1

CONTOH SOAL FISIKA TEKNIK

STATIKA FLUIDA

Soal Latihan
2.1 Hitunglah tekanan dalam sebuah tangki minyak (s.g =o,85) pada titik 18 in di
bawah permukaan. Nyatakan dalam :
a) Absolute lb/ft2 (psf) ;
b) Absolute lb/in2 (psi) ;
c) Terukur psf ;
d) Terukur psi.
Penyelesaian :
Diketahui
: SGminyak = 0,85
H = 18 In (18 In = 0,4572 m)
: Nyatakan dalam : a) absolute lb/F2 (psf)

Ditanya

b) absolute lb/ In2 (psi)

c) terukur psf
d) terukur psi
Jawab

Tekanan absolute = Tekanan atmosfer + Tekanan terukur

Patm = 101 x 103 Pa

= P atm + P ukur
SG =

minyak
air 4 C

= minyak = SG. air 4C

= (0,85)(1000)(10)
= 8500 N/m3
H=

= P = .h
= (8500 N/m3)(0.4572 m)
= 3886,2 N/m2

P absolute = Patm + P
= 101. 103 + 3,8862. 103
= 104,8862. 10 3 N/m2
= 104886,2 N/m2
a)
b)
c)
d)
2.2

104886,2 N/m2 = 2190,594 lb/Ft2

104886,2 N/m2 = 15,21246 lb/In2
3886,2 N/m2 = 81,16497 lb/Ft2
3886,2 N/m2 = 0,5636457 lb/In2

Tekanan dalam bejana adalah 200 kPa. Carilah tinggi tekan ekuivalen dalam :
a) Meter air ;

b) Meter minyak (s.g = 0,80) ;

c) Meter gliserin.
Penyelesaian :
Diketahui

= 200 KPa

GS =

air

= 10000 N/m3

minyak = air. GS

minyak = 8000 N/m3

gliserin = 12340 N/m3
Ditanya

minyak
air

:P

= 10000. 0,8
= 8000 N/m3

: a) Hair
b) Hminyak
c) Hgliserin

Jawab :
2 x 10 5
a) Hair = 1 x 10 4

2.3

= 20 m

2 x 10 5
b) Hminyak = 8 x 103

= 25 m

2 x 10 5
c) Hgliserin = 12340

= 16,2075 m

H=

Sebuah tangki terbuka dengan piezometer, memuat beberapa lapis cairan fluida
seperti gambar 2.14a. Tentukanlah elevasi cairan fluida dimasing-masing
piezometernya. Tentukan juga tekanan pada titik P berada 5 ft dari dasar.
Gambar 2.14a

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar disamping

Ditanya

: a) elevasi cairan fluida masing-masing piezometer

b) P berada di 5 Ft dari dasar

Jawab :

a) Elevasi cairan
Cairan A = 20-15 = 5 Ft
Cairan B
PA = H A . A
= (20-15) (0,7) (62,4)
= 218,4 psf
PA
H = B

218,4
( 1,26 ) (62,4)

= 2,778 Ft

Elevasi B = 2,778 + 15 -7 = 10,778 Ft

Cairan C
PB = HB . B
= (15-7)(1,26)(62,4)
= 628,992 psf
H=

P B +P A
C

(628,992+218,4)
( 2,85 ) (62,4)

847,392
177,84

= 4,765 Ft

Elevasi C = 4,765 + 7 0 = 11,765 Ft

b) Ptotal

= P1 + P2 + P3
= A. g. h1 + B. g. h2 + C. g. h3
= A. h1 + B. h2 + C. h3
= (0,7)(62,4)(5) + (1,26)(62,4)(8) + (2,85)(62,4)(2)
= 218,4 + 628,992 + 355,68
= 1203,072 lb/Ft2

2.4

Bejana berisi minyak dibawah tekanan seperti gambar 2.14b hitung tinggi minyak
di kolom piezometer.
Gambar 2.14b

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar disamping

Ditanya

: Tinggi minyak di kolom piezometer

Jawab :
Hminyak =

P udara
minyak

35000
( 0,83 )( 1000 ) (10)

35000
8300

= 4,217 m

Tinggi minyak di kolom piezometer = 2 + 4,217

= 6,217 m

2.5 Barometer air raksa menunjukkan angka 24,0 in diatas pegunungan. Tentukan
perkiraan elevasi permukaaan tersebut dari muka laut.
Penyelesaian :
Diketahui

: H barometer air raksa = 24,0 In diatas pegunungan

Ditanya

: Perkiraan tinggi elevasi pegunungan dari muka laut

Jawab

H = H barometer muka laut H barometer pegunungan

= 29,9 In 24,0 In
= 5,9 In
Catatan : alat barometer menyatakan semakin tinggi permukaan, semakin rendah
tekanan udaranya dan air raksa menunjukkan lebih rendah, dimana nilai
barometer turun 1 cm menyatakan keadaan permukaan naik 100 m
5,9 In = 14,986 cm
Elevasi = 14,986 / 100
= 0,14986 m
2.6 Elevasi cairan pada kolom piezometer 1,0 m diatas titik A pada saluran pipa, seperti
gambar 2.15a. berapakah tekanan titik A jika cairan fluida adalah :
a) Air :
b) Air raksa.
Gambar 2.15a

Penyelesaian :
Diketahui

: H = 1 m diatas titik A

Ditanya

: P dititik A jika cairan fluida berupa : a) air

b) air raksa

Jawab :
a) Pair = air. H
= (10000)(1) = 10 kN/m2
= air. H
= (133,1)(1) = 133,1 kN/m2

b) Praksa

2.7 Sebuah manometer dipasang pada pipa yang mengalirkan air, seperti pada gambar
2.15b. hitunglah tekanan pada titik A.
Gambar 2.15b

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar disamping

Ditanya

: Tekanan pada titik A

Jawab

Pair

= air. H
= (10000)(0,127)
= 1270 N/m2

Pair raksa

= air raksa. H
= (13,6)(10000)(0,381)

5 In = 0,127 m

= 51816 N/m2

15 In = 0,381 m

PA + Pair = Pair raksa

PA = Pair raksa Pair
= 51816 1270
= 50546 kN/m2
2.8 Sebuah manometer dipasang pada pipa yang mengalirkan minyak (s.g = 0,85)
seperti pada gambar 2.15c. Hitunglah tekanan pada titik A.
Gambar 2.15c

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar disamping
SG = 0,85

Ditanya

: tekanan pada titik A

Jawab :
GS =

minyak
air

minyak = GS. air

= 0,85. 10000
= 8500
PA

= P1minyak P2minyak + P3air

= minyak. H1 minyak. H2 + air. H3
= (8500)(1,3) (8500)(1,5) + (10000)(1,5)
= 11050 12750 + 15000
= 13300 N/m2
= 13,3 kN/m2

2.9 Sebuah manometer dipasang pada pipa untuk mengukur tekanan air, seperti pada
gambar 2.16a. Hitunglah tekanan pada titik A.
Gambar 2.16a

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar diatas

Ditanya

: Tekanan pada titik A

Jawab

PA + Pair = Praksa
PA

= - air. H1 + raksa. H2
= - (10000)(0,4572) + (13,6)(10000)(0,1524)
= - 4572 N/m2 + 20726,4
= 16154,4 N/m2
= 16,1544 kN/m2

2.10

Sebuah tabung kaca U terbuka pada kedua kolomnya, seperti pada gambar

2.16b. Bila tabung U berisi air dan minyak. Hitunglah gravitasi spesifik dari
minyak.
Gambar 2.16b

Penyelesaian :
Diketahui
Ditanya
Jawab
GSminyak =

: Gambar diatas
: GSminyak
:
minyak
air

P minyak = P air

minyak g h= air g h
minyak
minyak

GSminyak =
2.11

(0,35m) = 1000 (0,30m)

300
= 0,35 = 857,143 Kg/m3
857,143
1000

= 0,857

Sebuah manometer diferensial dipasang pada pipa yang mengalirkan

minyak (s.g = 0,92) seperti pada gambar 2.16c. hitunglah perbedaan tekanan titik A
dan B.
Gambar 2.16 c

Penyelesaian :
Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya
: Perbedaan tekanan titik A dan B
Jawab
:
PA Pminyak Praksa = PB
PA PB = Pminyak + Praksa
= minyak. hminyak + raksa. hraksa
= (0.92)(62,4)(2) + (13,6)(62,4)(1)
= 114,816 + 848,64
= 963,456 lb/ft2
2.12

Manometer differensial dipasang pada pipa yang mengalirkan minyak

seperti gambar 2.17a. Hitung perbedaan tinggi tekanan titik A dan B.

