Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Hukum Archimedes adalah suatu hukum yang dapat dapat digunkaan untuk menentukan massa jenis suatu benda dengan memanfaatkan fluida (zat cair). Ketika suatu benda di celupkan kedalam suatu fluida seluruh ataupun sebagiannya maka besarnya gaya angkat fluida akan sama dengan berat fluida yang dipindahkan.

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Sebelumnya saya telah membahasa materi tentang Fluida Statis, Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, Archimedes. Pada kesempatan kali ini, saya akan membahas mengenai kumpulan contoh soal dan pembahasan hukum archimedes dalam berbagai kasus. Artikel ini bertujuan agar, pembaca dapat memahami konsep dari hukum archimedes dan dapat mengaplikasikannya dalam berbagai keadaan.

RUMUS HUKUM ARCHIMEDES

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan
Keterangan :
FA adalah gaya angkat fluida (N)
ρf adalah massa jenis fluida (grm/cm^3 ataua Kg/m^3)
g adalah percepatan gravitasi bumi (m/s^2)
Vbt adalah volume Benda yang Tercelup.

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Ingat :
Salah satu hal yang paling penting untuk diingat adalah Vbt. Vbt merupaan volume benda yang tercelup di dalam suatu fluida. Misalkan suatu benda memiliki volume V tercelup ¾ bagian di dalam suatu fluida. Maka Vbt = ¾ V. Atau misalkan lagi suatu benda memiliki volume V mengapung pada suatu fluida dan ¾ bagian dari benda tersebut tidak tercelup, maka Vbt = V – ¾ V = ¼ V. Karena yang tidak tercelup adalah ¾ bagian artinya yang tercelup sisanya yaitu ¼ bagian Volume benda.

Baca Juga : Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Pembahasan pada Berbagai Kasus

BERAT BENDA DI DALAM FLUIDA

Berat suatu benda di dalam fluida (Wf) adalah sama dengan berat benda di udara (W = M.g) di kurangi dengan gaya angkat fluida (FA)

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Dapat dilihat bahwa berat benda di dalam fluida lebih ringan dibandingkan dengan berat benda di udara. Karena benda mendapatkan gaya angkat dari fluida tersebut. Contohnya ketika anda mengangkat teman anda di dalam air maka akan terasa ringan dibandingkan Anda mengangkatnya saat di darat.

SISTEM SETIMBANG

Ketika sistem setimbang maka resultan gaya yang bekerja sama dengan nol. Perhatikan gambar berikut

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Baik, jika anda telah membaca penjelasan di atas dan telah memahaminya, maka langsung saja kita mulai dengan pembahasan soal hukum archimedes pada bagian berikut ini.


1. contoh soal hukum archimedes

Sebuah benda yang memiliki volume 200 cm^3 dicelupkan ke dalama sebuah alkohol. Jika diketahui massa jenis alkohol tersebut adalah 0,8 grm/cm^3 dan seluruh bagian benda tercelup di dalam alkohol. Tentukanlah besar gaya angkat yang di berikan oleh alkohol tersebut?

Pembahasan :
Diketahui:
V = 200 cm^3 = 200 . 10^(-6) m^3
ρ(alkohol) = 0,8 g/cm^3=800 kg/m^3
g = 10 m/s^2
Ditanya : Tentukanlah besar gaya angkat yang di berikan oleh alkohol tersebut?

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Jadi, besar gaya angkat yang di berikan oleh alkohol tersebut adalah 1,6 Newton.
Catatan : Vbt adalah volume Benda yang Tercelup, karena benda tercelup selurhnya maka Vbt = V. Dan jangan lupa untuk konversi satuan ke satuan internasionel (SI).

2. contoh soal hukum archimedes

Sebuah benda yang memiliki massa jenis 0,6 grm/cm^3 di masukkan ke dalam air. Jika volume benda yang terapung adalah 40 cm^3 maka berapakah volume benda tersebut?

Pembahasan :

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Misalkan kita sibolkan Va adalah volume benda yang terapung, Vbt adalah volume benda yang tercelup dna V adalah volume total benda. Maka diperoleh

V = Va + Vbt
Vbt = V – Va

Dikeahui :
Va = 40 cm^3
ρb = 0,6 grm/cm^3
ρa = 0,6 grm/cm^3
Ditanya : tentukanlah volume benda tersebut (V) = ... ?
Jawab :

Pada sistem setimbang, maka resultan gaya yang bekerja pada benda adalah sama dengan nol, maka

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Jadi, volume benda tersebut adalah 100 cm^3

Baca Juga : Pembahasan Contoh Soal Hukum Pascal Lengkap dengan Rumus dan Konsepnya

3. Contoh soal Hukum Archimedes

Sepotong timah dan baja digantung pada sebuah katrol dan dimasukkan ke dalam suatu fluida (air dan minyak). Diketahui massa jenis baja adalah 7,85 grm/cm^3 dan timah adalah 11 grm/cm^3. Jika timah dicelupkan kedalam air dan baja dicelupkan pada minyak (massa jenis minyak adalah 0,8 grm/cm^3). Tentukanlah besar perbandingan massa timah dan baja agar sistem dalam keadaan setimbang?

Pembahasan :
Gambarkan sistem timah dan baja pada katrol dan fluida, seperti yang di ilustrasikan pada gambar dibawah ini.

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Diketahui :
ρa = 1 grm/cm^3
ρm = 0.8 grm/cm^3
ρt = 11 grm/cm^3
ρb = 7,85 grm/cm^3
Ditanya : Tentukanlah besar perbandingan massa timah dan baja agar sistem dalam keadaan setimbang?
Jawab :

Ingat :
Berat benda di dalam fluida adalah berat benda di udara dikurangi dengan gaya angkat fluida. Maka :

#Berat Timah di dalam Air
Misalhkan kita simbolkan timah dengan huruf t, maka

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Vbt dalah volume benda yang tercelup. Karena benda tercelup seluruhnya maka Vbt sama dengan volume benda (timah)

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

#Berat Baja di dalam Air
Misalhkan kita simbolkan baja dengan huruf b, maka

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Ingat syarat kesetimbangan adalah resultan gaya yang bekerja sama dengan nol. Artinya kesetimbangan terjadi ketika gaya berat timah sama dengan gaya berat baja

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Jadi besar permandingan massa timah dan baja adalah 0,99


4. contoh soal hukum archimedes

Sebuah benda mengapung diatas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 50% volume benda berada didalam air. 30% berada didalam minyak dan sisanya berada diatas permukaan minyak jika masa jenis minyak 0,8 gram/cm3 maka berapakah masa jenis benda tersebut ?

Pembahasan:
Misalkan diberi sebuah simbol untuk minyak adalah m, air adalah a dan benda adalah b, maka:
Diketahui:
Va = 50% Vb = 0,5 Vb
Vm = 30% V = 0,3 Vb
ρa = 1 grm/cm^3
ρb = 0,8 grm/cm^3
Ditanya : Tentukanlah massa jenis benda tersebut ?

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Keterangan :
Fm adalah gaya angkat yang disebabkan oleh minyak
Fa adalah gaya angkat yang di sebabkan oleh air
W adalah gaya berat benda akibat gravitasi

Pada keadaan setimbang maka resultan gaya yang bekerja pada benda adalah sama dengan nol

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Substitusi nilai yang telah kita ketahui, maka diperoleh :

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Jadi, massa jenis benda tersebut adalah 0,74 grm/cm^3

5. contoh soal hukum archimedes

Sebuah gabus yang bermassa M mengapung diatas suatu fluida yang terdiri atas lauran air dan minyak. Ternyata 40% dari volume benda tersebut berada di dalam air dan 30% dari volume benda berada di dalam minyak. Jika diketahui massa jenis minyak adalah 0,8 grm/cm^3 dan massa jenis air adalah 1 grm/cm^3. Tentukanlah berapa massa jenis gabus tersebut?

Pembahasan:
Misalkan kita simbolkan larutan minyak dengan m, air dengan a dan gabus dengan g, maka :
Diketahui:
Va = 40% V = 0,4 V
Vm = 30% V = 0,3 V
ρa = 1 grm/cm^3
ρb = 0,8 grm/cm^3
Ditanya : Tentukanlah massa jenis gabus tersebut ?

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Keterangan :
Fm adalah gaya angkat minyak
Fa adalah gaya angkat air
W adalah gaya berat benda

Pada posisi setimbang maka resultan gaya sama dengan nol

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Substitusi nilai yang diketahui, maka diperoleh :

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Jadi, massa jenis gabus tersebut adalah 0,64 grm/cm^3

6. contoh soal hukum archimedes

Sebatang kaya berbentuk kubus memiliki panjang rusuk 8 cm dan massa jenis 0,4 grm/cm^3. Terapung secara tegak di dalam sebuah wadah berbentuk silinder yang berisi minyak tahah. Jika massa jenis minyak tanah adalah 0,8 grm/cm^3 dan luas permukaan silinder adalah 10 dm^2. Tentukanlah tinggi minyak tanah yang naik akibat kayu tersebut?

Pembahasan :
Diketahui:
s = 8 cm
ρk = 0,95 grm/cm^3 (massa jenis kayu)
ρm = 0,8 grm/cm^3 (massa jenis minyak)
A = 10 dm^2 = 1000 cm^2 (luas permukaan silinder)
Ditanya : Tentukanlah tinggi minyak tanah yang naik akibat kayu tersebut?

Jawab:
Ingat : syarat benda terapung adalah massa jnis benda lebih kecil dari pada massa jenis fluida.

Perhatikan massa jenis benda (kayu) lebih kecil dari massa jenis fluida (minyak). Artinya benda tersebut akan mengapung di atas minyak.

#Mencari Volume Benda Yang Tercelup (Vbt)
Sebelum kita mencari berapa kenaikkan ketinggian permukaan minyak, maka terlebih dahulu kita mencari volume benda yang tercelup. Karena sesuai dengan Bunyi Hukum Archimedes : Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan.

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Karena bagian benda yang tercelup sama dengan berat fluida yang dipindahkan artinya volume benda yang tercelup sama dengan volume fluida yang dipindahkan. Sehingga kita dapat menghitung tinggi permukaan minyak yang naik adalah

Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Archimedes Pada Berbagai Keadaan

Jadi, ketika dimasukkan kayu tersebut maka tinggi permukaan minyak akan naik sebesar 0,256 cm.

Itulah artikel tentang contoh soal dan pembahasan hukum archimedes pada berbagai keadaan.  Untuk contoh lainnya, anda dapat membaca pada artikel saya sebelumnya yang membahas tenatng Contoh Soal Hukum Archimedes, Konsep dan PembahasanSemoga artikel ini bermanfaat untuk kita semua. Jika ada pertanyaan silahkan tuliskan di kolom komentar. dan jika anda menyukai artikel ini silahkan klik like, share dan subscribe blog ini agar tidak ketinggalan artikel terbaru. Terimakasih telah berkunjung.

Berlangganan update artikel terbaru via email:

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel