.png)
Tulisan mulai dari sini!!!
http://www.mediafire.com/download/yh6xe7l6n7h6hpd/XI_Fluida+Dinamis_Hots.pdf
Soal Tes Tipe (HOTS) High Order Thinking Skill
Guru Pengampu : Dede Saepudin, S.Pd, M.Si
Pilihlah salah satu soal yang paling Anda minati dan selesaikan dengan sebaik-baiknya!
1. Tabung Toricelli (Torn Air)
Sebuah Torn untuk menampung air disimpan di bagian atas rumah setinggi 3 m
dari tanah seperti gambar di samping. Selanjutnya air dialirkan melalui pipa dan
keluar pada keran a.
a. Seandainya pipa yang digunakan untuk menyalurkan air, dipasangi keran
pada posisi 2 cm di atas permukaan air Torn, apakah air akan keluar atau
tidak? Mengapa?
b. Seandainya air yang keluar pada keran a kurang kencang, apa yang akan
Anda lakukan agar air pada keran a mengalir kencang?
c. Jika diameter pipa 2 cm, berapakah laju aliran air yang akan keluar dari
keran a?
d. Seandainya air pada Torn tinggal setengahnya semula, apakah laju air pada
keran a juga setengah semula atau tidak? jelaskan? Lengkapi dengan
perhitungan.
e. Seandainya ujung pipa a dijadikan pancuran yang airnya jatuh pada wadah
kubus bersisi 1 m seperti gambar 2. Hitung berapa menit waktu yang
diperlukan air untuk memenuhui wadah?
f. Pada bidang apa saja pemanfaatan prinsip Toricelli ini selain pada Torn air di rumah?
Petunjuk :
Setiap satuan gunakan sistem internasional,
Kecepatan aliran air, v = [2gh]1/2
Persamaan Bernaulli :
P1 + gh1 + ½ v1
2 = P2 + gh2 + ½ v2
2
Debit aliran : Q = Av = V/t ;
Pers. Kontinuitas, A1v1 = A2v2
V = volume, v = kecepatan ; Tekanan Hidrostatis : P = gh
2. Gaya Angkat Pesawat
Sayap sebuah pesawat sangat penting untuk menghasilkan gaya angkat ke atas melalui desain sayap yang tepat
yaitu melengkung di bagian atas dan lurus di bagian bawah seperti gambar. Besar kecil gaya angkat ini dikontrol
melalui kecepatan pesawat (v1).
a. Jelaskan, bagaimana sayap dapat menghasilkan gaya angkat ke atas?
b. Jelaskan, apa yang dilakukan Pilot agar gaya angkat bertambah saat Take-off dan agar gaya angkat berkurang
saat landing? Hubungkan penjelasan Anda dengan membahas empat gaya yang bekerja pada sayap pesawat.
c. Seandainya berat total pesawat 1,44 x 106 Newton dan luas kedua sayap (A) = 15 m2, berapakah selisih
tekanan minimum yang harus timbul agar pesawat terangkat?
d. Seandainya massa jenis udara (u = 1,2 kg/m3) dan v2 = 2 v1. Berapakah kecepatan minimum pesawat (v1)
agar dapat mengangkat pesawat yang berat totalnya seperti soal b?
e. Berdasarkan data dari soal b dan c, andai saja kecepatan maksimum yang dapat dilakukan pesawat adalah v1 =
500 m/s, massa badan pesawat 120.000 kg, massa rata penumpang 70 kg, dan massa rata-rata bagasi tiap
orang 40 kg. Berapakah jumlah orang maksimum yang dapat dibawa?
f. Untuk pesawat massa kini, pada ujung sayapnya
dilengkapi bagian tambahan yang bentuknya melengkung
ke atas tipis, apa namanya dan apa kegunaannya?
Petunjuk :
Setiap satuan gunakan sistem internasional.
Gaya angkat sayap, Fa = P. A ; Fa = ½ (v2
2 – v1
2) A
Berat Total, w = wpsw + worg + wbagasi
2 m
3 m
a
Gambar 1
v1
v2
Gambar 2
v2
A2
3. Venturimeter
Sebuah venturimeter seperti gambar (1) di atas digunakan untuk mengukur laju aliran air dalam sebuah PLTA.