Gambar 2.17a

10

Penyelesaian :
Diketahui
Ditanya
Jawab

: Gambar diatas
: Perbedaan tinggi tekanan titik A dan B
:

PA + Pminyak Praksa = PB
PA PB = Praksa Pminyak
= hraksa - hminyak
= GS. air. hraksa GS. air hminysk
= (13,6)(10000)(0,1) (0,91)(10000)(0,1)
= 13600 910
= 12690 N/m2
minyak hA hB

12690
(hA hB) = 9100
= 1,395 m
2.13

Manometer differensial dipasang pada pipa yang mengalirkan minyak

seperti gambar 2.17b. Hitung perbedaan tinggi tekanan titik A dan B.

`

Gambar 2.17b

Penyelesaian

Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya : perbedaan tinggi tekanan titik A dan B
Jawab
:
PA + Pminyak Praksa = PB
PA PB = Praksa Pminyak
4 in = 1016 m
= hraksa - hminyak
= GS. air. hraksa GS. air hminyak
= (13,6)(10000)(0,1016) (0,91)(10000)(0,1016)
= 12893,04 N/m2 13817,6

11

12893,04
(hA hB) = 9100
= 1,417 m
2.14

Konfigurasi gambar 2.17c. Hitunglah berat dari piston bila alat ukur tekanan

terbaca 70 kPa.
Gambar 2.17c

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar diatas
P = 70kPa
: berat piston
:

Ditanya
Jawab

Ptotal = Ppiston + Pminyak

70 kPa = php + mhm

W p hp
kN
+0,86 .9,79 3 .1 m
vP
m

70 kPa =

Wp

70 kpa =

+ 8,419 kN /m2

Wp
2

70 kpa =

Wp
.0,25 m2
Wp
.0,25 m

( 12 .1) m

+ 8,419 kN /m 2

=70 KPa8,419 KPa

=61,581 kPa

12

2.15

Wp

= 61,581kPa . 0,25 m2

Wp

= 48,341kN

Manometer dipasang pada pipa yang mengalirkan minyak seperti gambar

2.18a. Jika tekanan di titik A adalah 10 psi. Hitung perbedaan tinggi elevasi air
raksa dikedua kolom manometer, y=?
Gambar 2.18a

Penyelesaian

Diketahui

: Gambar diatas
P dititik A = 10 psi
Ditanya
: y (perbedaan tinggi elevasi)
Jawab
:
P
= 10 lb/m2 . 144 in2/ft2
= 1440 lb/ft2
PA + P1 = P2 + Pc
1440 lb/ft2 + p (3 + y) = r. Y
1440 lb/ft2 + 0,9 . 62,4lb/ft3 . (3 + y) ft = 13,6 . 62,4lb/ft3 . yft
1440 lb/ft2 + 168,48lb/ft2 + 56,16 y lb/ft2 = 848,64 y lb/ft2
848,64 y lb/ft3 56,16 y lb/ft3 = 1608,48 lb/ft2
792,48 y lb/ft3 = 1608,48 lb/ft2
y=

2.16

1608,48
ft =2,0297 ft
792,48

Pipa vertical mengalirkan minyak dipasang manometer seperti gambar

2.18b. Tentukan berapa pembacaan alat ukur dalam psi.

Gambar 2.18b

13

Penyelesaian :
Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya
: pembacaan alat ukur dalam psi
Jawab
:
Palat ukur + Pminyak Praksa
18 In = 1.5 ft
Palat ukur = Praksa Pminyak
= raksa. h - minyak. h
= (13,6)(62,4 lb/ft3)(1,5 ft) (0,85)(62,4 lb/ft3)(10 ft)
= 1271,96 lb/ft2 530,4 lb/ft2
= 742,56 lb/ft2
= 5,156667 psi
2.17

Manometer differensial seperti gambar 2.18c. Hitung perbedaan tekanan

pada kedua pipa A dan B.

