Rangkuman, Contoh Soal & Pembahasan Fluida Statis

Fluida Statis

Ilmu yang mempelajari tentang fluida atau zat alir yang diam atau tidak bergerak

Massa Jenis

Massa jenis zat merupakan ukuran kepadatan (densitas) dirumuskan sebagai perbandingan massa zat dengan volume zat tersebut.

Keterangan :
ρ = massa jenis zat (kg/m³)
m = massa zat (kg)
v = volume zat (m³)

Tekanan Hidrostatis

Tekanan merupakan gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang per satuan luas permukaan. Secara matematis, persamaan tekanan dituliskan sebagai berikut:

keterangan :
P = tekanan (N/m² = Pascal)
F = gaya (N)
A = luas permukaan (m²)

Hubungan satuan tekanan
1 N/m² = 1 Pa
1 bar = 1 x 10⁵ Pa
1 atm = 101.325 Pa
1 atm = 760 mmHg

Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut. Dapat dirumuskan sebagai berikut.
p_h = ρgh
Keterangan:
p_h = tekanan hidrostatis (N/m²)
ρ = massa jenis (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = kedalaman titik dari permukaan fluida (m)

Tekanan Total

Pada permukaan fluida yang terkena udara luar, bekerja tekanan udara luar yang dinyatakan dengan p. Jika tekanan udara luar ikut diperhitungkan, besarnya tekanan total atau tekanan mutlak pada satu titik di dalam fluida adalah

p_tot = p_o + ρgh

Keterangan:
p_o = tekanan udara luar = 1,013 N/m²
P_tot = tekanan total di suatu titik (tekanan mutlak)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = kedalaman suatu titik dari permukaan fluida (m)

Hukum Pascal

Melalui penelitiannya, Pascal berkesimpulan bahwa apabila tekanan diberikan pada fluida yang memenuhi sebuah ruangan tertutup, tekanan tersebut akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan besar yang sama tanpa mengalami pengurangan. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Pascal.

Tekanan oleh gaya sebesar F1 terhadap pipa 1 yang memiliki luas penampang pipa A1, akan diteruskan oleh fluida menjadi gaya angkat sebesar F2 pada pipa 2 yang memiliki luas penampang pipa A2 dengan besar tekanan yang sama. Hukum Pascal berdasarkan gambar dapat dirumuskan sebagai berikut

p₁ = p₂

Keterangan:
F₁ = gaya pada penampang 1 ( N)
F₂ = gaya pada penampang 2 ( N)
A₁ = luas penampang 2 (m²)
A₂ = luas penampang 2 (m²)

Hukum Archimedes

Menurut Archimedes, benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas. Besar gaya ke atas tersebut besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Secara matematis, Hukum Archimedes dituliskan sebagai berikut.

F_A = w_u – w_f atau F_A = ρ_f .g.V_b

Keterangan:
F_A = gaya Archimedes (N)
w_u = berat benda ketika di udara (N)
w_f = berat benda ketika di dalam fluida (N)
ρ = massa jenis fluida
g = percepatan gravitasi (m/s²)
V_b = volume benda tercelup (m³)

Kondisi benda di dalam fluida

Terapung

Terjadi jika:
ρ_benda < ρ_fluida
Fa = W
V_bt < V_b
Dituliskan dalam persamaan:
ρ_b. V_b = ρ_f. V_bt
atau
ρ_b. h_b = ρ_f. h_bt

Keterangan:
ρ_b = massa jenis benda (kg/m³)
V_b = volume benda (m³)
h_b = tinggi benda (m)
ρ_f = massa jenis fluida (kg/m³)
V_bt = volume benda tercelup (m³)
h_bt = tinggi benda tercelup (m)

Melayang

Terjadi jika:
ρ_benda = ρ_fluida
Fa = W
V_bt = V_b
Dituliskan dalam persamaan:
ρ_b. V_b = ρ_f. V_bt

Keterangan:
ρ_b = massa jenis benda (kg/m³)
V_b = volume benda (m³)
ρ_f = massa jenis fluida (kg/m³)
V_bt = volume benda tercelup (m³)

Tenggelam

Terjadi jika:
ρ_benda > ρ_fluida
Berat benda saat berada di dalam fluida:
w_bt = w – F_A
atau
w_bt = (ρ_b – ρ_f) V_b. g

Keterangan:
w_bt = berat benda di dalam fluida (N)
w = berat benda di udara (N)
ρ_b = massa jenis benda (kg/m³)
V_b = volume benda (m³)
ρ_f = massa jenis fluida (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
F_A = gaya Archimides (N)

Tegangan permukaan

Tegangan permukaan merupakan kemampuan zat cair untuk meregang sehingga permukaan cairan terlihat, seperti terdapat lapisan. Tegangan permukaan (ϒ) di dalam selaput didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya permukaan dan panjang permukaan yang tegak lurus gaya dan dipengaruhi oleh gaya tersebut.dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :
ϒ = tegangan permukaan zat cair (N/m)
F = gaya tegangan permukaan (N)
l = panjang permukaan (m)

Harga Tegangan Permukaan Berdasarkan Eksperimen

Kapilaritas

kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair didalam pipa kapiler. Kapilaritas contoh-contoh gejala kapiler yaitu pada Minyak tanah naik melalui sumbu lampu minyak tanah atau sumbu kompor, dinding rumah basah pada musim hujan, air tanah naik melalui pembuluh kayu.

Gaya tegangan permukaan pada fluida dalam tabung kapiler. Fluida naik jika θ< 90° dan turun jika θ > 90°.
Naik atau turunnya permukaan zat cair dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

Keterangan:
h = kenaikan zat cair (m)
ϒ = tegangan permukaan zat cair (N/m)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
r = jari-jari pipa kapiler (m)

Sudut Kontak

sudut kontak terjadi pada kelengkungan air maupun kelengkungan raksa yang di tarik garis lurus membentuk sudut θ terhadap dinding vertikal. Sudut kontak air adalah sudut lincip (θ<90^o), sedangkan sudut kontak raksa adalah sudut tumpul (90^o<θ<180^o). Sudut kontak terjadi pada gaya tarik menarik antar partikel (kohesi) atau pada gaya tarik menarik antar partikel berlainan (adhesi)

beberapa nilai sudut kontak antara zat cair dan dinding pipa kapilernya.

Soal No.3 (SBMPTN 2014)

Sebongkah es dengan massa jenis 0,90 gram/cm³ dimasukkan ke dalam minyak dengan massa jenis 0,80 gram/cm³. Gejala yang terjadi adalah …

1. es terapung
2. 1/9 bagian es tenggelam
3. 1/2 bagian es tenggelam
4. 8/9 bagian es tenggelam
5. es tenggelam seluruhnya

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ_B = 0,90 gr/cm³
ρ_f = 0,80 gr/cm³
Karena ρ_B lebih besar dibanding ρ_f maka benda akan tenggelam
Jawaban : E

Soal No.4 (UN 2014)

Sebuah pipa U diisi dengan dua cairan yang berbeda seperti gambar berikut!

Jika massa jenis ρ_I = 0,8 g/cm³, ρ_II = 1 g/cm³, dan h₁ = 10 cm maka tinggi h₂ adalah ….

1. 5 cm
2. 6 cm
3. 7 cm
4. 8 cm
5. 10 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ_I = 0,8 g/cm³
ρ_II = 1 g/cm³
h₁ = 10 cm
Menentukan h₂
p₁ = p₂
ρ_Igh₁ = ρ_II gh₂
(0,8 g/cm³)(10 cm) = (1 g/cm³) h₂
h₂ = 8 cm
Jawaban : D

Soal No.5 (SKALU 1977)

Massa sesungguhnya dari sebuah benda adalah 300 gram. Jika ditimbang di dalam air massanya seolah-olah menjadi 225 gram dan jika ditimbang dalam suatu cairan lain massanya seolah-olah menjadi 112,5 gram. Jika diandaikan rapat air adalah 1 gram/cm³ maka rapat cairan itu adalah …

1. 0,83 gram/cm³
2. 1,20 gram/cm³
3. 2,5 gram/cm³
4. 2,67 gram/cm³
5. tak ada jawaban yang benar

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Massa sebenarnya (m_u) = 300 gr
Massa dalam air (m_air) = 225 gr
Massa dalam cairan (m_f) = 112,5 gr
ρ_air = 1 gr/cm³
Menentukan Volume benda
F_A = w_u – w_f
ρ_air g V = (mu – m­_air)g
ρ_airV = (mu-m_air)
1.V = (300 – 225)gr
V = 75 cm³
Menentukan ρ cairan (ρ_f)
ρ_f V = (mu-m_f)
ρ_f (75) = (300 – 112,5)gr
ρ_f = 2,5 gr/cm³
Jawaban : C

Soal No.6 (UN 2014)

Perhatikan gambar!

