Contoh Soal
1. Gambar di bawah ini menunjukkan air yang mengalir melewati pipa
2
venturimeter. Jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing 12 cm dan 8
2
2
cm serta g = 10 m/s , maka berapakah kecepatan ( ) air yang memasuki pipa
venturimeter?
Gambar 3.14 Venturimeter tanpa manometer
Sumber : roboguru.ruangguru.com dengan puengubahan, diunduh tanggal 12/8/2023 pukul
13.35 PM
Jawab : 2
Dik : A1 = 12 cm
2
A2 = 8 cm 2
g = 10 m/s
h = 25 cm
Dit : = ⋯ . ?
Penye : = 2 ℎ = √ 2.10.0,25 √ 144 = √ 5 = 2 /
5
2 =
2
12
√ 1 ) −1 ( ) 64 2,5
(
8
2
3
2. Jika udara( = 1,36 / ) dialirkan ke dalam tabung pitot dan
3
perbedaan tinggi air raksa ( = 13600 / ) pada manometer adalah
2 cm, maka berapakah kecepatan aliran udara tersebut?
Gambar 3.15 Venturimeter dengan manometer
Sumber : edukasimipamania.blogspot.com dengan puengubahan, diunduh tanggal 12/8/2023
pukul 14.00 PM
Jawab :
Dik : = 1,36 /
3
= 13600 /
3
ℎ = 2 = 0,02
Dit : = ⋯ ?
Penye : = √ 2 ℎ = √ 2.13.600.10.0,02 = √ 5440 = √4000 = 63,2 = 20√10 /
1,36 1,36
Dengan Pendekatan STEM 46
3. Tabung Pitot
Technology, Engineering and
Tokoh Mathematics Problem
Tahukah kalian jika di sejumlah body pesawat
terpasang beberapa tabung logam yang
menonjol dan menghadap ke depan? Apa tujuan
pemasangan tabung tersebut? Apakah juga
menerapkan prinsip dari Bernoulli?
Pada pesawat terbang, kita mampu mengukur
Hendri Pitot
(1695-1771) kecepatan aliran udara dengan menggunakan prinsip
dari Bernoulli yaitu dengan menggunakan tabung
Gambar 3.16. Henri Pitot pitot atau pipa pitot. Tabung pitot merupakan alat
Sumber:id. wikipedia.org diunduh
tanggal 12/8/2023, pukul 15.00 PM. yang digunakan untuk mengukur laju aliran suatu gas
atau udara dan dilengkapi dengan manometer yang
Henri Pitot adalah seorang berisi zat cair. Perhatikan gambar 3.17 berikut!
insinyur hidrolik berkebangsaan
Perancis. Ia merupakan anggota
dari Akademik Sains Prancis pada
tahun 1724 dan merupakan rekan
dari Royal Society pada tahun
1740.
Ia adalah orang yang menemukan
tabung pitot pada tahun 1732.
Dalam tabung tersebut, tinggi
kolom fluida proporsional dengan
kuadrat dari kecepatan fluida pada
kedalaman dari inlet yang menuju Gambar 3.17 Diagram penampang sebuah tabung pitot
tabung pitot. Penemuan tersebut Sumber : roboguru.ruangguru.com dengan pengubahan,
terjadi saat ia sedang mengukur diunduh tanggal 12/8/2023, pukul 15.30 PM.
aliran di Sungai Seine.
Pada mulanya, gas mengalir melalui lubang di titik 1. Kedua lubang ini terletak cukup
jauh dari ujung tabung pitot, sehingga kelajuan dan tekanan udara di luar lubang
sama dengan laju maupun tekanan udara yang mengalir bebas. Kelajuan gas yang
mengalir bebas disimbolkan dengan dan tekanan pada kaki kiri manometer tabung
1
pitot disimbolkan dengan . Besarnya tekanan pada kaki kiri manometer bernilai
1
sama dengan tekanan gas yang mengalir bebas.
Lubang yang menuju kaki kanan manometer berada pada posisi tegak lurus
dengan aliran gas. Hal tersebut, menyebabkan kelajuan udara yang melalui lubang
akan berkurang dan udara akan berhenti ketika mencapai titik 2. Akibatnya,
Dengan Pendekatan STEM 47
kelajuan udara akan bernilai nol ( = 0) dan tekanan pada kaki kanan manometer
2
yang disimbolkan dengan sama dengan tekanan udara ketika mengalir di titik 2.
2
Jika beda ketinggian kedua titik diabaikan dan dihubungkan dengan
persamaan Bernoulli, dihasilkan persamaan selisih tekanan sebagai berikut.
1 1
+ ℎ + = + ℎ +
2
2
1
1
2 1 2 2 2 2
1
1
+ = +
2
2
1
2 1 2 2 2
1
− = ( − )
2
2
1
2
2
1
2
1
− = ((0) − )
2
2
2
1
2 1
1
− = −
2
1
2
2 1
1
= −
2
2 1 2 1
Jika selisih tekanan dihubungkan dengan tekanan hidrostatik raksa pada
manometer dengan − = ℎ, persamaan diatas menjadi seperti berikut.
1
2
1 = −
2
2 1 2 1
1
2
= ℎ
2 1
2 ℎ
2
=
1
= √ ……………………………... (3.11)
Keterangan:
1 = ( / )
= ( / )
2
ℎ = ( )
= ( / )
3
= ( / )
3
Contoh Soal
Sebuah pipa pitot digunakan untuk mengukur kelajuan udara yang melalui sebuah
terowongan. Pipa pitot ini dilengkapi dengan manometer alkohol ( =
800 / ). Apabila beda tinggi antara kedua kaki manometer 18 cm dan massa
3
jenis udara = 1,2 / , berapakah kelajuan aliran udara tersebut?
3
( = 10 / )
2
Dengan Pendekatan STEM 48
Contoh Soal
Jawab :
Dik : = 800 /
3
3
= 1,2 /
ℎ = 18 = 0,18
= 10 /
2
Dit : = ⋯ . . ?
Penye :
3 2
= √ 2 ℎ = √ 2(800 / ). (10 / ). (0,18 ) = √ 2880 = 20√6 = 48,98 /
1,2 / 3 1,2
4. Alat Penyemprot
Technology and Engineering
Problem
Perhatikan gambar alat penyemprot nyamuk berikut!
Gambar 3.18 Alat penyemprot
Sumber: nyamukweb.blogspot.com diunduh tanggal 13/8/2023 pukul 10.00 AM
Pada alat penyemprot obat nyamuk tersebut, kita dapati pompa tabung,
ujung pompa, pipa tandon, dan tandon untuk menampung cairan obat antinyamuk.
Prinsip kerja alat penyemprot obat nyamuk, yakni menekan pompa tabung hingga
cairan dalam tandon penampung keluar melalui ujung pompa yang mana diinginkan
untuk menyasar nyamuk.
Ketika batang pompa ditekan hingga masuk ke dalam tabung, udara dalam
tabung alat tersebut akan meluncur ke luar melalui ujung pipa. Oleh sebab itu, udara
pada ujung pipa memiliki laju yang lebih tinggi. Hal tersebut berkaitan dengan tekanan
pada ujung pipa yang rendah.