Venturimeter tersebut menggunakan dua macam pipa yang diameternya 10 cm dan 8 cm dan ketika air ( = 1
g/cm3) melewatinya terjadi perbedaan ketinggian air yang masuk pada pipa vertikal seperti gambar (a).
a. Jelaskan, mengapa terjadi perbedaan ketinggian air yang masuk pada pipa vertikal!
b. Seandainya saja selilih ketinggian pada pipa vertikal kurang besar, bagian apa pada alat tersebut yang harus
diubah agar seleisih ketinggian air (h) makin besar, jelaskan?
c. Seandainya terjadi selisih ketinggian air (h) sebesar 30 cm, hitunglah perbedaan tekanan antara P1 dan P2?
d. Berdasarkan soal (c), hitung pula berapa kecepatan aliran air (v1) yang masuk?
e. Seandainya ujung pipa A2 dijadikan pancuran yang airnya jatuh pada wadah kubus bersisi 1 m seperti gambar
2. Hitung berapa menit waktu yang diperlukan air untuk memenuhui wadah?
f. Apa saja kegunaan tabung venturimeter selain untuk keperluan PLTA?
Petunjuk :
Satuan SI untuk tekanan adalah Pascal (Pa)
Persamaan Bernaulli : P1 + gh1 + ½ v1
2 = P2 + gh2 + ½ v2
2
Debit aliran : Q = Av = V/t ; Pers. Kontinuitas, A1v1 = A2v2
V = volume, v = kecepatan ; Tekanan Hidrostatis : P = gh
4. Penyemprot Nyamuk
Sebuah penyemprot nyamuk didesain agar dapat menyemburkan zat cair (obat) dalam suatu wadah (tandon) yakni
ketika ada dorongan udara, zat cair dapat terangkat. Dasar teknologi ini menggunakan prinsip Hk.Bernaulli.
Gambar Penyemprot nyamuk
a. Jelaskan, bagaimana zat cair dapat terangkat dan menyembur ke luar?
b. Apakah ada perbedaan tekanan antara titik a dan titik b? jelaskan dan tunjukkan dengan mengolah persamaan
Bernaulli.
c. Ketika udara keluar dari lubang b secara horizontal yang tepat di ujung pipa vertikal (pipa bc), tentunya ada
kondisi yang harus dipenuhi agar cairan yang ada di dalam tandon dapat serta merta terangkat ke atas. Analisis
secara kritis apa saja kondisi yang harus terpenuhi agar cairan dapat naik secara lancar!
d. Andai saja diameter pipa a dan pipa b berturut-turut adalah 5 cm dan 5 mm, dan pada saat penyemprot
mendorong udara (u = 1,2 kg/m3) menghasikan kecepatan 2 m/s di pipa a. Berapakah perbedaan tekanan
yang dihasilkan antara Pipa a dan b?
e. Andai saja selisih tekananan antara bc adalah 5 kali selisih tekanan ab (Pbc = 5Pab) maka pipa bc akan
mampu mengangkat sejumlah cairan dari tandon setiap kali semprotan tentunya seberat w = F = (Pbc . Abc).
Dimana Abc = luas penampang pipa bc. Hitunglah massa cairan yang terangkat setiap semprotan? Dan butuh
berapa kali semprotan untuk menghabiskan cairan pada tandon jika jumlah awal cairan 200 gram?
f. Apa saja penggunaan lainnya dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya mirip dengan alat
penyemprot nyamuk?
Petunjuk :
Setiap satuan gunakan sistem internasional,
Persamaan Bernaulli : P1 + gh1 + ½ v1
2 = P2 + gh2 + ½ v2
2
Debit aliran : Q = Av = V/t ;
Pers. Kontinuitas, A1v1 = A2v2
Hubungan gaya dengan tekanan, F = P. A, dimana A = luas penampang.
JIKA TIDAK JELAS, SILAKAN DOWNLOAD PDF-NYA AJA.
http://www.mediafire.com/download/yh6xe7l6n7h6hpd/XI_Fluida+Dinamis_Hots.pdf
.
Sumber
Postingan
