|   | 

FLUIDA STATISContoh Soal dan Pembahasan mengenai materi Fluida Statis

1. Soal No. 1 Seekor 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 ikan

Pembahasana) tekanan hidrostatis yang dialami ikan 

 

b) tekanan total yang dialami ikan 

 

2. 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 N

PAGE 1

A1 : A2 = 1 : 250 

 

3. Soal No. 3 Pipa 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. 

 

4. 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

PAGE 2

dengan arah ke atas. Kedua gaya dalam kondisi seimbang.

 

5. Soal No. 5 Seorang 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). 

 

PAGE 3

6. Soal No. 6 Perbandingan 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

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

Jika ρ1, ρ2 dan ρ3 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 = PB

P1 = P2 + P3

ρ1 g h1 = ρ2 g h2 + ρ3 g h3

dengan demikian

ρ1 h1 = ρ2 h2 + ρ3 h3

Sehinggaρ1  = (ρ2 h2 + ρ3 h3) : h1

8. Soal No. 8

PAGE 4

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

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh airFair = ρa 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 = ρm 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:

PAGE 5

9. Soal No. 9 Perhatikan gambar berikut, air berada dalam sebuah pipa kapiler dengan sudut kontak sebesar θ. 

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

kg/m3)

PembahasanData soal:r = 0,8 mm = 0,8 × 10−3 mcos θ = 0,55γ = 0,072 N/mg = 10 m/s2

ρair = 1000 kg/m3

h = ....

Rumus kenaikan zat cair pada suatu pipa kapiler

Masuk datanya 

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

Suatu zat

PAGE 6

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 cm

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/37-fluida-statis#ixzz2iaMsDSlg

PAGE 7