Soal dan Pembahasan Fisika SMA [Tekanan Hidrotatis]




  1. Tekanan hidrostatis pada kedalaman h sebesar 2,6.103 Pa. Jika diukur pada kedalaman 2h, maka tekanannya menjadi sebesar....
      Peny:                                                  P2  =  h2
                                                                  P1      h1
                                          P2 = 2h / h . 2,6.103
                                          P2 = 2 . 2,6 .103
                                          P2 = 5,2 .103
  1. Sebuah benda di udara beratnya 5N, kemudian dimasukkan ke dalam air yang mempunyai massa jenis 1gr/cm3 dan ternyata benda terapung, maka besarnya gaya ke atas yang dialami benda adalah....
            Peny:
                        ∑F = 0 , berarti FA = W = 50 N
                      
  1. Kubus dengan rusuk 10 cm, bila dicelupkan ke seluruhnya dalam air akan mendapat gaya tekan ke atas sebesar....
            Peny: FA = p g V = 1000 . 10 .10-3 = 10 N
>

  1. Sepotong kaca di udara memiliki berat 25 N. Jika dimasukkan ke dalam air, beratnya mejadi 15 N. Bila massa jenis air adalah 1.103 kg/m3 dan percepatan gravitasinya 10m/s2, maka massa jenisnya adalah...
            Peny:              FA = W – W'
                        1000.10V= 25 – 15
                                    V = 10-3 m3
                         pk = m/v = 2,5 / 10-3 = 2,5.10-3 kg/m3

  1. Masssa sesungguhnya dari sebuah benda adalah 300 gram. Jika ditimbang di dalam air massanya seolah-olah menjadi 225 gram, dan jika ditimbang di dalam suatu cairan lain, massanya seolah-olah menjadi 112,5 gram. Jika diandaikan bahwa rapat massa air adalah 1gr/cm3, maka rapat massa cairan itu adalah...
            Peny:
                        Ditimbang di air
                               FA = W – Wa
                         pa g V = mg – mag
                        1000.V= (300-112,5).10-3
                             V   = 7,5.10-5 m3
                                Ditimbang di cairan x
                        Fx = W – Wx
                   pxgV = mg – mxg
            px.7,5.10-5= (300-112,5) 10-3
                        px=2,5.103 kg/m3
                        px= 2,5 gr/cm3

  1. 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....
            Peny:              FA = W
                            pair g V1 = pes gV
                                 1V = 0,9V
                                    V1 = 90% V
  1. Diketahui suatu benda terapung pada zat cair massa jenisnya 1200kg/m3. Bila diketahui bagian yang tidak tercelup adalah 1/5 dari benda, maka massa jenis benda tersebut adalah...
            Peny:             
                                    Vbt = (1 – 1/5) = 4/5
                          maka pb = Vbt . Pa
                                    pb = 4/5 . 1200
                                    pb = 960 kg/m3

  1. Suatu benda terapung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 40% volume benda berada di dalam air, 20% di dalam minyak, dan sisanya berada di atas pemukaan minyak. Jika massa jenis minyak = 0,8 gr/cm3, maka massa jenis benda tersebut adalah....
            Peny:              pb = (Vbt1 . pf1) + (Vbt2 . pf2)
                                    pb = (0,4 . 1) + (0,2 . 0,8)
                                    pb = 0,4 + 0,16
                                    pb = 0,56 gr/cm3

  1. Di dalam sebuah bak berisi air (pair = 1 gr/cm3) terapung sebongkah es (pes= 0,9 gr/cm3). Jika volume es yang muncul di permukaan air 50 cm3, volume es seluruhnya dalah....
            Peny:                                          W = FA
                                                      pesg Vtot = pairgV1
                                                      0,9 .Vtot = 1 (Vtot – 50)
                                                0,9Vtot-Vtot = -50
                                                              Vtot = 500cm3

  1.  Sebatang pipa kaca berisi udara yang ujung atasnya tertutup, sedangkan ujung bawahnya tertutup oloeh raksa yang tingginya 10 cm. Jika tekanan udara luar adalah 76 cmHg, maka tekanan udara di dalam pipa adalah....
            Peny:                           PU = P + PHg
                                                76 = P + 10
                                                  P = 66 cmHg

  1.  Sepotong mata uang logam dicelupkan dalam fluida A dengan pA = 0,8g/cm3 mengalami gaya ke atas sebesar FA dan jika dicelupkan dalam fluida b dengan pB = 0,7 g/cm3 mengalami gaya Archimedes sebesar FB . Perbandingan kedua gaya tersebut FB : FB bernilai....
            Peny:                          Gaya Archimedes memenuhi:
                                                FA = pAgV = 800 gV
                                                FB = pBgv = 700 gV
                                                Jadi, perbandingannya sebesar:
                                                            FA  =   800 g V  =   8
                                                            FB      700 g V      7


  1. Sebuah ban dalam mobil diisi udara, volume ban 0,1m3 dan massanya 1 kg. Apabila ban tersebut dipakai sebagai pengapung dalam air, massa jenis air 1 gr/cm3 dan g = 10m/s2, maka ban tersebut dapat mengapungkan beban masksimum sebesar....
            Peny:                          Wban + WB = FA
                                                mbang +mB.g = pa g V
                                                         1 + mB = 1000 . 0,1
                                                               mB = 99 kg 

  1. Botol kosong yang tertutup rapat dimasukkan ke dalam air dalam keadaan melayang. Volume botol 150cm3. Kemudian botol diisi timah dan dimasukkan ke dalam cairan yang massa jenisnya 1,3gr/cm3. Supaya botol juga melayang, maka massa timah haruslah....
            Peny:                          Wb = pa g V
                                                Wb = 1000 . 10 . 15.10-5
                                                Wb = 1,5 N
                                   
                                    Wb + WT = FC
                                    1,5 + WT  = pC g V
                                    1,5 + WT  = 1300 . 10 . 15.10-5
                                              WT = 1,95 – 1,5
                                             WT = 0,45 N
                        mT = WT / g = 0,45 / 10 = 0,045 kg
                                                                 = 45 gr

  1.  Sebuah kayu terapung dengan 1/8  bagiannya tercelup di dalam air. Jika massa jenis air 102 g/cm3. Maka massa jenis kayu tersebut adalah...
            Peny:                          pK = Vbt . ∑pf   / Vb
                                                 pK =  1/8 . 1000 / 1
                                                 pK = 0,125 . 100
                                                 pK = 125 g/cm3

  1. Sebuah balok di udara memiliki berat 30 N , volumenya 0,6 cm3, dan massa jenisnya 2,5.103 g/cm3. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Berat kaca di dalam air adalah....
Peny:                           Wf = Wu - FA
                                                Wf = Wu – (p V g)
                                                Wf = 30 N – (2,5 .0,4 .10)
                                                Wf = 30 – (10)
                                                Wf = 20 N
16.  Jika massa jenis es 920 Kg/m3 dan massa jenis air larut 1.030 Kg/m3, berapa bagian volume es yang tercelup di laut?
Peny:
                        ρfluida .g.Vt = ρb Vb g
      Vt/ Vb    = ρbfluida
                                                       = (920 Kg/m3) / (1.030 Kg/m3)
                                          = 0.893 bagian = 90%
17.  Sebuah drum setinggi 1 meter diisi minyak tanah (ρ = 0,8 gr/cm3) setinggi ¾ drum. Jika g=c, hitung tekanan pada dasar drum.
            Pdasar = Po + Pgh = 101 N/m2 + (800 kg/m3) (kg/m3) (0,75 m) = 6,101 N/m2

  1. Sebuah balon dengan diameter 10 m berisi udara panas. Kerapatan udara di dalam bola adalah 75%, kerapatan udara luar( kerapatan udara luar 1,3 kg/m3). Besar massa maksimum penumpang dan beban yang masih dapat diangkut balon tersebut adalah….
Peny:                                     
                        Balon dalam keadaan setimbang
                                       ∑Fy = 0
                        (mbg + mgas)g = FA ; FA adalah gaya angkat archimedes
                       
                        mbg + pgasVg = pudaraVg
                                        mb  = (pudarapgas) V
                                              = (1/4 pudara) 4/3��R3
                                mb = 1/3 (1,3) . 3,14(5)3

  1. Sebuah pipa memancarkan air dengan kecepatan 80 cm/s dengan debit 30 cm3/s hingga menerpa dinding, setelah mengenai dinding, air bergerak sejajar dinding. Bila massa 1 cm3 air adalah 1gr, besar gaya yang dialami dinding adalah….
Peny:              F = m v/t
                        F = �� V . v/t
                        F = �� Q ��v
                        F = 1.30.80
                        F = 2400 dyne
                        F = 0,024 N