, jarum terapung karena tegangan permukaan air
11. UMPTN 1993 Rayon C
Sebuah benda tergantung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan
50% volume benda di dalam air, 30% di dalam minyak dan sisanya berada di atas
permukaan minyak. Jika massa jenis minyak
3
/8,0 cmgm =ρ , maka massa jenis
benda tersebut … 3
/ cmg
A. 0,62 B. 0,68 C. 0,74 D. 0,78 E. 0,82
Jawab : C
?...;/1;/8,0 33
=== bam cmgcmg ρρρ
mV = volume minyak yang dipindahkan
aV = volume air yang dipindahkan
Benda setimbang, maka gaya berat benda sama dengan gaya angkat Archimedes
oleh air dan minyak.
3
kg/m74,05,024,05,0)8,0(3,0)1%(50)8,0%(30
''
''
=+=+=+=
+=↑+=↑+=
b
a
b
a
m
b
m
baammbbAmb
V
V
V
V
gVgVgVFFgm
ρ
ρρρρρρ

12. SPMB 1993 Rayon C
Sebuah es balok terapung di dalam bejana berisi air. Jika massa jenis es
3
/9,0 cmges =ρ dan massa jenis air
3
/1 cmgair =ρ , maka bagian es yang
terendam dalam air adalah …
A. 90% B. 75% C. 65% D. 25% E. 10%
Jawab : A
esesesa
eses
a
es
esaaaesesa
esaires
VVVVV
VVVVgVgVFW
VV
%90%909,0
,9,0
1
9,0
....;g/cm1;g/cm9,0
rendam
rendam
33
=↑==
===↑=↑=
===
ρ
ρ
ρρ
ρρ
13. UMPTN 1995 Rayon B kode 62
Air mengalir pada suatu pipa yang diameternya berbeda dengan perbandingan
2:1 . Jika kecepatan air yang mengalir pada bagian pipa yang besar sebesar
40m/s, maka besarnya kecepatan air pada bagian pipa kecil sebesar …m/s
A. 20 B. 40 C. 80 D. 120 E. 160
Jawab : E
UMPTN. www.mhharismansur.com
air
benda
%30
%50
minyak
81

5. Mekanika
m/s160)
1
2
(40)(
?...:m/s402:1:
22
1
2
2
1
2
212211
1221
====↑=
===
D
D
v
A
A
vvvAvA
vvDD 
14. UMPTN 1995 Rayon C kode 42
Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam kapiler berbanding lurus dengan
pertambahan :
1. sudut kontak permukaan fluida 3. massa jenis fluida
2. jari-jari kapiler 4. tegangan permukaan fluida
Jawab : 4 saja (D)
fluida)permukaantegangan(
cos2
=↔≈= γγ
ρ
θγ
h
gr
h 
15. UMPTN 1996 Rayon A no. 35
Air terjun setinggi 20m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA).
Setiap detik air mengalir 3
10m . Jika efisiensi generator 55% dan 2
/10 smg = ,
maka daya rata-rata yang dihasilkan …kW
A. 110 B. 1100 C. 2200 D. 2500 E. 5500
Jawab : B
kWattWattxP
Qgh
t
Vgh
t
Ep
PVghEpVghmghEp
PgQmh
1100101100)20)(10)(10)(10(
100
55
%55
%55
%55
?...;m/s10%;55;m10;20
33
23
===
===↑=↑==
=====
ρ
ρ
ρρ
η
16. UMPTN 1997 Rayon A kode 32
Untuk menentukan massa jenis zat cair dirangkai alat seperti pada gambar di
bawah ini. Penghisap P dapat bergerak bebas dengan luas penampang 2
1cm .
Jika konstanta pegas 100 N/m dan pegas tertekan sejauh 0,4cm.
Maka massa jenis zat cair adalah… (dalam
3
/ mkg )
A. 400 C. 750 E. 1000
B. 500 D. 800 Jawab : A
cm4,0,N/m100);1?(...;1 2
===== xkmhcmA ρ
Pada gambar tersebut terjadi keseimbangan gaya yaitu gaya pegas dengan gaya
hidrostatis, maka besarnya ρ adalah :
3
4
3
4
2
kg/m400
)10)(1(
)104)(10(
)10)(1)(10(
)104,0)(100(
==== −
−
−
−
xx
ghA
kx
ρ
UMPTN. www.mhharismansur.com
m1 P
?...=ρ
cm4,0=x
82

6. Mekanika
17. UMPTN 1999 Rayon B kode 52
Pada gambar dibawah ini, G adalah generator 1000W
yang digerakkan dengan kincir air. Generator hanya
menerima energi sebesar 80% dari energi air. Jika
generator dapat bekerja normal, Debit air yang
sampai ke kincir adalah …l/s
A. 12,5 C. 27,5 E. 250
B. 25 D. 125 Jawab : A
?...;m10%;80;Watt1000 ==== QhP η
Daya generator adalah kecepatan energi potensial, maka :
/sm
80
1
)10)(10)(10%)(80(
1000 3
3
===
=
∆
=
∆
=
∆
=
gh
P
Q
Qgh
t
Vgh
t
mgh
t
Ep
P
ηρ
ηρ
ρ
ηηη
(liter)/s5,12/sdm5,12/sdm)10(0125,0/sm0125,0 3333
====Q
18. UMPTN 2001 Rayon B
Sepotong mata uang logam jika dicelupkan dalam fluida A dengan 3
/8,0 cmg
mengalami gaya ke atas sebesar AF dan jika dicelupkan dalam fluida B dengan
3
/7,0 cmg mengalami gaya ke atas sebesar BF . Perbandingan kedua gaya
tersebut BA FF / bernilai …
A. 8/14 B. 4/7 C. 7/8 D. 7/6 E. 8/7
Jawab : E



====




→=
→=
7
8
7,0
8,0
?...
/7,0
/8,0
3
3
B
A
B
A
B
A
BB
AA
F
F
F
F
Fcmg
Fcmg
ρ
ρ
ρ
ρ
19. SPMB 2003 Regional I kode 721
Penghisap mempunyai luas penampang 2
cm75,0 yang bergerak bebas tanpa
gesekan sehingga dapat menekan pegas sejauh x.
Jika konstanta pegas 75 N/m dan massa jenis zat cair
3
500kg/m . Maka x adalah …cm
A. 0,4 B. 0,5 C. 0,6 D. 0,7 E. 1
Jawab : A
?...,N/m75);1(kg/m500;cm75,0 32
===== xkmhA ρ
cm5,0m105
75
)1075,0)(1)(10)(500( 3
4
==== −
−
x
x
k
ghA
x
ρ

UMPTN. www.mhharismansur.com
Air
waduk
Air
m10
m1
P
?...=x
83

7. Mekanika
20. Ganesa Operation
Sebuah benda dimasukkan ke dalam air. Ternyata 25% dari benda terapung di
atas permukaan air. Maka besar massa jenis benda adalah … 3
/ cmg
A. 0,25 B. 0,4 C. 0,50 D. 0,60 E. 0,75
Jawab : E
aabbaba
baa
ba
gVggVV
gVgVFWF
VVVV
ρρρρρρρ
ρρ
ρρ
75,0
1
75,0
)75,0()25,0(
00
?...;g/cm1;%25;
1
3
21
==↑=↑=−
=↑=−↑=
====
∑
21. Ganesa Operation
Air mengalir ke dalam bak berpermukaan luas dengan debit sm /10 34−
, tetapi
bocor dari bawah melalui bidang yang luasnya 2
1cm , berapa ketinggian
maksimum air dalam bak ? (dalam cm)
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2 E. ½
Jawab : A
2234
/10?,...;cm1;/sm10 smghAQ ==== −
Kecepatan fluida berbanding lurus dengan akar tinggi
fluida, maka debit fluida juga berbanding lurus dengan
akar tinggi fluida
cm5m05,0
20
1
)10)(10(2
)10(
2
)2(22
24
24
2
2
22
====
=↑=↑==↑=
−
−
h
gA
Q
hghAQghAAvQghv


22. Sebuah pipa memancarkan air dengan kecepatan 80cm/s dengan debit scm /30 3
hingga menerpa dinding. Setelah mengenai dinding, air bergerak sejajar dinding
seperti terlihat pada gambar. Bila massa 3
1cm adalah 1 gram, besar gaya yang
dialami dinding adalah …N
a. 0,024
b. 0,048
c. 0,24
d. 0,36
e. 2,4
Jawab : A
?...,gr1;cm1;cm/s80;/scm30 33
===== FmVvQ
Gaya yang diperoleh berbanding lurus dengan kecepatan fluida dan berbanding
terbalik dengan perubahan waktu (ingat impuls sebanding dengan momentum),
maka :
UMPTN. www.mhharismansur.com
h
84

8. Mekanika
NNxxxvQF
vQv
t
V
t
vV
FvVvmtF
FgrmcmVscmvscmQ
024,01024)1080)(1030)(10(
)(.
?...,1,1;/80,/30
3263
33
===∆=
∆=∆
∆
=
∆
∆
=→∆=∆=∆
=====
−−−
ρ
ρρ
ρ
ρ


23. Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam pipa kapiler berbanding lurus
dengan pertambahan …
1. sudut kontak permukaan fluida 3. massa jenis fluida
2. jari-jari pipa kapiler 4. tengangan permukaan fluida
Jawab : 4 saja
Kenaikan zat zair dalam pipa kapiler
γ
ρ
θγ
∞→= h
gr
h
cos2
;γ = tegangan permukaan fluida
UMPTN. www.mhharismansur.com
γγ
θ h
85