Kita ingat prinsip Bernoulli diawal dimana saat kelajuannya cepat maka
tekanannya semakin kecil. Akibat dari ditekannya batang pipa tersebut, udara dalam
batang pipa akan memiliki laju yang lebih rendah sehingga tekanan udara dalam pipa
batang pipa tersebut lebih tinggi.
Dengan Pendekatan STEM 49
Akibat peristiwa tersebut, cairan obat nyamuk di dalam tandon
penampung terdorong ke atas. Saat cairan tiba di ujung pipa, udara yang melesat dari
dalam tabung mendorong cairan obat nyamuk tersebut keluar.
Lubang pada ujung pipa dibuat berukuran kecil, sehingga cairan meluncur
dengan cepat. Sebab, apabila luas penampang ujung pipa itu kecil maka fluida di
dalamnya akan bergerak kian cepat, sebaliknya jika luas penampang ujung pipa
berukuran besar, maka pergerakan fluida akan melambat. Hal ini merupakan konsep
perbandingan luas permukaan dengan kelajuan suatu fluida dalam persamaan
kontinuitas.
5. Gaya Angkat pada Pesawat Terbang
Tokoh
Bacharuddin Jusuf
Habibie (1936-2019)
Gambar 3.19. Bacharuddin Jusuf
Habibie
Sumber:pintek.id diunduh tanggal
14/8/2023, pukul 15.00 PM.
Habibie adalah seorang putra
Indonesia yang dilahirkan di Pare- Gambar 3.20. Garis-garis arus disekitar sayap pesawat terbang
Sumber : chasbisiddiqi.blogspot.com diunduh tanggal
Pare, Sulawesi Selatan pada 14/8/2023 pukul 19.00 PM
tanggal 25 Juli 1936.
Habibie adalah Presiden Republik
Indonesia yang ketiga. Perhatikan gambar, Garis arus di sisi bagian
Kecemerlangan dalam ilmu atas lebih rapat daripada sisi bagian bawahnya.
pengetahuan dan teknologi Artinya, kelajuan aliran udara di sisi bagian atas
dibuktikan dengan ditemukannya pesawat lebih besar disbanding sisi bagian bawah
Teori Habibie, faktor Habibie dan 2
Metode Habibie yang diaplikasikan sayap . Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan di
1
dalam teknologi pesawat terbang. sisi bagian atas lebih kecil disbanding sisi bagian
2
Prestasi keilmuan Habibie ini bawah karena kelajuan udaranya lebih besar.
1
mendapat pengakuan di dunia Dengan A sebagai luas penampang pesawat, sehingga
Internasional. Ia juga berhasil
menciptakan pesawat terbang besarnya gaya angkat dapat kalian ketahui melalui
pertama buatan Indonesia, yaitu persamaan berikut.
CN-235 dan N-250. − = ( − )
1
2
2
1
Dengan Pendekatan STEM 50
Science Problem
Sayap burung tersusun atas kerangka yang kuat dan ringan, serta otot yang
kuat. Sayap burung memiliki bentuk melengkung sehingga udara yang mengalir pada
bagian atas sayap lebih cepat daripada bagian bawahnya. Hal ini akan menghasilkan
gaya angkat dan gaya dorong yang efektif untuk pergerakan burung. Struktur
sayap yang demikian disebut airfoil. Saat sayap dikepakkan, sayap memberikan
gaya aksi terhadap udara di bawah sayap, sehingga udara akan mengalir ke bawah.
Sesuai dengan Hukum III Newton, ketika benda pertama memberikan gaya
Faksi pada benda kedua, maka benda kedua akan memberikan gaya Freaksi pada benda
pertama. Hal inilah yang membuat burung dapat terangkat ke atas.
Perhatikan gambar 3.15! Burung mengepakan sayap ke belakang untuk
memberikan gaya aksi ke udara. Udara yang massanya jauh lebih besar
dibandingkan burung, memberi gaya reaksi yang nilainya sama besar dengan gaya
aksi, tetapi berlawanan arah, sehingga menyebabkan burung dapat melaju kencang
ke depan.
Gambar 3.22. Gaya yang bekerja pada saat burung terbang
Sumber: rofaeducationcentre.blogspot.com diunduh tanggal 18/8/2023 pukul 08.56 AM
Ayo Berpikir Kritis!
Pernahkah terlintas
dipikaranmu,
bagaimana pesawat
yang beratnya ratusan
ton dapat terbang,
apalagi ditambah
dengan berat
Tayangan 3.4 Mengapa pesawat bisa terbang
penumpang dan barang Sumber:https://youtu.be/8ylzvg1xdzs diunduh tanggal
bawaannya??? 20/8/2023 pukul 11.32 AM
Dengan Pendekatan STEM 52
− = ( − ) .......................... (3.12)
Keterangan :
1 − 2 = ( )
= ( )
2
1 = ℎ ( / )
2 = ( / )
= ( )
Pesawat terbang bisa terangkat ke atas apabila gaya angkat lebih besar
disbanding berat pesawat. Jadi, suatu pesawat bisa terbang atau tidak tergantung
dari berat pesawat, kelajuan pesawat, serta ukuran sayapnya. Semakin besar
kecepatan pesawat, semakin besar kecepatan udara. Hak ini berarti gaya angkat
sayap pesawat semakin besar. Demikian juga, semakin besar ukuran sayap semakin
besar pula gaya angkatnya. Agar pesawat dapat terangkat, gaya angkat harus lebih
besar dibanding berat pesawat ( − ) > . . Apabila pesawat telah berada pada
2
1
ketinggian tertentu serta pilot ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di
udara), maka kelajuan pesawat harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat
sama dengan berat pesawat ( − ) = . .
2
1
Science Problem
Pernahkah kalian melihat burung yang sedang terbang bebas di udara?
Bagaimana burung dapat terbang dengan stabil di udara? Apakah yang
mempengaruhi gerakan burung tersebut? Tahukah kalian, bagaimana cara burung
dapat terbang dan melawan gravitasi bumi? Gravitasi adalah masalah utama yang
dihadapi oleh hewan-hewan yang terbang di udara. Tubuh hewan-hewan tersebut
harus memiliki gaya angkat yang besar untuk mengimbangi gaya gravitasi karena
tidak mungkin tubuh hewan memiliki massa jenis yang mendekati massa jenis
udara. Salah satu upaya untuk memperbesar gaya angkat adalah dengan
menggunakan sayap. Prinsip yang sama diterapkan pada pesawat terbang.
Perhatikan gambar 3.21!
Gambar 3.21. Sayap pesawat dibuat dengan prinsip menyerupai sayap burung
Sumber: adikingusan.blogspot.com diunduh tanggal 18/8/2023 pukul 08.27 AM
Dengan Pendekatan STEM 51
Dahulu sayap pesawat didesain dengan ujung yang lurus. Tetapi saat ini
semakin banyak maskapai yang mendesain bentuk sayapnya dengan ujung yang
melengkung (winglets). Apa gunanya? Winglets berfungsi untuk meredam putaran
udara (vortex) pada bagian ujung sayap yang disebabkan pertemuan udara bagian
bawah sayap yang bertekanan tinggi dengan udara bagian atas sayap yang
bertekanan rendah yang menyebabkan terjadinya turbulensi. Putaran udara ini
juga menyebabkan pesawat membutuhkan energi yang lebih besar agar dapat
stabil di udara, sehingga akan boros bahan bakar. Dengan adanya winglets, bahan
bakar pesawat bisa diirit hingga 7%, jumlah yang cukup besar untuk pesawat yang
melakukan perjalanan long distance.