Jika massa jenis larutan B sebesar 0,92 gram/cm³, besar massa jenis larutan A adalah …..

1. 0,55 gram/cm³
2. 0,95 gram/cm³
3. 1,25 gram/cm³
4. 1,53 gram/cm³
5. 5,52 gram/cm³

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.7 (UMPTN 1989)

Gambar menunjukkan sebatang pipa kaca yang berisi udara. Ujung atas pipa tertutup oleh raksa yang tingginya 10 cm. Jika tekanan udara di luar 76 cmHg maka tekanan udara di dalam pipa kaca adalah….

1. 0 cmHg
2. 10 cmHg
3. 66 cmHg
4. 76 cmHg
5. 86 cmHg

PEMBAHASAN :
Diketahui:
tekanan udara luar (p_o) = 76cmHg
Menentukan tekanan udara dalam pipa
Dalam keadaan setimbang
p + p_Hg = p_o
p + 10 cmHg = 76cm Hg
p = 66 cmHg
Jawaban : C

Soal No.8 (EBTANAS 1990)

Raksa pada bejana berhubungan mempunyai selisih permukaan 2 cm (massa jenis = 13,6 gram/cm³). Kaki sebelah kiri berisi zat cair yang tingginya 25 cm, berarti massa jenis zat cair itu adalah ….

1. 800 kg/m³
2. 1.030 kg/m³
3. 1.088 kg/m³
4. 1.300 kg/m³
5. 1.360 kg/m³

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.9 (UMPTN 2000)

Penghisap P mempunyai luas penampang 0,75 cm² yang bergerak bebas tanpa gesekan sehingga menekan pegas sejauh x. Jika konstanta pegas 75 N/m dan massa jenis zat cair 500 kg/m³, maka nilai x adalah … cm.

1. 0,4
2. 0,5
3. 0,6
4. 0,7
5. 1

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.10 (EBTANAS 1993)

Didalam tabung gelas terdapat minyak setinggi 20 cm. Dengan mengabaikan tekanan udara luar, tekanan yang terjadi pada dasar tabung 1.600 N/m². Jika g = 10 m/s², maka massa jenis minyak adalah ….

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.11 (SIPENMARU 1988)

Sebuah logam C yang merupakan campuran dari logam A dan logam B bermassa 200 gram jika ditimbang di udara, sedangkan jika ditimbang di dalam air massa yang tampak 185 gram. Jika kerapatan logam A 20 gram/cm³, kerapatan logam B 10 gram/cm³ maka massa logam A adalah …

1. 15 gram
2. 30 gram
3. 66,7 gram
4. 100 gram
5. 133,33 gram

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.12 (EBTANAS 1993)

Gambar berikut menunjukan sebuah benda yang terapung pada zat cair dengan massa jenis zat cair 1.200 kg/m³. Jika diketahui bagian 1/5 bagian benda maka massa jenis benda tersebut adalah ….

1. 600 kg/m³
2. 900 kg/m³
3. 1.000 kg/m³
4. 1.200 kg/m³
5. 1.400 kg/m³

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ_f = 1.200 kg/m³
V benda yang tidak tercelup = 1/5
Volume benda yang tercelup = 1 – 1/5 = 4/5 bagian
V_BT = 4/5 V_B
Menentukan ρ_B
ρ_B V_B = ρ_f V_BT
ρ_B V_B = (1.200 kg/m³) 4/5 V_B
ρ_B = 960 kg/m³
Jawaban : B

Soal No.13 (UMPTN 2001)

Sepotong mata uang logam jika dicelupkan ke dalam fluida A dengan ρ_a = 0,8 gram/cm³ mengalami gaya ke atas sebesar F_A dan jika dicelupkan ke dalam fluida B ρ_B = 0,7 gram/cm³ mengalami gaya Archimedes sebesar F_B perbandingan kedua gaya tersebut F_A/F_B bernilai …

1. 8/14
2. 4/7
3. 7/6
4. 7/8
5. 8/7

PEMBAHASAN :

Jawaban : E

Soal No.14 (EBTANAS 1995)

Gambar berikut melukiskan dua buah tabung kaca berisi zat cair. Dua buah tabung yang besarnya sama berisi penuh zat cair dengan pebandingan massa jenis zat cair tabung I dan massa jenis zat cair tabung II adalah 4:5. Titik pada tabung I mempunyai tekanan sama besar dengan tekanan titik P pada tabung II adalah ..

1. K
2. L
3. M
4. N
5. O

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.15 (UMPTN 1989)

Sebuah balon dengan diameter 10 m berisi udara panas. Kerapatan udara dalam dalam bola adalah 75% kerapatan udara luar (kerapatan udara luar 1,3 kg/m³). Besar massa total maksimum penumpang dan beban yang masih dapat diangkut balon tersebut adalah …(g = 10 m/s²)

1. Nol
2. 1,3 kg
3. 170 kg
4. 510 kg
5. 680 kg

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.16 (EBTANAS 1996)

Air dan minyak dimasukkan ke dalam bejana berhubungan dari lubang berbeda. Setelah mencapai kesetimbangan, didapat gambar disamping. Bila massa jenis air 1 gram/cm³ dan massa jenis minyak 0,8 gram/cm3, selisih tinggi permukaan air dan minyak pada bejana adalah ….

1. 1 cm
2. 2 cm
3. 3 cm
4. 4 cm
5. 5 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ_air = 1 gr/cm³
ρ_minyak =0,8 gr/cm³
h₁ = 8 cm
Menentukan h₁
ρ_air = ρ_minyak
ρ_air gh₁ = ρ_minyak gh₂
ρ_air h₁ = ρ_minyak h₂
1.8 = 0,8 h₂

Maka Selisih tinggi permukaan air dan minyak adalah
∆h = h₂-h₁ = (10 – 8)cm = 2cm
Jawaban : C

Soal No.17 (UMPTN 1997)

Untuk menentukan massa jenis zat cair dirangkai alat seperti pada gambar. Pengisap P dapat bergerak bebas dengan luas penampang 1cm². Jika konstanta pegas 100 N/m dan pegas tertekan sejauh 0,4 cm maka massa jenis zat cair (dalam kg/m³) adalah …

1. 400
2. 500
3. 750
4. 800
5. 1.000

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.18 (UN 2000)

Sebuah benda bermassa 10 kg dan massa jenis 5 gram/cm³ dicelupkan seluruhnya ke dalam air yang massa jenisnya 1 gram/cm³. Jika percepatan gravitasi 10 m/s² maka gaya ke atas yang dialami benda adalah…

1. 20 N
2. 50 N
3. 100 N
4. 200 N
5. 500 N

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.19 (UMPTN 1993)

Sebuah benda terapung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 50% volume benda berada di dalam air, 30% volume benda berada di dalam minyak, dan sisanya berada di atas permukaan minyak. Jika massa jenis minyak 0,8 gram/cm³ maka massa jenis benda tersebut adalah….gram/cm³

1. 0,62
2. 0,68
3. 0,74
4. 0,78
5. 0,82

PEMBAHASAN :
Diketahui:
V_btair = 50% V_b
V_bt minyak = 30% V_b
ρ_minyak = 0,8 gr/cm³
ρ_air = 1 gr/cm³
Menentukan massa jenis benda (ρ_benda)
Pada benda terapung berlaku:
F_A = w
ρ_f gV_bt = ρ_b gV_B
ρ_f V_bt = ρ_b V_B
ρ_air V_{bT air} + ρ_minyak V_minyak = ρ_b V_B
(1 )(50% V_B) + (0,8)(30% V_B) = ρ_b V_B
ρ_B = 0,5 + 0,24 = 0,74
Jawaban : C

Soal No.20 (UN 2002)

Sebongkah es terapung di laut terlihat seperti gambar.

Jika massa jenis air laut 1,2 gram/cm³ massa jenis sebongkah es 0,9 gram/cm³, maka volume sebongkah es yang tercelup (masuk) dalam air laut sama dengan…..volume yang muncul.

1. 2 kali
2. 3 kali
3. 4 kali
4. 5 kali
5. 6 kali

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.21 (SPMB 2004)

Sebuah balok es terapung di dalam bejana berisi air. Jika diketahui massa jenis es dan air masing-masing adalah 0,90 gram/cm³ dan 1 gram/cm³ maka bagian es yang terendam dalam air adalah….

1. 90%
2. 75%
3. 65%
4. 25%
5. 10%

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ_B =0,90 gr/cm³
ρ_f =1 gr/cm³
Menentukan volume benda yang terendam (V_bt)
ρ_B V_B = ρ_f V_bt
(0,9) V_B = (1 ) V_bT
V_bt = 0,9V_B
V_bt = 0,9 × 100% V_B
V_bt = 90%V_B
Jawaban : A

Soal No.22 (EBTANAS UN 2003)

Sebuah benda homogen mengapung di atas (ρ_air = 1 gram/cm³) dan 7/10 bagian dari benda berada di bawah permukaan air, massa jenis benda adalah …

1. 0,5 gram/cm³
2. 0,6 gram/cm³
3. 0,7 gram/cm³
4. 0,8 gram/cm³
5. 1,0 gram/cm³

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.23 (UMPTN 1993)

Jarum dapat terapung pada permukaan air karena…..

1. Massa jenis jarum lebih kecil dari pada air
2. Massa jenis jarum lebih besar dari pada air
3. Gaya apung Archimedhes
4. Berat jenis jarum sama dengan berat jenis air
5. tegangan permukaan air

PEMBAHASAN :
Jarum dapat terapung karena adanya tegangan permukaan air yang menyebabkan jarum tidak tenggelam
Jawaban : E

Soal No.24 (UN 2004)

Gambar tersebut menunjukkan sebatang pipa kaca yang berisi udara. Ujung pipa bawah tertutup sedang ujung atas tertutup oleh air raksa yang tingginya 5 cm. Jika g = 10 m/s², massa jenis air raksa 13,6 gr/cm³ dan tekanan udara luar 76 cmHg. Tekanan udara di dalam kaca adalah …

PEMBAHASAN :
Diketahui:
p_o = 76cm Hg
p_air = 5 cm Hg
Menentukan tekanan udara di dalam kaca (p)
p = p_o + p_air
p = 76 cm Hg + 5 cm Hg
p = 81 cm Hg
Jawaban : D

Soal No.25 (UMPTN 1995)

Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam pipa kapiler berbanding lurus dengan…….

(1) sudut kotak permukaan fluida
(2) jari-jari pipa kapiler
(3) massa jenis fluida
(4) tegangan permukaan fluida

PEMBAHASAN :
Persamaan kenaikan permukaan fluida dalam pipa kapiler yaitu:

Dari rumus di atas kenaikan permukaan fluida (h) berbanding lurus dengan tegangan permukaan (γ). dan berbanding terbalik dengan jari-jari kapiler dan massa jenis fluida. Jadi jawabannya hanya (4).
Jawaban : D

Soal No.26 (UN 2005)

Tabung U dengan ujung A dan B mula-mula berisi air (ρ_air = 1 gram/cm³) lalu lewat mulut B dimasukkan alkohol setinggi 20 cm (ρ_alkohol = 0,8 gram/cm3) dan melalui mulut tabung A dimasukkan air raksa (ρ_raksa = 13,6 gr/cm³) setinggi 1 cm. Selisih ketinggian air ketika ketiga zat cair ada dalam tabung adalah ….

1. 1,8 cm
2. 2,4 cm
3. 3,6 cm
4. 4,8 cm
5. 5,4 cm

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ₁ = 1 gr/cm³ (air)
ρ₂ = 13,6 gr/cm³ (raksa)
ρ₃ = 0,8 gr/cm³ (alkohol)
Menentukan h₁
ρ₁gh₁ + ρ₂gh₂ = ρ₃gh₃
ρ₁h₁ + ρ₂h₂ = ρ₃h₃
(1)h₁ + (13,6)(1) = (0,8)(20)
h₁ = (16 -13,6) cm = 2,4 cm
Jawaban : B

Soal No.27

Setetes air hujan yang turun dari awan ke permukaan bumi terjadi karena adanya gaya gravitasi. Jika diketahui setetes air hujan mempunyai volume 0,5 mL, rapat massa air 103 kg/m³ dan percepatan gravitasi g = 10 m/s², gaya gravitasi yang di alami tetesan air hujan adalah…..

