1. Sebuah benda terapung pada zat cair yang massa jenisnya 800 kg/m3. Jika bagian benda tidak tercelup dalam zat cair tersebut maka massa jenis benda adalahA. 600 kg/m3B. 900 kg/m3C. 1000 kg/m3D. 1200 kg/m3E. 1300 kg/m3Pembahasan :Diketahui : Massa Jenis zat cair = 800 kg/m3Volume benda yang tidak tercelup dalam zat cair = Volume benda yang tercelup dalam zat cair = Volume benda secara keseluruhan = 1Ditanya :Massa Jenis benda ?Jawab :Rumus hubungan antara massa jenis benda, massa jenis zat cair dan bagian benda yang tercelup dan tidak tercelup dalam zat cair, dibahas di artikel mengapa benda padat terapung :

Jawaban yang benar adalah A.2. Berat sebuah benda di udara 5 N. Apabila benda ditimbang di dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m3) beratnya menjadi 3,2 N. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 maka massa jenis benda adalah A. 800 kg/m3B. 1000 kg/m3C. 1500 kg/m3D. 2500 kg/m3E. 2780 kg/m3Pembahasan :Diketahui :Berat benda di udara = Berat benda (w) = 5 NewtonBerat benda di dalam air = 3,2 NewtonMassa Jenis air = 1000 kg/m3Percepatan Gravitasi = 10 m/s2Massa benda : w = m g > m = w : g = 5 N : 10 m/s2 = 0,5 kgDitanya :Massa Jenis benda ?Jawab :Berat benda di dalam air lebih kecil karena adanya Gaya Apung.Gaya Apung = Berat benda di udara Berat benda di dalam zat cairGaya Apung = 5 Newton 3,2 Newton = 1,8 Newton

Massa jenis Benda :Massa Jenis = Massa : Volume = 0,5 kg : 0,00018 m3 = 2780 kg/m3Jawaban yang benar adalah E.

1. Berapa volume batu yang dimasukkan ke dalam air laut jika berat air laut yang dipindahkan batu adalah 2 Newton ? Massa jenis air laut = 1025 kg/m3.Pembahasan Jawab:Hukum Archimedes menyatakan bahwa berat air yang tumpah (air yang dipindahkan oleh besi) sama dengan besar gaya apung yang dikerjakan air pada besi.

Volume air yang dipindahkan = volume batu yang dimasukkan ke dalam air laut = 199,1 cm3.3. Sebuah wadah penuh terisi air. Sepotong besi 2 cm3 ditenggelamkan ke dalam wadah sehingga sebagian air tumpah. Berapa massa air yang tumpah ?Pembahasan

3. Massa benda di udara 15 kg dan massa benda di dalam air 13,7 kg. Apakah benda terbuat dari emas murni ?PembahasanDiketahui:m=15kgm=13,7kgDitanya : apakah benda terbuat dari emas murni ?Jawab :Gravitasi khusus emas murni = 19,3 atau massa jenis emas murni = 19300 kg/m3. Apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis emas murni maka benda terbuat dari emas murni.Berapa massa jenis benda ?Gaya apung (FA) sama dengan berat benda di udara (w) dikurangi berat benda di dalam air (w).

Masukan nilai massa benda di udara dan massa benda di dalam air :Perbandingan antara massa jenis benda terhadap massa jenis air (/) = gravitasi khusus benda. Jadi gravitasi khusus benda = 11,3.Masssa jenis benda = gravitasi khusus dikalikan dengan massa jenis air = (11,3)(1000 kg/m3) = 11.300 kg/m3.Gravitasi khusus emas murni 19,3 dan massa jenis emas 19.300 kg/m3 karenanya benda tidak terbuat dari emas murni.1. Seorang siswa melakukan percobaan dengan menggunakan alat dan bahan sebagai berikut.

Dari hasil pengukuran seperti pada gambar dimana satuannya adalah cm3 sedangkan massa batu adalah 60 gram, massa jenis batu tersebut adalah .pembahasan :V = 80 -60 = 20 cm3m = 60 gram = m/V = 60 / 20 = 3 g/cm32.Perhatikanlah gambar bejana di samping Jika diketahui massa jenis minyak 0,8 g/cm3, massa jenis raksa 13,6 g/cm3, dan massa jenis air 1 g/cm3, tentukanlah perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air.