Perhatikan perbedaan sayap pesawat bentuk lurus dan melengkung!
Gambar 3.23 Ujung sayap pesawat dengan desain lurus dan melengkung
Sumber: ardiantoyugo.com (dengan perubahan) diunduh tanggal 21/8/2013 pukul 14.47 PM
Pada sayap berujung lurus, selalu muncul pusaran udara yang cukup besar
di ujung sayap. Pusaran tersebut menghasilkan gaya hambat tambahan pada sayap
sehingga terjadi pemborosan bahan bakar. Sebaliknya, pada sayap struktur
winglets, pusaran udara diujung sayap menjadi kecil sehingga gaya hambat yang
dialami sayap lebih kecil. Akibatnya, pesawat lebih hemat dalam menggunakan
bahan bakar.
Dengan Pendekatan STEM 53
Technology Aplication
Untuk aplikasi bentuk sayap winglets dapat dilihat pada gambar 3.17.
Gambar 3.24. Winglets pada sayap pesawat Boeing 737-800NG milik Garuda Indonesia dan Boeing
737-900ER milik Lion Air.
Sumber : danaslifeorsomethinglikeit.blogspot.com dan www.thejakartapost.com diunduh tanggal
21/8/2023 pukul 14.56 PM
Perhatikan video berikut!
Spoiler
Flap
Tayangan 3.5 Video sayap pesawat pada saat landing Gambar 3.25. Sayap pesawat
Sumber : Penulis Sumber : Penulis
Ayo Berpikir Kritis!
Pernahkah kalian berpikir bagaimana cara pilot mengerem
pesawat dengan jarak runway yang pendek dan dengan
kecepatan pesawat yang tinggi? Apakah peran spoiler dan flap
pada sayap pesawat dalam pengereman pada saat landing?
Dengan Pendekatan STEM 54
Engineering Problem
Selain desain sayap yang unik, pernahkah kalian berpikir mengenai prinsip kerja
pesawat saat akan terbang atau akan mendarat. Bagaimana mekanismenya?Ayo
Simak video Berikut!
Tayangan 3.6 Video prinsip kerja pesawat saat akan terbang dan mendarat
Sumber : Penulis
Dengan Pendekatan STEM 55
Mathematics Formula
Sebuah pesawat terbang dapat tinggal landas dan mengudara karena
adanya gaya angkat pada sayap pesawat terbang. Gaya angkat pada pesawat ini
disebabkan oleh adanya aliran udara yang melalui sayapnya. Sayap pesawat didesain
memiliki bagian belakang yang lebih pipih (tajam) dibandingkan dengan bagian
depannya dan sisi bagian atas lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Hal
tersebut ditunjukkan seperti gambar berikut:
Gambar 3.26. Gaya angkat sayap pesawat terbang
Sumber : haryantoabdi.blogspot.com diunduh tanggal 22/8/2023 pukul 08.00 AM
Keadaan ini mengakibatkan garis arus bagian atas lebih rapat daripada bagian
bawahnya. Oleh karena itu akan dihasilkan kecepatan aliran udara bagian sisi atas
( ) lebih besar daripada kecepatan aliran udara bagian bawahnya ( ). Sementara
2
1
itu, tekanan bagian atas sayap pesawat terbang ( ) lebih kecil daripada tekanan
2
bagian bawah sayap ( ). Perbedaan tekanan ( − ) akan menimbulkan gaya angkat
1
1
2
yang dirumuskan dalam persamaan berikut.
2
1
2
− = ( − )
1
Jika − = ( − ), persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut.
1
2
2
1 2 2 2 1
− = ( − )
1 2 1 2
( − )
− =
Keterangan:
= ℎ ( )
1
= ( )
2
= ( / )
3
= ℎ /
1
= /
2
= ( )
2
Dengan Pendekatan STEM 56
Contoh Soal
2
1. Luas total sayap sebuah pesawat terbang adalah 10 m . Udara mengalir
pada bagian atas sayap dengan kecepatan 40 m/s. Sedangkan kecepatan
aliran udara pada bagian bawah sayap adalah 30 m/s. Jika pesawat dalam
keadaan setimbang (tidak naik lagi), maka berapakah berat pesawat?
= 1,29 kg/m ).
3
(
Jawab :
Pesawat dalam keadaan setimbang/tidak naik
Gaya angkat = Berat Pesawat
∆ =
Diketahui :
2
= 10
= 40 /
1
= 30 /
2 = 1,29 /
3
Ditanyakan : = ⋯ . . ?
Penyelesaian :
Gambar 3.27. Pesawat saat dalam keadaan setimbang
Sumber : www.climate4life.info diunduh tanggal 22/8/2023 pukul 16.00 PM
Persamaan Bernoulli
1
1
+ + ℎ = + + ℎ 1
2
2
1 2 1 1 2 2 2 2 ∆ = . 1,29.700 = 451,5
2
2
Karena pesawat mendatar ℎ = ℎ Karena = , maka:
1
1
1
+ = + ∆
2
2
1 2 1 1 2 2 2 ∆ =
1
2
2
− = − ∆ = ∆ .
2
1
1
2
1 2 2 ∆ = 451,5.10 = 4.515
2
2
∆ = ( − ) ∆ =
2
1
2
1 = 4.515
2
2
∆ = . 1,29(40 − 30 ) Jadi, berat pesawat adalah 4.515 N
2
∆ = . 1,29 (1600 − 900)
1
2
Dengan Pendekatan STEM 57
Contoh Soal
2. Sebuah pesawat terbang memerlukan gaya angkat sebesar 1800 / dan
2
massa jenis udara adalah 1,2 / . Jika kelajuan aliran udara sepanjang
3
permukaan bawah sayap adalah 120 / . Berapa kelajuan aliran udara sepanjang
permukaan atas sayap agar dapat menghasilkan gaya angkat yang diperlukan?
Jawab :
Diketahui :
∆ = 1800 /
2
3
= 1,2 /
= 120 /
Ditanyakan :
= ⋯ . ?
Penyelesaian : Gambar 3.28. Pesawat saat dalam keadaan setimbang
Sumber:Sainsterbang.blogspot.com dengan pengubahan, diunduh
tanggal 23/8/2023 pukul 10.00 AM
1 1
+ + ℎ = + + ℎ
2
2
2
ℎ = ℎ 2
1
1
+ = +
2
2
2 2
1
1
− = −
2
2
2
2
1
∆ = ( − )
2
2
2
1
1800 = . 1,2( − 120 )
2
2
2
1800 = 0,6( − 120 )
2
2
1800 = − 120
2
2
0,6
3000 = − 14.400
2
= 14.400 + 3000
2
= 17.400
2
= √17.400
= 131,9 132 /
Jadi, kelajuan aliran udara sepanjang permukaan atas sayap agar dapat
menghasilkan gaya angkat yang diperlukan yaitu 132 / .
Dengan Pendekatan STEM 58
Engineering Project
Asas Bernoulli banyak diterapkan dalam kehidupan manusia. Contoh
penerapannya seperti sayap pesawat terbang dan alat venturi. Rancanglah tiruan
sayap pesawat terbang atau alat venturi. Buatlah bentuknya dengan teliti dan rapi.
Bekerjasamalah dengan teman kelompok Anda agar menghasilkan rancangan yang
bagus. Setelah proyek yang dipilih selesai dibuat, selanjutnya kalian siapkan laporan
hasil proyek berupa video. Video dibuat sekreatif mungkin dengan aplikasi editing
jenis apapun. Video yang dibuat berisikan konten berikut:
Pembukaan, profil kelompok, maksud dan tujuan, rancangan model, alat, dan bahan,
langkah kerja, cara pengoperasian dan kesimpulan.
Video yang sudah selesai dibuat diunggah melalui kanal youtube pribadi ketua
kelompok atau perwakilan kelompok, lalu sertakan deskripsi singkat terkait video
tersebut.
Contoh :
Proyek Membuat Pesawat Kertas – Fluida Dinamis – Kelas XI MIA 4 –
Kelompok 1
Silahkan kalian ceritakan tentang pengalaman atau kendala yang dihadapi
saat pengerjaan tugas proyek, serta kesan dan pesan apa yang kalian rasakan
mengenai tugas proyek ini.
D. Latihan Soal
1. Pipa berbentuk silinder memiliki dua penampang. Pipa tersebut diletakkan horizontal
dan air mengalir dari penampang besar dengan tekanan 1,4 10 / dan kelajuan
2
5
1 m/s. Jika diameter penampang besar 12 cm dan tekanan di penampang kecil 1 10
5
/ , hitunglah diameter penampang kecil!
2
2. Perhatikan gambar berikut!
Gambar 3.29 Air yang mengalir melalui pipa venturi
Sumber:www.myrightspot.com diunduh pada tanggal 24/8/2023 pukul 13.36 PM
Air mengalir melalui pipa venturi seperti gambar diatas. Perbandingan luas
penampang pipa besar dengan pipa kecil adalah 1 = 2. Apabila beda tinggi air
2
Dengan Pendekatan STEM 59
sebesar 6 cm dan = 10 / , berapa kecepatan air yang mengalir melalui
2
penampang ?
2
3. Perhatikan gambar berikut!
Gambar 3.30. Air yang mengalir melalui lubang kebocoran
Sumber : Penulis
Jika air dari kedua lubang kebocoran jatuh pada tempat yang sama, hitunglah nilai
y!
4. Perhatikan pipa venturimeter dengan manometer berikut!
Gambar 3.31. Air mengalir pada venturimeter dengan manometer
Sumber:roboguru.ruangguru.com diunduh tanggal 25/8/2023 pukul 13.40 PM
Air sebanyak 6 10 mengalir melalui venturimeter setiap sekon. Luas penampang
−3
3
besar 30 dan luas penampang kecilnya 10 .
2
2
Hitunglah:
a. Beda tekanan pada kedua ujung pipa tersebut ( = 10 / ).
2
3
b. Beda tinggi permukaan raksa pada pipa U ( = 13,6 / )
5. Pesawat terbang memiliki berat 18.000 N terbang horizontal dengan kecepatan
konstan. Jika luas sayap 40 dan kecepatan aliran udara pada bagian atas sayap
2
80 m/s, berapakah kecepatan aliran udara pada bagian bawah sayap pesawat?
3
( = 1,25 / )
Dengan Pendekatan STEM 60
RANGKUMAN
1. Fluida dinamis adalah fluida yang bergerak (mengalir). Suatu fluida
dikatakan mengalir jika fluida tersebut bergerak terus-menerus terhadap
sekitarnya.
2. Konsep-konsep penting fluida dinamis, yaitu sebagai berikut:
1. Fluida termampatkan (compressible fluid), yaitu fluida yang volume atau
massa jenisnya berubah ketika diberi tekanan (dimampatkan).
2. Fluida tidak termampatkan (incompressible fluid), yaitu fluida yang
volume dan massa jensinya tetap ketika diberi tekanan (dimampatkan).
3. Aliran tunak (stedy flow atau laminar flow), yaitu aliran fluida dimana
kecepatan fluida di setiap titik adalah tetap.
4. Aliran tidak tunak (non-stedy flow), yaitu aliran fluida dimana
kecepatan fluida di setiap titik tidak tetap (berubah).
5. Aliran berputar (rotational flow), yaitu aliran fluida dimana fluida
tersebut mengalami momentum sudut terhadap suatu titik tertentu.
6. Aliran tidak berputar (irrotational flow), yaitu aliran fluida dimana
fluida tersebut tidak mengalami momentum sudut terhadap suatu titik
tertentu.
7. Fluida kental (viscos fluid), yaitu fluida dimana gesekan internal di
dalam fluida tidak dapat diabaikan sehingga benda yang bergerak
melalui fluida tersebut mengalami gaya gesekan.
8. Fluida tidak kental (non-viscos fluid), yaitu fluida dimana gesekan
internal di dalam fluida dapat diabaikan, sehingga benda yang bergerak
melalui fluida tersebut tidak mengalami gaya gesekan.
3. Aliran fluida terbagi menjadi aliran lurus (aliran laminer) dan aliran
turbulen. Aliran lurus (aliran laminar) yaitu aliran fluida yang mengikuti
lintasan yang mulus dan tidak bersilangan. Aliran turbulen yaitu aliran yang
ditandai dengan adanya lingkaran-lingkaran tidak menentu, kecil dan
menyerupai pusaran.
4. Debit adalah besaran fisis yang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui
suatu penampang tiap satuan waktu.
5. Ciri-ciri fluida ideal:
a. Tidak termampatkan (tidak kompresibel)
b. Tidak kental
c. Aliran stasioner
d. Viskositasnya nol
Dengan Pendekatan STEM 61
6. Persamaan asas Kontinuitas menyatakan bahwa debit fluida yang memasuki
pipa sama dengan debit fluida yang keluar dari pipa.
=
2
1
=
2 2
1 1
=
2
2
2 2
1 1
=
2
2
1
1
2
2
7. Asas Kontinuitas diaplikasikan dalam:
a. Selang penyemprotan
b. Penyempitan pembuluh darah
8. Asas Bernoulli menyatakan bahwa semakin besar kecepatan fluida, tekanan
yang dihasilkan akan semakin kecil. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil
kecepatan fluida, tekanan yang dihasilkan akan semakin besar. Asas
Bernoulli ini kemudian dinyatakan dalam persamaan Bernoulli sebagai
berikut:
1 1
+ ℎ + = + ℎ +
2
2
1
1
2 1 2 2 2 2
9. Aplikasi asas Bernoulli:
a. Teorema Toricelli pada tangki berlubang
Kecepatan pancaran air yang keluar dirumuskan dengan persamaan
berikut:
= √2 ℎ
b. Efek Venturi
1
+ =
2
2
- Karburator merupakan sebuah alat pada mesin yang digunakan untuk
menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara pada proses
pembakaran dalam mesin.
- Venturimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur
kelajuan aliran suatu fluida.
1) Venturimeter tanpa manometer
Kecepatan aliran fluida yang mengalir pada penampang pertama
2 ℎ
= √ 2
1
( 1 ) − 1
2
2) Venturimeter dengan manometer
Kecepatan aliran fluida yang mengalir pada penampang pertama
2 ℎ
=
1
√ 2
(( 1 ) − 1)
2
Dengan Pendekatan STEM 62
c. Tabung pitot
Kecepatan aliran fluida dirumuskan sebagai berikut:
2 ℎ
= √
1
d. Alat penyemprot
e. Gaya angkat pesawat terbang
Besarnya gaya angkat pesawat terbang dirumuskan sebagai berikut.
1
− = ( − )
2
2
2
1
2 2 1
Dengan Pendekatan STEM 63
EVALUASI
Berilah tanda (X) pada jawaban yang benar!
1. Lintasan yang ditempuh oleh suatu partikel di dalam fluida yang mengalir disebut …..
A. Jarak
B. Kecepatan
C. Garis arus
D. Garis penghubung
E. Garis kecepatan
2. Fluida yang mengalir tanpa mengalami perubahan volume atau massa jenis disebut
fluida ….
A. Tunak
B. Rotasional
C. Tak termampatkan
D. Termampatkan
E. Tak tunak
3. Perhatikan pernyataan di bawah ini!
1) Aliran tunak
2) Aliran turbulen
3) Tidak termampatkan
4) Bersifat viskos
Berdasarkan pernyataan tersebut yang benar mengenai sifat fluida ideal adalah ...
A. (1), (3), dan (4)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. Semua benar
4. Indra membantu ibunya mencuci baju. Air yang digunakan berasal dari pompa air
berdiameter 5 cm dan kelajuan 2 m/s. Debit air tersebu adalah ….
-3
3
A. 1,925 x 10 m /s
3
-3
B. 2,925 x 10 m /s
-3
3
C. 3,925 x 10 m /s
3
D. 4,925 x 10 m /s
-3
3
-3
E. 5,925 x 10 m /s
Dengan Pendekatan STEM 64
5. Pak Budi mengisi tandon air. Air tersebut mengalir dengan kecepatan 1,2 m/s melalui
pipa berdiameter 4 cm. Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi tandon air yang
berbentuk silinder dengan jari-jari 1,2 m dan tinggi 1,5 m supaya penuh adalah …
menit.
A. 25
B. 50
C. 75
D. 100
E. 125
6. Suatu jenis fluida dialirkan melalui sebuah pipa, panjangnya L mendatar dan luas
penampang ujungnya sebesar A. Jika ujung yang lain luas penampangnya ½ A, maka
yang tidak mempengaruhi kontinuitas fluida tersebut adalah ....
A. Panjang pipa
B. Kecepatan fluida
C. Luas penampang pipa
D. Ketinggian titik yang diamati
E. Diameter penampang
7. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
(1) Kecepatan fluida di A > B
(2) Kecepatan fluida di A = B
(3) Debit di A > B
(4) Debit di A = B
Jika fluida ideal mengalir seperti pada gambar, maka pernyataan yang benar
ditunjukkan oleh nomor . . .
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 1 saja
E. 4 saja
Dengan Pendekatan STEM 65
8. Perhatikan gambar penampang pipa berikut!
Air mengalir dari pipa A ke B terus ke C. Perbandingan luas penampang A dengan
penampang C adalah 8:3. Jika kecepatan aliran dipenampang A adalah maka
kecepatan aliran pada pipa C adalah …
1
A.
8
3
B.
8
C.
8
D.
3
E. 8
9. Pipa berjari-jari 15 cm disambung dengan pipa berjari-jari 5 cm. Keduanya dalam
posisi horizontal. Apabila kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 10 m/s pada
3
2
tekanan 105 N/m , maka tekanan pada pipa yang kecil (massa jenis air 1 g/cm )
adalah ….
3
A. 10.000 N/m
B. 15.000 N/m 3
C. 30.000 N/m 3
D. 60.000 N/m
3
3
E. 90.000 N/m
10. Kecepatan fluida ideal pada penampang A1 adalah 20 m/s. Jika luas penampang A1=20
cm dan A2=5 cm maka kecepatan fluida pada penampang A2 adalah …
2
2
Dengan Pendekatan STEM 66
A. 1 m/s
B. 5 m/s
C. 20 m/s
D. 80 m/s
E. 100 m/s
11. Suatu zat cair dialirkan melalui pipa seperti tampak pada gambar berikut. Jika luas
2
penampang A1 = 8 cm , A2 = 2 cm , dan laju zat cair = 2 / , maka besar adalah
2
1
2
……
A. 0,5 m/s
B. 1,0 m/s
C. 1,5 m/s
D. 2,0 m/s
E. 2,5 m/s
12. Perhatikan alat-alat berikut!
(1) Pompa hidrolik
(2) Karburator
(3) Venturimeter
(4) Termometer
Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Bernoulli adalah ....
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (1) dan (4)
D. (2) dan (3)
E. (2) dan (4)
13. Tangki diisi air hingga kedalaman 15 m. Sebuah lubang kecil terdapat pada ketinggian
10 m dihitung dari dasar tangki. Besar kelajuan air yang memancar dari lubang
adalah . . .
Dengan Pendekatan STEM 67
A. 3,0 m/s
B. 10,0 m/s
C. 14,0 m/s
D. 17,1 m/s
E. 31,1 m/s
14. Perhatikan gambar berikut!
Ketika tangkai penghisap (T) ditekan, cairan dalam tandon (B) akan keluar karena …..
A. Massa jenis cairan lebih kecil dibandingkan massa jenis fluida
B. Tekanan di titik A lebih kecil daripada di dalam wadah
C. Gaya adhesi cairan lebih besar dari gaya kohesi
D. Sifat kapiler dari pipa sempit
E. Adanya gaya Archimedes
15. Perhatikan peristiwa kebocoran tangki air pada lubang P dari ketinggian tertentu
pada gambar dibawah ini. Jika besar percepatan gravitasi sebesar 10 m/s , maka air
2
yang keluar dari lubang P akan jatuh ke tanah setelah . . .
A. √5/5 sekon
B. √5/4 sekon
C. √5/2 sekon
D. √5 sekon
E. √2/5 sekon
Dengan Pendekatan STEM 68
16. Air mengalir melalui pipa venturimeter seperti gambar berikut:
2
Luas penampang A1 dan A2 berturut-turut 5 cm dan 4 cm . Jika selisih ketinggian
2
air 45 cm, kecepatan air yang masuk pipa venturimeter sebesar …. m/s.
( = 10 / )
2
A. 3
B. 4
C. 5
D. 9
E. 25
17. Tabung pitot diletakkan dalam aliran udara yang memiliki laju 10√10 m/s. Jika massa
3
jenis raksa 13.600 kg/m dan selisih ketinggian raksa pada pipa U mencapai 1 cm,
3
massa jenis udara dalam tabung pitot sebesar….. kg/m . ( = 10 / )
2
A. 1,36
B. 2,72
C. 4,08
D. 5,44
E. 6,80
18. Sayap pesawat terbang dirancang agar memiliki gaya angkat ke atas maksimal,
seperti gambar. Jika adalah kecepatan aliran udara dan P adalah tekanan udara,
maka sesuai dengan Asas Bernoulli rancangan tersebut dibuat agar …
A. > sehingga >
B. > sehingga <
C. < sehingga >
D. < sehingga <
E. > sehingga <=
Dengan Pendekatan STEM 69
19. Kecepatan aliran udara di bagian bawah sayap pesawat sebesar 60 m/s. Beda
2
tekanan di atas dan di bawah sayap sebesar 10 N/m . Jika massa jenis udara 1,29
3
2
kg/m , kecepatan aliran udara di bagian atas sayap adalah.... (g=10 m/s )
A. 50,13 m/s
B. 60,13 m/s
C. 70,13 m/s
D. 80,13 m/s
E. 90,13 m/s
2
20. Model pesawat terbang mempunyai luas sayap 1 m dan memiliki gaya angkat sebesar
2
F. Jika luas sayap dijadikan 3 m dan kecepatan sama besar seperti kondisi awal,
besar gaya angkat pesawat adalah ....
1
A.
3
B. 2F
C. 3F
D. 4F
E. 6F
Dengan Pendekatan STEM 70
PEMBAHASAN SOAL
AYO BERPIKIR KRITIS
1. Apabila fluida tidak mengalami pergerakkan, nilai maupun sama dengan nol.
1
2
Oleh karena itu, persamaan Bernoulli dituliskan seperti berikut.
1 1
+ ℎ + = + ℎ +
2
2
1
1
2
2
2
1
2
2
1 1
+ ℎ + (0) = + ℎ + (0)
2
2
2
2
1
1
2
2
+ ℎ = + ℎ
2
1
1
2
− = (ℎ − ℎ )
2
1
2
1
Hasil persamaan tersebut merupakan bentuk lain persamaan tekanan hidrostatis
zat cair.
2. Apabila fluida mengalir dalam pipa horizontal tanpa ada perbedaan ketinggian
diantara bagian-bagian fluida (ℎ = ℎ ), persamaan Bernoulli menjadi seperti
1
2
berikut:
1 1
+ ℎ + = + ℎ +
2
2
1
1
2 1 2 2 2 2
1 1
+ (0) + = + (0) +
2
2
1
2 1 2 2 2
1 1
2
2
+ = +
2
2
1
1
2 2
1 1
2
− = −
2
1
2
2 2 2 1
1
2
2
− = ( − )
1
2
2
1
2
Persamaan tersebut menyatakan jika > dan > hal ini berarti pipa yang
1
2
1
2
memiliki kecepatan fluida besar, tekanan fluidanya akan bernilai kecil. Begitu pula
sebaliknya, pipa yang memiliki kecepatan fluida kecil, tekanan fluidanya akan
bernilai besar.
Dengan Pendekatan STEM 71
PEMBAHASAN SOAL
LATIHAN 1
No. Kunci Jawaban Skor
1. Penye : Karena dipengaruhi oleh luas permukaan sungai.
Kecepatan fluida berkurang ketika melewati
permukaan sungai yang lebar dan bertambah
ketika melewati permukaan sungai yang 10
menyempit. Oleh karena itu, kita akan
merasakan arus bertambah deras.
Hal ini sesuai dengan Asas Kontinuitas.
Skor Maksimum 10
Bobot Skor 10
2. Dik : = 4 / 1
= 14 1
Dit : Q = …? 1
Penye : = 2
1
1
= = (3,14)(0,14)
2
2
4 4 5
1 0.061544
= (3,14)(0,0196) = = 0.0153
4 4
= 1,53 10
2
−2
Sehingga,
= 5
= 1,53 10 . 4 /
2
−2
= 6,12 10 /
3
−2
Skor Maksimum 15
Bobot Soal 20
3. Dik : = 2 1
Dit : = ⋯ ? 1
Penye : = 5
2 . =
1
=
2
Skor Maksimum 7
Bobot Soal 10
Dengan Pendekatan STEM 72
4. Dik : = 30 1
= 5 1
= 10 1
Dit : ∶ ∶ = ⋯ ? 1
Penye : Menurut persamaan Kontinuitas debit yang 5
memasuki penampang di titik A, B, C konstan,
sehingga kita boleh mengatakan bahwa
kecepatan berbanding terbalik dengan luas
penampang.
1 2
∞
Karena luas penampang tabung sebanding 1
dengan diameter kuadrat maka :
1
∞ 2
2
Sehingga kita akan peroleh:
1 1 1
∶ ∶ = : :
2
1
3
1 2 2 2 4
2
3
1 1 1 2
∶ ∶ = : :
2
2
2
1 1 1
= ∶ ∶
30 2 5 2 10 2 6
1 1 1
= 900 ∶ 25 100
∶
= 1 ∶ 36 ∶ 9
Hasil di atas menunjukkan bahwa di daerah 2
yang penampangnya besar kecepatan fluida
lebih lambat.
Skor Maksimum 28
Bobot Soal 30
5. Dik : =
2
1
2
= 0,5
2
2
= 0,75 5
3
= 2 /
1
= 3 /
2
Dit : = ⋯ ? 1
3
Penye : Berdasarkan gambar, maka:
= + 4
2
3
1
= + 4
3 3
1 1
2 2
−
1 1
2 2
= 4
3
3
Dengan Pendekatan STEM 73
2
(2 ) − 0,5 (3 ) 10
=
0,75 2
(2 ) − 1.5 2
=
0,75 2
0,5 2
= / = /
0,75 3
Skor Maksimum 28
Bobot Soal 30
Dengan Pendekatan STEM 74
PEMBAHASAN SOAL
LATIHAN 2
No. Kunci Jawaban Skor
1. Dik : = 1,4 10 / 1
2
5
1
= 1 / 1
1
= 12 = 0,12 1
1
= 1 10 / 1
2
5
2
Dit : = ⋯ ? 1
2
Penye : Fluida dinamis didefinisikan sebagai fluida (berupa
cairan maupun gas) yang bergerak. Pada pebahasan
fluida dinamis dikenal Hukum Bernoulli yaitu sebuah
hubum yang menyatakan bahwa menyatakan bahwa
pada suatu aliran fluida, peningkatan pada
kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan
tekanan pada aliran fluida tersebut. Sehingga
permasalahan ini dapat diselesaikan dengan:
1 1
+ ℎ + = + ℎ +
2
2
1
1
2 1 2 2 2 2
1
5
1,4 10 + 1000.10.0 + . 1000. 1 2
2
1
= 1 10 + 1000.10.0 + . 1000.
2
5
2 2 7
1,4 10 + 0 + 500 = 1 10 + 0 + 500.
5
2
5
2
1,4 10 − 1 10 = 500. − 500
5
5
2
2
0,4 10 = 500 ( − 1)
2
5
2
0,4 10 5 = ( − 1)
2
500 2
80 = − 1
2
2
= 80 + 1
2
2
= √81
2
= 9 /
2
Selanjutnya setelah kecepatan aliran pada
penampang kecil diketahui, permasalahan ini dapat
diselesaikan menggunakan persamaan kontinuitas,
yaitu apabila suatu fluida yang bergerak disimpan
pada suatu pipa berhubungan dengan ukuran yang
berbeda, maka fluida yang mengalir di dalam wadah
Dengan Pendekatan STEM 75
dianggap mempunyai debit yang sama di sembarang
titik.
=
1 1
2 2
1 1
=
2
2
4 1 1 4 2 2
=
2
2
2 2
1 1
(0,12) 1 = 9
2
2
2
0,0144 = 9 8
2
2
0,0144
2
= 9
2
= 0,0016
2
2
= √0,0016
2
= 0,04
2
Dengan demikian, nilai diameter penampang kecil
adalah 0,04 m.
Skor Maksimum 18
Bobot Soal 20
2. Dik : ℎ = 6 = 0,06 1
1 = 2 1
2 1
= 10 /
2
Dit : = ⋯ ? 1
2
Penye : Pada fluida dinamis, berlaku hukum Kontinuitas 1
dimana debit suatu aliran fluida. Secara matematis
dapat dituliskan sebagai berikut:
= 1
2
1
= 1
1 1
2 2
2
= . 1
1
2
1 1
1
= = 0,5
2
2
1
2
Selanjutnya untuk mencari kecepatan, akan
digunakan hukum Bernoulli. Prinsip Bernoulli
menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida,
peningkatan pada kecepatan fluida akan 1
menimbulkan penurunan tekanan pada aliran
tersebut, sehingga secara matematis, persamaan
Bernoulli adalah sebagai berikut:
1 1 2
+ ℎ + = + ℎ +
2
2
1
1
2 1 2 2 2 2
Dengan Pendekatan STEM 76
Karena merupakan venturimeter, maka berlaku =
1
, sehingga diperoleh kecepatan fluida pada
2
penampang :
2
1 1
ℎ + = ℎ +
2
2
1
2 1 2 2 2
1
(ℎ − ℎ ) = ( − )
2
2
2
1
2 2 1
1
10 . 006 = . − 0,5
2
2
2 2 2 8
0,25 = 2 . 10 . 0,06
2
2
2 . 10 . 0,06
2
=
2
0,25
1,2
2
=
2
0,25
= 4,8
2
2
= √4,8
2
= 2,19 /
2
Skor Maksimum 20
Bobot Soal 20
3. Dik : =
2
1
2
= 0,5
2
2
= 0,75 5
3
= 2 /
1
= 3 /
2
Dit : = ⋯ ? 1
Penye : Berdasarkan gambar diatas, maka:
=
ℎ ℎ
2√ . (ℎ − ) = 2 √ (ℎ − )
9 9
ℎ 8ℎ
2
. = ℎ −
9 9
8ℎ 2 = ℎ −
2
81 12
8ℎ 2
2
− ℎ + = 0
81
ℎ 8ℎ
( − ) ( − ) = 0
9 9
ℎ
8ℎ
= atau
9 9
8ℎ
Jadi, nilai pada titik A adalah dan pada titik B
9
ℎ .
9
Skor Makasimum 18
Dengan Pendekatan STEM 77
Bobot Soal 20
−3
4. Dik : = 6 10
3
1
= 30 4
2
1
= 10
2
2
= 10 /
2
Dit : a. ∆ = ⋯ ? 2
b. ∆ℎ = ⋯ ?
Penye : a. Fluida dinamis didefinisikan sebagai fluida 2
(berupa cairan maupun gas) yang bergerak. Pada
pembahasan fluida dinamis dikenal Hukum
Bernoulli yaitu sebuah hukum yang menyatakan
bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada
kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan
tekanan pada aliran fluida tersebut. Salah satu
contoh penerapan hukum ini adalah pada
venturimeter. Venturimeter merupakan sebuah
alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran
sebuah cairan di dalam pipa. Venturimeter
terbagi menjadi 2 jenis, yaitu venturimeter
tanpa manometer dan venturimeter dengan
manometer. Venturimeter dengan manometer
dilengkapi dengan pipa U yang berisi zat cair lain
(dalam permasalahan ini berupa raksa) sehingga
permasalahan ini dapat diselesaikan dengan
pertama mencari nilai kecepatan pada pipa
pertama.
= .
1
1
1
1 4
=
1
1
6 10 −3
= = 2 /
3 10 −3
Beda ketinggian raksa:
2( − ) ℎ
= √ 2
1
(( 1 ) − 1) 6
2
2 (13.600 − 1000)(10). ℎ
2 =
√ 3 10 −3 2
1000 ( ) − 1
1 10 −3
Dengan Pendekatan STEM 78
252.000 ℎ
4 = 8000
32.000 = 252.000 ℎ
32.000
ℎ = = 0,13
252.000
b. Beda tekanan kedua ujung manometer adalah
− = . . ℎ
1
2
= 13.600 . 10 . 0,13
= 17.680 / 5
3
Dengan demikian, beda tekanan pada kaki
manometer adalah 17.680 / .
3
Skor Maksimum 23
Bobot Soal 25
5. Dik : = 18.000
= 40 3
2
= 80 /
1
Dit : = ⋯ ? 1
2
Penye : Fluida dinamis didefinisikan sebagai fluida (berupa 2
cairan maupun gas) yang bergerak. Pada pebahasan
fluida dinamis dikenal Hukum Bernoulli yaitu sebuah
hubum yang menyatakan bahwa menyatakan bahwa
pada suatu aliran fluida, peningkatan pada
kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan
tekanan pada aliran fluida tersebut. Salah satu
contoh penerapan hukum ini adalah pada gaya
angkat sayap pesawat. Sebuah pesawat dapat
melayang di udara sebab tekanan di bawah sayap
pesawat lebih besar dibandingkan tekanan di bagian
atas sayap pesawat. Sehingga permasalahan ini
dapat diselesaikan dengan:
1
2
2
= ( − )
1
2
2
1
18.000 = . 1,25 (80 − )40
2
2
2 2
18.000 = 25 . (6400 − )
2
2
18000 = (6400 − )
2
25 2 8
720 = (6400 − )
2
2
= 6400 − 720
2
2
= 5680
2
2
= √5680
2
= 75,37 /
2
Dengan Pendekatan STEM 79
Dengan demikian, aliran udara pada bagian bawah
sayap sebesar 75,37 / .
Skor Maksimum 14
Bobot Soal 15
KUNCI JAWABAN
EVALUASI
NO. KJ NO. KJ NO. KJ NO. KJ
1. C 6. A 11. A 16. B
2. C 7. E 12. D 17. B
3. A 8. B 13. B 18. B
4. C 9. D 14. B 19. B
5. C 10. D 15. A 20. C
Dengan Pendekatan STEM 80
PERHITUNGAN NILAI
(SOAL PG)
Keterangan Bobot Skor :
1. Jika dijawab benar skor 1
2. Jika dijawab salah/tidak dijawab skor 0
3. Jumlah skor total adalah 20
4. Bobot keseluruhan soal adalah 100
Menggunakan rumus:
( )
∶
( )
=
Keterangan:
Na = Nilai akhir setelah dikalikan dengan bobot
a = Skor perolehan peserta didik
c = Skor maksimum
b = Bobot soal
Nilai akhir (Na) adalah nilai yang telah diperoleh peserta didik dari soal evaluasi yang
disajikan.
Dengan Pendekatan STEM 81
PERHITUNGAN NILAI
(SOAL ESSAY)
Menggunakan rumus:
( )
∶
( )
=
Keterangan:
Ni = Nilaiuntuk satu nomor tertentu setelah dikalikan dengan bobot
a = Skor perolehan peserta didik
c = Skor maksimum untuk nomor soal itu
b = Bobot soal dari soal itu
Jumlahkan semua nilai (Ni) yang telah diperoleh peserta didik dalam perangkat tes.
Jumlah ini disebut nilai akhir dari suatu perangkat tes uraian yang disajikan.
Dengan Pendekatan STEM 82
REFLEKSI
Setelah mempelajari E-Modul ini, Anda mengenal adanya fluida dinamis
yang diitegrasikan dengan pendekatan STEM. Pemanfaatan fluida dinamis dalam
kehidupan sehari-hari sangat banyak, seperti : pergerakan air terjun, pembuluh
darah manusia, pemanfaatan selang air, pemanfaatan tandon air, penyemprot
serangga dan gaya angkat sayap pesawat.
Pergerakkan air terjun dapat
digunakan untuk pembangkit listrik,
pembuluh darah berguna untuk mengalirkan darah manusia ke seluruh tubuh, dan
selang air berguna mengalirkan air untuk berbagai keperluan manusia. Sementara
itu, tandon air yang menerapkan Asas Bernoulli berguna untuk persediaan air,
sedangkan penyemprot serangga yang menerapkan Asas Bernoulli digunakan
untuk membasmi serangga dan gaya angkat pesawat terbang berguna untuk
membuat pesawat agar bisa mengudara.
Banyak teknologi yang dikembangkan dari hukum-hukum fluida dinamis.
Para penemu teknologi tersebut memiliki sikap kreatif dan inovatif dalam
mengembangkan teknologi. Selain itu, sikap pantang menyerah untuk terus
mencoba juga menjadi kunci utama agar teknologi yang ditemukan tepat guna.
Dengan Pendekatan STEM 83
PENILAIAN DIRI
Isilah pernyataan di bawah ini sesuai tingkat pemahaman Anda setelah
mempelajari E-Modul ini. Berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh
tanggung jawab dengan memberikan tanda (√) pada kolom jawaban.
Jawaban
No. Pernyataan Kurang Sedang Baik Sangat
Baik
1. Saya dapat mengetahui bentuk aliran
fluida.
Saya dapat mengetahui hubungan antara
2. kecepatan fluida dan luas penampang
menggunakan Asas Kontinuitas.
3. Saya dapat mengetahui penerapan Asas
Kontinuitas dalam kehidupan sehari-hari.
Saya dapat mengetahui penerapan Asas
4. Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari.
Saya dapat mengetahui hubungan antara
5. kecepatan fluida dan tekanan
menggunakan Asas Bernoulli.
Saya dapat memecahkan masalah terkait
6. penerapan asas Kontinuitas dan Asas
Bernoulli.
Saya dapat merancang dan membuat
7. tiruan aplikasi Asas Bernoulli.
Apabila tanda cek (√) yang Anda berikan pada kolom Kurang lebih besar dari 4,
sebaiknya Anda pelajari Kembali materi ini sebelum melanjutkan ke materi
berikutnya. Anda dapat melanjutkan ke materi berikutnya jika tanda (√) pada kolom
Kurang lebih kecil dari 4.
Dengan Pendekatan STEM 84
GLOSARIUM
Aerodinamika : Salah satu cabang dinamika yang berkenaan dengan kajian
pergerakan udara, khususnya ketika udara tersebut
berinteraksi dengan benda padat.
Aileron : Control surface yang pada umumnya terletak di trailing
edge (bagian belakang sayap) pada ujung sayap kanan dan
kiri.
Airfoil : Bentuk dari suatu sayap pesawat yang dapat menghasilkan
gaya angkat (lift) atau efek aerodinamika ketika melewati
suatu aliran udara.
Aliran laminer : Aliran fluida yang kecepatan aliran pada setiap titik pada
fluida berubah terhadap waktu.
Aliran turbulen : Aliran berputar atau aliran yang partikel partikelnya
berbeda bahkan berlawanan dengan arah secara
keseluruhan.
Azas Kontinuitas : Ketentuan yang menyatakan bahwa untuk fluida yang tak
termampatkan dan mengalir dalam keadaan tunak, maka
laju aliran volume di setiap waktu sama besar .
Azas Bernaulli : Jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan
energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama
di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal.
Debit fluida : Besaran yang menunjukkan volume fluida yang melalui suatu
penampang setiap waktu.
Elevator : Salah satu bagian pesawat terbang yang biasanya terdapat di
ekor pesawat.
Flap : Sebuah permukaan bergerak yang berengsel pada tepi
belakang sayap pesawat terbang biasa juga disebut sirip
pesawat.
Fluida : Suatu zat yang bisa mengalami perubahan perubahan
bentuknya secara continu/terus menerus bila terkena
tekanan/ gaya geser walaupun relatif kecil atau biasa
disebut zar mengalir.
Fluida Dinamis : fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang bergerak.
Fluida ideal : Fluida yang memiliki ciri ciri seperti tidak termampatkan
(tidak kompresibel), tidak mengalami perubahan vulume/
massa jenis ketika memperoleh tekanan.
Dengan Pendekatan STEM 85
Karburator : Sebuah alat pada mesin yang digunakan untuk menghasilkan
campuran bahan bakar dengan udara pada proses
pembakaran dalam mesin.
Manometer : Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan.
Rudder : Bagian dari sistem kontrol pesawat yang berfungsi untuk
mengatur arah dan orientasi pesawat terbang.
Slat : Control surface yang terletak pada leading edge (bagian
depan) sayap yang berfungsi menambah gaya angkat
dengan cara menambah chamber sayap.
Spoiler : Suatu alat yang dirancang untuk mengurangi aliran udara
yang mengalir pada bagian sayap pesawat terbang.
Tabung Pitot : Alat untuk mengukur laju aliran suatu gas atau udara.
Venturimeter : Alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran suatu
fluida (zat cair).
Viskositas : Ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya
gesekan di dalam fluida.
Vortex : Gerakan spiral dengan arah aliran tertutup.
Winglets : perangkat yang dipasang untuk mengurangi vortex pada
sayap sehingga mampu menghemat bahan bakar pesawat.
Dengan Pendekatan STEM 86
DAFTAR PUSTAKA
Asrori, et. al. 2021. Mekanika Fluida Dasar. ResearchGate:
https://www.researchgate.net/publication/350558740
Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan
Matematika dan Ilmu Alam. Jakarta:Erlangga.
Nastain, et. al. 2005. Mekanika Fluida. Purwokerto : Unsoed.
Pujianto, et.al. 2016. Buku Guru & Buku Siswa Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Klaten:
PT. Intan Pariwara.
Resnik, Halliday. 2010. Fisika Dasar, Edisi Ketujuh Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Sunardi, et.al. 2021. Buku Siswa Fisika Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu
Alam untuk SMA-MA Kelas XI. Bandung:Yrama Widya.
Sunardi, 2021. Fisika Fundamental Berbasis Keterampilan Abad 21 SMA/MA Kelas XI.
Bandung:Yrama Widya.
Surya, Yohanes. Ph.D., Prof. 2010. Mekanika dan Fluida 2. Tangerang:PT Kandel.
Wahono, Edi. 2017. Top Update Big Bank Fisika SMA/MA 1,2, & 3. Jakarta:Bintang
Wahyu.
Dengan Pendekatan STEM 87
BIODATA PENULIS
Fellicia Aba Malfatty lahir di Kolasa tanggal 06
Juni 1992. Besar dan tinggal di desa yang kental
akan budaya Muna. S-1 Pendidikan Fisika
Universitas Halu Oleo, lulus tahun 2015. Saat ini
bekerja sebagai ASN di SMA Negeri 2 Raha, yang
hobinya belajar dan traveling. Pernah meraih
Medali Perunggu pada ajang Kompetensi Sains
Tingkat Nasional Bidang Pedagogik (ORC Guru)
Tahun 2022.
Dengan Pendekatan STEM 88