Gambar 2.18c

Penyelesaian :
Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya
: Perbedaan tekanan kedua pipa
Jawab
:
PA Praksa Pminyak = PB
PA PB = Praksa + Pminyak
= raksa. hraksa + minyak. hminyak
= (13,6)(10000)(0,2) + (0,8)(10000)(1.2)
= 27200 N/m2 + 9600 N/m2
= 36800 N/m2
= 36,800 kN/m2

14

2.18

Pipa vertical dipasangi manometer seperti gambar 2.19a. Hitung perbedaan

tekanan titik A dan B.

Gambar 2.19a

Penyelesaian :
Diketahui

: Gambar diatas

Ditanya

: beda tekanan titik A dan B

Jawab

PB Pair1 = PA Pair2 Praksa

PA PB

= Pair2 + Praksa Pair1

= air2. Hair2 + raksa. Hraksa - air1. Hair1
= (62,4)(6) + (13,6)(62,4)(2) (62,4)(3)
= 374,4 + 1697,28 187,2
= 1884,48 lb/ft2

2.19

Pada gambar 2.19b, bejana berisi minyak dengan muatan silinder dan

plunger ( penggerak gaya naik turun). Berapakah gaya F untuk mengimbangi berat
silinder.
Gambar 2.19b

Penyelesaian :
2.19 Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya
: Fplunger
Jawab
:
Pplunger = Psilinder + Pminyak

500 In2 = 3,47222 ft2

5 In2 = 0,03472 ft2

15

ft3

Fp
Ap

= s. hs + m. hm

Fp
Ap

Ws
.
V s hs + (0,78)(62,4)(15)

Fp
Ap

10000
52,0833

Fp
Ap

= 2880 + 730,08

Vs = La. h
= (3,47222)(15) = 52,0833

15 +730,08

Fp = (3610,08) Ap
= (3610,08)(0,0347222)
Fp = 125,35 N
2.20

Tangki air dipasangi manometer seperti gambar 2.19c. Berapakah tinggi

muka air dari dasar tangki, H= ?

Gambar 2.19c

Penyelesaian :
Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya
: H?
Jawab
:
Pa + Pa1 Pr = 0
Pa = Pr Pa1
Pa = r. hr - a1. ha1
Pa = (13,6)(10000)(0,2) (10000)(0,15)
Pa = 27200 1500
a. ha = 25700
25700
25700
H = a
= 10000 = 2,57 m

2.21

Manometer differensial dipasangkan pada dua buah tangki seperti gambar

2.20 a. Hitung perbedaan tekanan pada ruang A dan ruang B.

Gambar 2.20a

16

Penyelesaian :
Diketahui
Ditanya
Jawab

: Gambar diatas
: Beda P ruang A dan B
: Oli SAE 30 = 0,89
Carbon tetrachloride = 1,59
Dilampirkan table A-3
PA + Poli SAE + Praksa - PCarbon tetrachloride PB = 0
PA + (0,89)(10000)(1,1) + (13,6)(10000)(0,3) (1,59)(10000)(0,8) PB = 0
PB PA = 9790 + 40800 12720
PB PA = 37870 N/m2
= 37,870 kN/m2
2.22

Pada gambar 2.20b, Hitung perbedaan tekanan air antara pipa A dan B.

Gambar 2.20b

Penyelesaian :
Diketahui
: Gambar diatas
Ditanya
: Beda P pipa A dan B
Jawab
:
PA + Pair1 Praksa1 + Pair2 + Praksa2 Pair3 PB = 0
PA + (10000)(1) (13,6)(10000)(1,5) + (10000)(1,2) + (13,6)(10000)(0,15)
(10000)(1,3) PB = 0
PA PB = (- 10000) + 204000 12000 68000 + 13000
PA PB = 127000 N/m2
= 127 k N/m2