JawabDiketahui: m = 0,8 g/cm3, r = 13,6, dan air = 1 g/cm3.Air dan minyak batas terendahnya sama sehingga diperoleh persamaan berikutaha = mhm

Jadi, perbedaan tinggi permukaan minyak dan air = 15 cm 12 cm = 3 cm.

3. Sebuah benda terapung pada zat cair yang massa jenisnya 800 kg/m3. Jika bagian benda tidak tercelup dalam zat cair tersebut maka massa jenis benda adalahPembahasan :Diketahui :Massa Jenis zat cair = 800 kg/m3Volume benda yang tidak tercelup dalam zat cair = Volume benda yang tercelup dalam zat cair = Volume benda secara keseluruhan = 1Ditanya :Massa Jenis benda ?Jawab :Rumus hubungan antara massa jenis benda, massa jenis zat cair dan bagian benda yang tercelup dan tidak tercelup dalam zat cair, dibahas di artikel mengapa benda padat terapung :

4. Berat sebuah benda di udara 5 N. Apabila benda ditimbang di dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m3) beratnya menjadi 3,2 N. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 maka massa jenis benda adalah Berat benda di udara = Berat benda (w) = 5 NewtonBerat benda di dalam air = 3,2 NewtonMassa Jenis air = 1000 kg/m3Percepatan Gravitasi = 10 m/s2Massa benda : w = m g > m = w : g = 5 N : 10 m/s2 = 0,5 kgDitanya :Massa Jenis benda ?Jawab :Berat benda di dalam air lebih kecil karena adanya Gaya Apung.Gaya Apung = Berat benda di udara Berat benda di dalam zat cairGaya Apung = 5 Newton 3,2 Newton = 1,8 Newton

Massa jenis Benda :Massa Jenis = Massa : Volume = 0,5 kg : 0,00018 m3 = 2780 kg/m35. Sebuah benda berbentuk balok berada pada bejana yang berisikan air dan minyak. 50% dari volum balok berada di dalam air, 30% berada dalam minyak seperti terlihat pada gambar berikut.

Tentukan massa jenis balok tersebutDiketahui massa jenis air adalah 1 g/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3

Pembahasana) Gaya-gaya yang bekerja pada balok adalah sebagai berikut:

Berat bendaw = mgKarena massa benda belum diketahui, masukkan m = vB sehingga w = v g dengan vB adalah volum balok.

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh airFair = a va gdengan va adalah volume air yang dipindahkan atau didesak oleh balok (50%v = 0,5 vB).

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh minyakFm = m vm gdengan vm adalah volume minyak yang dipindahkan atau didesak oleh balok (30% vB = 0,3 vB).

Gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah:

Hukum Archimedes berbunyi apabila sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair (baik sebagian atau seluruhnya), akan mendapat gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan benda tersebut. Besarnya gaya ke atas tersebut sering dinamakan gaya Archimedes.

Sebuah benda yang dimasukkan ke dalam zat cair akan menglami peristiwa terapung, melayang, tenggelam:

Penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari pada alat-alat teknik antara lain kapal laut/selam, galangan kapal, hidrometer, dan balon udara.

CONTOH SOAL1. Berat sebuah benda ketika ditimbang di udara adalah 500 N. Jika beratnya di air hanya 400 N, maka berapakah massa jenis benda tersebut ? a. 1.000 kg/m3b. 2.000 kg/m3c. 3.000 kg/m3d. 4.000 kg/m3e. 5.000 kg/m3

2. Sebuah gabus dimasukkan dalam air ternyata 75% volume gabus tercelup dalam air. Maka massa jenis gabus adalah ......a. 1,75 gr/cm3b. 1,00 gr/cm3c. 0,75 gr/cm3d. 0,50 gr/cm3e. 0,25 gr/cm3

3. Sepotong kaca di udara memiliki berat 25 N dan massa jenis 2,5 10 pangkat 3 kg/m3. Apabila massa jenis air 1 10 pangkat3 kg/m3 dan percepatan gravitasinya 10 m/s2 maka berat kaca di dalam air adalah.....a. 10 Nb. 15 Nc. 20 Nd. 25 Ne. 30 N