1. 5 × 10^-5 N
2. 5 × 10^-4 N
3. 5 × 10^-3 N
4. 5 × 10^-2 N
5. 5 × 10^-1 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
V = 0,5 mL = 5 × 10 L = 5 × 10 m³
ρ_air = 10³ kg / m³
g = 10 m/s²
Menentukan gaya gravitasi air hujan
w = mg
w = (ρV)g
w = (10³)(5×10^-7)(10)
w = 5 × 10^-3 N
Jawaban : C

Soal No.28 (UN 2005)

Pada gambar, kaki kanan diisi dengan air raksa (massa jenis = 13,6 gram/cm³), sedangkan kaki kiri diisi dengan cairan yang tidak tercampur dengan air raksa. Massa jenis cairan tersebut adalah…

1. 11,7gram/cm³
2. 9,4 gram/cm³
3. 2,6 gram/cm³
4. 1,9 gram/cm³
5. 1,6 gram/cm³

PEMBAHASAN :
Diketahui
ρ_raksa = 13,6 gr/cm³
h₁ = 12 cm
h₂ = 14 cm
Menentukan ρ₂
ρ₁gh₁ = ρ₂gh₂
ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂
(13,6)(12) = ρ₂ (14)
­ρ₂ = 11,7 gr/cm³
Jawaban : A

Soal No.29 (UGM 2007)

Sepotong balok kayu mengapung di atas air dengan 75% volemenya tenggelam dalam air. Bila voleme balok itu 5.000 cm³ maka massa balok kayu itu ….kg.

1. 3,75
2. 5,15
3. 6,25
4. 7,75
5. 9,50

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.30 (UN 2006)

Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan 2/3 bagian benda itu tercelup. Bila massa jenis benda 0,6 gram/cm³, maka massa jenis zat cair adalah …

1. 1.800 kg/m³
2. 1.500 kg/m³
3. 1.200 kg/m³
4. 900 kg/m³
5. 600 kg/m³

PEMBAHASAN :
Diketahui:
V_bt = 2/3 V_b
ρ_B = 0,6 gr/cm³
Menentukan ρ_f
ρ_BV_B = ρ_f V_bt
(0,6)V_B = ρ_f 
ρ_f = 0,9 gr/cm³ = 900 kg/m³
Jawaban : D

Soal No.31 (SPMB 2006)

Sebuah pompa air dengan luas penampang sebesar 75 cm² ingin di gunakan untuk memompa air dari kedalaman 8 m (lihat gambar). Ambilah percepatan gravitasi sebesar 10m/s². Jika pada saat memompa timbul gaya gesekan pada penghisap sebesar 20N sedangkan gesekan-gesekan lainnya diabaikan maka gaya yang diperlukan untuk memompa adalah sebesar……….

1. 124 N
2. 120 N
3. 116 N
4. 100 N
5. 40 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
f_s = 20 N
A = 75 cm² = 75 x 10^-4 m²
h = 8 m
g = 10 m/s²
ρ_air = 1000 kg/m³
Menentukan gaya untuk memompa
F_y = f_s + F_h
F_y = 20 + ρgV
F_y = 20 + (1.000)(10)Ah
F_y = 20 + (1.000)(10)(75 x 10^-4)(8)
F_y = 20 + 600 = 620 N
Pada titik tengah pompa menggunakan konsep momen gaya di titik tengah nol maka:
F_y (0,2) = F(1)
F = (620)(0,2)
F = 124 N
Jawaban : A

Soal No.32 (UN 2007)

Sepotong kayu terapung dengan 3/5 bagian tercelup di dalam air. Jika massa jenis air 1 x 10³ kg/m³, maka massa jenis kayu adalah …

1. 2 x 10² kg/m³
2. 4 x 10² kg/m³
3. 6 x 10² kg/m³
4. 8 x 10² kg/m³
5. 10 x 10² kg/m³

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.33 (SBMPTN 2015)

Sebuah benda plastik yang homogen mengapung di suatu bejana yang berisi cairan. Jika massa jenis balok 1.04 g/cc dan massa jenis cairan 1,3 g/cc, maka rasio bagian balok yang terendam terhadap bagian balok yang berada di atas permukaan cairan adalah…

1. 4 : 1
2. 3 : 1
3. 3 : 2
4. 4 : 3
5. 3 : 4

PEMBAHASAN :
Diketahui:
ρ _balok = 1.04 g/cc
ρ _cairan = 1.3 g/cc
Pada balok yang terapung berlaku
ρ_b. V_benda = ρ_c. V_{benda tenggelam}

Maka volume benda yang muncul = Volume benda – Volume benda yang tenggelam = 5 – 4 = 1
Sehingga perbandingan V_tenggelam : V_muncul

Jawaban : A