Tugas 1 masalah properti Fluida

1
Tugas 1 masalah properti Fluida

1. Suatu tangki berisi zat cair dengan massa 1200 kg
   dan volume 0,952 m3. Hitung berat, rapat massa,
   berat jenis dan rapat jenis zat cair.
   Penyelesaian
2. Satu liter minyak mempunyai berat 0,70 kgf.
   Hitung berat jenis, rapat massa dan rapat
   relatif. Penyelesaian
3. Satu liter minyak mempunyai berat 7,02 N. Hitung
   berat jenis, rapat massa, dan rapat relatif.
   Penyelesaian
4. Hitung viskositas kinetika zat cair yang
   mempunyai rapat relatif 0,95 dan viskositas
   dinamik 0,0011 d/m3. Penyelesaian
5. Dua buah plat horisontal ditempatkan sejajar
   dengan jarak 12,5 mm, Ruang diantaranya diisi oli
   dengan viskositas 14 poise. Hitung tegangan geser
   pada oli, apabila plat atas bergerak dengan
   kecepatan 2,5 m/d. Penyelesaian
6. Dua buah plat sejajar berjarak 0,02 cm. Plat
   bagian bawah tetap, sedangkan bagian atas
   bergerak dengan kecepatan 50 cm/d. Untuk
   menggerakan plat dengan kecepatan tersebut
   diperlukan gaya tiap satuan luas sebesar 2 N/m2.
   Tentukan viskositas fluida yang berada diantara
   kedua plat. Penyelesaian

2

1. Dua buah plat berbentuk bujursangkar dengan sisi
   0,6 m, saling sejajar dan berjarak 12,5 mm.Di
   antara kedua plat terdapat oli. Plat bawah diam
   dan plat atas bergerak dengan kecepatan 2,5 m/d,
   dan diperlukan gaya 100 N untuk menjaga kecepatan
   tersebut. Hitung viskositas dinamik dan kinetik
   oli apabila rapat relatifnya adalah 0,95.
   Penyelesaian
2. Ruang antara dua plat paralel berjarak 21 mm
   diisi air dengan kekentalan dinamis 1,12 x 10-3
   Nd/m2. Plat datar dengan ukuran 200x200 mm2 dan
   tebal 1 mm ditarik melalui ruang tersebut
   sedemikian sehingga satu permukaannya paralel
   pada jarak 5 mm dari dinding. Dianggap bahwa
   profil kecepatan antara plat dan dinding adalah
   linier. Tentukan gaya yang diperlukan oleh plat
   agar supaya kecepatan plat adalah 125 mm/d.
   Tahanan yang terjadi pada sisi depan plat
   diabaikan. Penyelesaian
3. Plat bujur sangkar dengan ukuran 1m x 1m dengan
   berat 392,4 N menggelincir pada bidang vertikal
   dengan kecepatan seragam sebesar 0,2 m.d seperti
   terlihat dalam gambar. Kemiringan bidang adalah 5
   (vertikal) 13 (horisontal) dan bagian atasnya
   terdapat lapis oli setebal 1 mm. Hitung
   viskositas dinamis minyak. Penyelesaian
4. Tabung gelas berdiameter 3 mm dimasukan secara
   vertikal ke dalam air. Hitung kenaikan kapiler
   apabila tegangan permukaan ? 0,0736 N/m. Tabung
   adalah bersih. Penyelesaian
5. Tentukan tinggi kolom air yang terbentuk di dalam
   tabung vertikal berdiameter 1 mm karena gaya
   kapiler apabila tabung tersebut dimasukan ke
   dalam air. Tegangan permukaan ? 7,4 x 10-2 N/m
   dan sudut kontak 5o. Penyelesaian
6. Tabung berdiameter 2 mm berisi air raksa
   dimasukkan ke dalam bak berisi air raksa.
   Tegangan permukaan air raksa ? 480 x10-3 N/m
   dan sudut kontak ? 45o. Hitung penurunan
   permukaan air raksa dalam tabung. Rapat relatif
   air raksa 13,6. Penyelesaian
7. Tekanan statis adalah sedemikian rupa sehingga
   air naik di dalam tabung kaca sampai setinggi 7
   cm. Apabila diameter tabung adalah 0,5 cm dan
   temperatur air adalah 20oC, hitung tinggi total
   pada air di dalam tabung akan bertahan.
   Penyelesaian

3

1. Suatu barometer terkontaminasi oleh air pada
   tabung yang berisi air raksa. Apabila tinggi
   kolom air raksa adalah 735 mm pada temperatur
   atmosfer 20oC, tentukan tekanan barometer.
   Apabila ruang di atas air raksa tersebut dianggap
   hampa, berapakah tekanan udara yang terjadi.
   Penyelesaian
2. Zat cair di dalam silinder berada di bawah
   tekanan. Pada tekanan 1 MN/m2 volumenya adalah 1
   liter, sedang pada tekanan 2 MN/m2 volumenya
   adalah 0,995 liter. Hitung modulus elastisitas
   zat cair. Penyelesaian
3. Modulus elastisitas air adalah K2,24 x 109 N/m2.
   Berapakah perubahan volume dari 1 m3 air bila
   terjadi pertambahan tekanan sebesar 20 bar (1 bar
   105 N/m2). Penyelesaian
4. Apabila modulus elastisitas air adalah 210.000
   N/cm2, berapakah tekanan yang diperlukan untuk
   mereduksi volumenya sebesar 2 ? Berapakah
   perubahan rapat massanya? Penyelesaian
5. Tangki baja tahan tekanan tinggi berisi zat cair,
   yang tekanan 10 atmosfer mempunyai volume 1,232
   liter. Pada atmosfer volume zat cair adalah 1,231
   liter. Berapakah modulus elastisitas zat cair?
   Penyelesaian
6. Tangki baja berisi minyak A dan air B. Di atas
   minyak terdapat udara yang bisa diubah
   tekanannya. Dimensi yang ada pada gambar adalah
   pada tekanan atmosfer. Apabila tekanan dinaikan 1
   M Pa, berapakah penurunan permukaan air dan
   minyak. Modulus elastisitas zat cair adalah 2050
   MN/m2 untuk minyak dan 2075 MN/m2 untuk air.
   Dianggap tangki tidak mengalami perubahan volume.
   Penyelesaian

4
Jawaban Soal No 01
Soal ini menggunakan sistem satuan SI. Berat zat
cair dihitung dengan hukum Newton
Atau
Rapat massa dihitung dengan Rumus
Berat jenis dihitung dengan Rumus
Rapat relatif dihitung dengan Rumus
5
Jawaban Soal No 02
Soal ini menggunakan sistem satuan MKS Volume
minyak, V 1,0 liter 0,001 m3 Berat Minyak
W0,70 kgf
Rapat massa dihitung dengan Rumus
Mengingat
Rapat relatif
6
Jawaban Soal No I.03
Soal ini menggunakan sistem satuan SI. Volume
minyak V1,0 liter 0,001 m3 Berat minyak W
7,02 N
7
Jawaban Soal No I.04
Gunakan Rumus berikut
Penurunan satuan kekentalan kinematik
8
Jawaban Soal No I.05
Tegangan geser dihitung dengan rumus
Karena distribusi kecepatan adalah linier, maka
Sehingga
9
Jawaban Soal No I.06
Gaya tiap satuan luas
Sehingga
10
Jawaban Soal No I.07
Tegangan geser
Kekentalan kinematik
11
Jawaban Soal No I.08
Untuk aliran laminer tegangan geser pada setiap
titik dalam fluida diberikan oleh
Gaya geser pada permukaan sisi atas plat
Gaya geser pada permukaan sisi bawah plat
Gaya total
12
Jawaban Soal No I.09
Gaya geser pada permukaan dasar plat
Luas permukaan plat 1m2
Tegangan geser pada dasar plat
Gradien kecepatan
Viskositas dinamis
13
Jawaban Soal No I.10
Kenaikan kapiler h di dalam tabung dengan
diameter kecil dihitung dengan rumus sebagai
berikut
Apabila tabung bersih dan untuk air,? 0
14
Jawaban Soal No I.11
Kenaikan kapiler h di dalam tabung dengan
diameter kecil dihitung dengan rumus sebagai
berikut
15
Jawaban Soal No I.12
16
Jawaban Soal No I.13
Kenaikan kapiler h di dalam tabung dengan
diameter kecil dihitung dengan rumus sebagai
berikut
Untuk tabung bersih,? 0
Untuk air pada temperatur200C,?7,36x10-2N/m3
Jadi tinggi total H70,607,60 cm
17
Jawaban Soal No I.14
Karena adanya air diatas air raksa dalam
tabung,maka didalam ruangan tersebut akan jenuh
oleh uap air dengan tekananuap ps. Tekanan uap
jenuh air pada temperatur 200C adalah
Tekanan pada permukaan air raksa didalam bak
adalah konstan dan tekanan atmosfer Pa
Dengan menyamakan gaya-gaya yang bekerja pada
kolom silinder dengan tampang A
Apabila ruang diatas air raksa dalam tabung
dianggap hampa udara Ps0, maka
18
Jawaban Soal No I.15
19
Jawaban Soal No I.16
Digunakan persamaan
Atau persamaan
Terlihat bahwa pertambahan tekanan yang sangat
besar hanya memberikan perubahan volume yang
sangat kecil.
20
Jawaban Soal No I.17
Dari persamaan
Rapat massa
Jadi massa sebelum perubahan massa sesudah
perubahan
Nilai ?V?? adalah sangat kecil, sehingga
persamaan diatas menjadi
Oleh karena
Jadi kenaikan rapat massa juga 2
21
Jawaban Soal No I.18
1 atmosfer 10,34 m air
1 liter air 10-3 m3
22
Jawaban Soal No I.19
Volume minyak
Volume air
Apabila x adalah penurunan permukaan zat air,