4. Sebuah balok kayu yang tingginya 20 cm dan massa jenisnya 0,85 10 pangkat 3 kg/m3 mengapung pada air yang massa jenisnya 1.000kg/m pangkat 3. Berapakah tinggi balok yang muncul di permukaan cairan? a. 14b. 15c. 16d. 17e. 18

5. Sepotong kayu terapung dalam air, jika2/3 bagian volume timbul diatas permukaan, berapa massa jenis kayu..... a. 333 kg/m3b. 333,1 kg/m3c. 333,2 kg/m3d. 333,3 kg/m3e. 333,4 kg/m3

6. Sebuah balok dari bahan yang tidak diketahui, memiliki berat diudara 5 N, jika dicelupkan ke dalam air beratnya menjadi 4,55 N. Tentukan massa jenis dari bahab tersebut..... a. 1,09 gr/cm3b. 1,10 gr/cm3c. 1,11 gr/cm3d. 1,12 gr/cm3e. 1,13 gr/cm3

Soal No. 1Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air.

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 , percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan tekanan udara luar 105 N/m, tentukan :a) tekanan hidrostatis yang dialami ikanb) tekanan total yang dialami ikanPembahasana) tekanan hidrostatis yang dialami ikan

b) tekanan total yang dialami ikan

Soal No. 2 Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 250 kali luas penampang pipa kecil dan tekanan cairan pengisi pipa diabaikan, tentukan gaya minimal yang harus diberikan anak agar batu bisa terangkat!

PembahasanHukum Pascal Data :F1 = FF2 = Wbatu = (1000)(10) = 10000 NA1 : A2 = 1 : 250

Soal No. 3Pipa U diisi dengan air raksa dan cairan minyak seperti terlihat pada gambar!

Jika ketinggian minyak h2 adalah 27,2 cm, massa jenis minyak 0,8 gr/cm3 dan massa jenis Hg adalah 13,6 gr/cm3 tentukan ketinggian air raksa (h1)!

PembahasanTekanan titik-titik pada cairan yang berada pada garis vertikal seperti ditunjukkan gambar diatas adalah sama.

Soal No. 4 Sebuah benda tercelup sebagian dalam cairan yang memiliki massa jenis 0,75 gr/cm3 seperti ditunjukkan oleh gambar berikut!

Jika volume benda yang tercelup adalah 0,8 dari volume totalnya, tentukan massa jenis benda tersebut!

PembahasanGaya-gaya yang bekerja pada benda diatas adalah gaya berat yang berarah ke bawah dan gaya apung / gaya Archimides dengan arah ke atas. Kedua gaya dalam kondisi seimbang.

Soal No. 5Seorang anak memasukkan benda M bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas berpancuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuah gelas ukur seperti terlihat pada gambar berikut:

Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan berat semu benda di dalam air!

PembahasanData :mb = 500 g = 0,5 kgmf = 200 g = 0,2 kg

Berat benda di fluida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda. Besarnya gaya apung sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan yaitu berat dari 200 ml air = berat dari 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3).

Soal No. 6Perbandingan diameter pipa kecil dan pipa besar dari sebuah alat berdasarkan hukum Pascal adalah 1 : 25. Jika alat hendak dipergunakan untuk mengangkat beban seberat 12000 Newton, tentukan besar gaya yang harus diberikan pada pipa kecil!

PembahasanD1 = 1D2 = 25F2 = 12000 N

Soal No. 7Sebuah pipa U diisi dengan 3 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar berikut

Jika 1, 2 dan 3 berturut-turut adalah massa jenis zat cair 1, 2 dan 3 dan h1, h2, h3 adalah tinggi masing-masing zat cair seperti nampak pada gambar di atas, tentukan persamaan untuk menentukan massa jenis zat cair 1.PembahasanPA = PBP1 = P2 + P31 g h1 = 2 g h2 + 3 g h3

dengan demikian

1 h1 = 2 h2 + 3 h3

Sehingga1 = (2 h2 + 3 h3) : h1

Soal No. 8

Sebuah pipa U diisi dengan 4 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar. Tentukan persamaan untuk menentukan besarnya massa jenis zat cair 1PembahasanPA = PBP1 + P4 = P2 + P31 g h1 + 4 g h4 = 2 g h2 + 3 g h3g bisa dicoret sehingga didapatkan

1 h1 + 4 h4 = 2 h2 + 3 h31 h1 = 2 h2 + 3 h3 - 4 h4Sehingga1 = ( 2 h2 + 3 h3 - 4 h4) : h1Soal No. 9Sebuah benda berbentuk balok berada pada bejana yang berisikan air dan minyak. 50% dari volum balok berada di dalam air, 30% berada dalam minyak seperti terlihat pada gambar berikut.

Tentukan massa jenis balok tersebutDiketahui massa jenis air adalah 1 g/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3

Pembahasana) Gaya-gaya yang bekerja pada balok adalah sebagai berikut:

Berat benda w = mg Karena massa benda belum diketahui, masukkan m = vB sehingga w = v g dengan vB adalah volum balok.

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh airFair = a va g dengan va adalah volume air yang dipindahkan atau didesak oleh balok (50%v = 0,5 vB).

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh minyakFm = m vm g dengan vm adalah volume minyak yang dipindahkan atau didesak oleh balok (30% vB = 0,3 vB).

Gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah:

Soal No. 10Perhatikan gambar berikut, air berada dalam sebuah pipa kapiler dengan sudut kontak sebesar .

Jika jari-jari pipa kapiler adalah 0,8 mm, tegangan permukaan air 0,072 N/m dan cos = 0,55 tentukan tentukan ketinggian air dalam pipa kapiler! (g = 10 m/s2, air = 1000 kg/m3)

PembahasanData soal:r = 0,8 mm = 0,8 103 mcos = 0,55 = 0,072 N/mg = 10 m/s2air = 1000 kg/m3h = ....

Rumus kenaikan zat cair pada suatu pipa kapiler

Masuk datanya

Soal No. 12Sebuah pipa vertikal terpasang di dalamnya sebuah pegas dan sebuah penampang lingkaran dari karet berjari-jari 10 cm seperti terlihat pada gambar berikut.

Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/m3 kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas adalah 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s2 tentukan nilai h!

PembahasanTentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan:Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair

Dengan demikian h = 50 cm 44 cm = 6 cmSoal No. 13Sebuah kelereng dengan jari-jari 0,5 cm jatuh ke dalam bak berisi oli yang memiliki koefisien viskositas 110 103 N.s/m2. Tentukan besar gesekan yang dialami kelereng jika bergerak dengan kelajuan 5 m/s!

PembahasanData:r = 0,5 cm = 5 103 m = 110 103 N.s/m2 = 5 m/sFf =.....

Benda yang bergerak dalam fluida akan mengalami gesekan. Besar gesekan yang terjadi jika benda bentuknya BOLA dirumuskan:

dimanaFf = gaya gesekan di dalam fluida = koefisien viskositas fluidar = jari-jari benda = kecepatan gerak benda

sehingga besarnya gesekan

Soal No. 14Sebuah gotri yang berjari-jari 5,5 103 m terjatuh ke dalam oli yang memiliki massa jenis 800 kg/m3 dan koefisien viskositasnya 110 103 N.s/m2. Jika massa jenis gotri 2700 kg/m3, tentukan kecepatan terbesar yang dapat dicapai gotri dalam fluida!

PembahasanData:Bendanya gotri, berbentuk bola.r = 5,5 103b = 2700 kg/m3

Fluidanya oli.f = 800 kg/m3 = 110 103 N.s/m2

T =.....?

Kecepatan terbesar yang dicapai gotri dalam fluida dinamakan kecepatan terminal atau T. Rumus kecepatan terminal untuk benda berbentuk bola:

sehingga:

Soal No. 15Sebuah balok yang memiliki massa 4 kg dan volume 5 104 m3 berada di dalam air digantung menggunakan sebuah pegas seperti gambar berikut.

Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan konstanta pegasnya 140 N/m maka pertambahan panjang pegas ditinjau dari saat pegas tanpa beban adalah....A. 15 cmB. 20 cmC. 25 cmD. 30 cmE. 35 cm

PembahasanGaya-gaya yang bekerja pada balok yaitu gaya berat balok w = mbg arahnya ke bawah, gaya angkat yang berasal dari air Fa = agVa arahnya ke atas, dan gaya pegas Fp = kx arahnya ke atas. Ketiganya dalam kondisi seimbang.

Karena seluruh balok berada di dalam air, maka volume air yang dipindahkan sama dengan volume balok. Dengan massa jenis air a =1000 kg/m3 dan g = 10 m/s2 diperoleh hasil: