Soal Persiapan UP 2022/2023 Penerapan Konsep Fluida

Indikator essensial: Peserta dapat menjelaskan tentang penerapan konsep tekanan fluida pada proses biologis makhluk hidup atau dalam kehidupan sehari-hari

Soal 1

Permukaan air pada gelas ukur yang di dalamnya ada balok kayu yang terapung menunjuk skala 600 mL. Jika di atas balok tersebut kemudian diletakkan koin logam (m = 200 g, V = 100 mL) dan balok tetap terapung, ketinggian permukaan air di gelas ukur akan ....

A. naik menjadi 800 mL 

B. naik menjadi 700 mL

C. naik menjadi 650 mL

D. tetap menunjuk skala 600 mL

E. naik, namun kenaikannya masih bergantung pada berat balok

Pembahasan

Gaya apung air = berat benda yang dipindahkan

ρf.Vbf.g = mb . g

ρf.Vbf    = mb 

Vbf = mb/ρf

Vbf = 200 g/1 gr/mL

Vbf = 200 mL

Maka ketinggian permukaan air = 600 mL + 200 mL = 800mL

Soal 2

Di antara 4 garis yang menghubungkan dua titik di pipa U pada gambar berikut:

pasangan yang menghubungkan dua titik yang tekanannya sama adalah ....

A. 1, 2, 3, dan 4

B. 2 dan 4

C. 3 dan 4

D. 1 dan 4

E. 4

Pembahasan

Yang tekanannya sama adalah yang ketinggiannya sama dan pada fluida yang sama

Soal 3

Posisi sebuah benda ketika dimasukkan ke dalam tiga zat cair yang berbeda ditunjukkan pada gambar.

Jika F1, F2, F3 menyatakan besarnya gaya angkat oleh cairan 1, 2, dan 3 terhadap benda tersebut, perbandingan berikut yang benar adalah ....

A. F1 > F2 > F3

B. F1 < F2 < F3

C. F1 = F2 = F3

D. F1 = F2 > F3

E. F1 = F2 < F3 

Pembahasan:

Benda yang melayang dan mengapung mendapatkan gaya apung yang sama besar. Sedangkan benda yang melayang, gaya apungnya kecil.

Soal 4

Luas penampang kedua piston pada model pengangkat hidrolik berikut adalah A1 = 25 cm2 dan A2 = 100 cm2 Berat mobil beserta penyangganya adalah 8000 newton.

 

Besarnya gaya rata-rata dan usaha yang diperlukan untuk mengangkat mobil

setinggi 50 cm adalah ....

A. 2000 N dan 1000 J

B. 2000 N dan 2000 J

C. 2000 N dan 4000 J 

D. 4000 N dan 4000 J

E. 8000 N dan 4000 J

Pembahasan:

Besarnya gaya rata-rata dapat dicari dengan hukum Pascal:

F1/A1 = F2/A2

F1 = F2/A2 x A1

F1 = 8000 N / 100 cm2 x 25 cm2

F2 = 2000 N

Besarnya usaha dapat dicari dengan cara:

W = F x S

W = 2000N x 0,5 m (50 cm)

W = 1000 J

Soal 5

Transpirasi pada tumbuhan mengakibatkan…

A. naiknya tekanan air di dalam daun

B. turunnya tekanan air di dalam daun

C. naiknya tekanan air di dalam akar

D. turunnya tekanan air di dalam akar

E. naiknya tekanan air di dalam xylem

Soal 6

Tumbuhan terutama tanama hidroponik sangat tergantung pada air. Pernyataan yang paling tepat tentang kenaikan air akibat kapilaritas pada tanaman hidroponik adalah ....

A. penambahan zat terlarut akan memperbesar massa jenis air, sehingga kenaikan air dalam pembuluh xilem tumbuhan semakin tinggi

B. semakin besar diameter pembuluh xilem, semakin tinggi kenaikan zar cair dalam pembuluh xilem tumbuhan

C. semakin cepat air mengalir di dalam sistem hidroponik, maka semakin tinggi kenaikan zar cair dalam pembuluh xilem tumbuhan

D. jika air dalam sistem hidroponik terkontaminasi sabun yang menurunkan tegangan permukaannya, maka kenaikan zar cair dalam pembuluh xilem tumbuhan justru semakin tinggi.

E. jika sistem hidroponik ini dibuat di bulan, maka kenaikan zar cair dalam pembuluh xylem tumbuhan lebih tinggi dibandingkan dengan sistem serupa di bumi.

Soal 7

Perhatikan gambar berikut!

Sebuah kapal induk raksasa memiliki bobot 10.000 ton. Kapal induk tersebut digunakan untuk mengangkut pesawat F-16 yang masing-masing memiliki bobot 10 ton. Kapal induk tersebut akan tenggalam jika seluruh lambung kapal berada di dalam air dengan volume lambung kapal sebesar 10.400 m3. Jumlah pesawat F-16 maksimum yang dapat diangkut oleh kapal induk tersebut sekitar …. (anggap massa jenis air laut 1000 kg/m3 dan g = 10m/s2 beban selain pesawat F-16 diabaikan).

A. 10 pesawat

B. 20 pesawat

C. 30 pesawat

D. 40 pesawat

E. 50 pesawat

Pembahasan:

Gaya apung air = berat air yang dipindahkan

Fa=wbf

Fa = wk + n.wp

ρf.Vbf.g = mk . g + n. mp . g

ρf.Vbf.g = (mk + n. mp) g

ρf.Vbf = mk + n. mp 

karena semua dalam ton maka ρf = 1000 kg/m3 diubah menjadi ρf = 1 ton/m3

1 ton/m3 . 10.400 m3 = 10.000 ton + n. 10 ton

10.400 ton = 10.000 ton + n. 10 ton

n. 10 ton = 10.400 ton – 10.00 ton

n. 10 ton = 400 ton

n = 400 ton/10 ton

n = 40 pesawat

Soal 8

Perhatikan gambar berikut

Sebuah kapal ferry memiliki bobot 500 ton. Kapal tersebut digunakan untuk mengangkut penumpang yang memiliki rata-rata massa 60 kg. Ferry tersebut akan tenggalam jika seluruh lambung kapal berada di dalam air dengan volume lambung kapal sebesar 560 m3. Jumlah penumpang maksimum yang dapat diangkut oleh ferry tersebut sekitar …. (anggap massa jenis air laut 1000 kg/m3 dan g=10m/s2).

A. 100 penumpang

B. 300 penumpang

C. 500 penumpang

D. 800 penumpang

E. 1000 penumpang

Pembahasan

Gaya apung air = berat air yang dipindahkan

Fa=wbf

Fa = wk + n.wp

ρf.Vbf.g = mk . g + n. mp . g

ρf.Vbf.g = (mk + n. mp) g

ρf.Vbf = mk + n. mp 

karena semua dalam kg maka wk= 500 ton  diubah menjadi wk= 500.000 kg  

1000 kg/m3 . 560  m3 = 500.000 kg + n. 60 kg

560.000 kg = 500.000 kg + n. 60 kg

n. 60 kg  = 560.000 kg – 500.000 kg

n. 60 kg = 60.000 kg

n = 60.000 kg/60 kg

n = 1000 orang penumpang

Soal 9

Kapal laut walaupun terbuat dari besi tetap dapat mengapung di dalam air disebabkan oleh ….

A. adanya ruang udara yang turut berada di bawah permukaan air mengurangi massa jenis keseluruhan kapal

B. adanya ruang udara yang turut berada di bawah permukaan air meningkatkan massa jenis keseluruhan kapal

C. adanya ruang udara yang turut berada di bawah permukaan air mengurangi berat keseluruhan kapal

D. Permukaan kapal yang luas membuat gaya beban kapal dapat diimbangi oleh gaya angkat kapal

E. adanya ruang udara yang turut berada di bawah permukaan air mengurangi massa keseluruhan kapal

Soal 10

Faktor-faktor yang memengaruhi besarnya tekanan adalah ….

A. gaya tekan dan massa benda

B. gaya tekan dan gaya gravitasi

C. luas bidang tekan dan gaya tekan

D. luas bidang tekan dan gaya gravitasi

E. gaya normal benda dan massa jenis benda

Soal 11

Upaya yang dapat dilakukan untuk mendapatkan tekanan yang besar adalah ….

A. mengurangi gaya tekan dan memperbesar luas bidang

B. mengurangi gaya tekan dan memperkecil luas bidang

C. meningkatkan gaya tekan dan memperbesar luas bidang

D. meningkatkan gaya tekan dan memperkecil luas bidang.

E. mengurangi gaya tekan dan memperkecil luas bidang

Soal 12

Pada tumbuhan, air dari akar dapat naik sampai ke daun disebabkan oleh daya kapilaritas batang. Pernyataan yang benar terkait peristiwa tersebut adalah ….

A. di dalam sel-sel akar terjadi peristiwa osmosis sehingga menyebabkan daya kapilaritas batang meningkat

B. jaringan xilem memiliki diameter yang sangat kecil sehingga memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun

C. jaringan floem memiliki diameter yang sangat kecil sehingga memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun

D. air dari dalam tanah dapat naik karena daya isap daun yang rendah sehingga tekanan osmosis dalam sel meningkat

E. jaringan xilem dan floem memiliki diameter yang sangat kecil sehingga memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun

Subscribe to receive free email updates: