Contoh soal Fluida Statis

15 Contoh soal Fluida Statis

Tekanan Hidrostatis

1. Selisih tekanan hidrostatik darah di antara otak dan telapak kaki seseorang yang tinggi badannya 165 cm adalah…. (Anggap massa jenis darah 1,0 × 103 kg/m3 dan g = 10 m/s2)

A. 1,65 × 102 N/m2

B. 1,65 × 103 N/m2

C. 1,65 × 104 N/m2 .

D. 0,83 × 104 N/m3

E. 0,83 × 103 N/m2

Pembahasan

Diketahui :

Nyatakan semua satuan dalam Sistem Internasional

Ketinggian (h) = 165 cm = 165/100 meter = 1,65 meter

Massa jenis darah (ρ) = 1,0 × 103 kg/m3

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Ditanya : Tekanan hidrostatis

Jawab :

Contoh soal Fluida Statis 1

Bejana Berhubungan

2. Perhatikan gambar berikut :

Sebuah pipa U mula-mula diisi dengan air yang massa jenisnya 1000 kg.m-3 kemudian pada salah satu pipa dituangkan minyak goreng sehingga posisi stabil tampak seperti gambar. Jika tinggi kolom minyak 8 cm dan kolom air 5 cm, besarnya massa jenis minyak goreng adalah….

A. 520 kg.m-3Contoh soal Fluida Statis 2

B. 525 kg.m-3

C. 600 kg.m-3

D. 625 kg.m-3

E. 720 kg.m-3

Pembahasan

Diketahui :

Massa jenis air = 1000 kg.m-3

Tinggi air = 5 cm

Tinggi minyak goreng = 8 cm

Ditanya : Massa jenis minyak goreng

Jawab :

Contoh soal Fluida Statis 3

Jawaban yang benar adalah D.

Gaya Apung

3Sebuah batu volume 0,5 m3 tercelup seluruhnya ke dalam zat cair yang massa jenisnya 1,5 gr cm–3 . Jika percepatan gravitasi = 10 m s-2 , maka batu akan mendapat gaya ke atas sebesar…..

A. 1.500 N

B. 3.000 N

C. 4.500 N

D. 7.500 N

E. 9.000 N

Pembahasan

Diketahui :

Volume batu (V) = 0,5 m3

Massa jenis zat cair (ρ) = 1,5 gr cm–3 = 1500 kg m-3

Percepatan gravitasi (g) = 10 m s-2

Ditanya : Gaya apung (FA) yang dialami batu

Jawab :

Contoh soal Fluida Statis 4

Jawaban yang benar adalah D.

Benda Terapung

4. Sebongkah es terapung di laut terlihat seperti gambar. Jika massa jenis air laut 1,2 gr cm–3 dan massa jenis sebongkah es 0,9 gr c–3 maka volume sebongkah es yang tercelup (masuk) dalam air laut sama dengan…..volum yang muncul.

A. 2 kaliContoh soal Fluida Statis 8

B. 3 kali

C. 4 kali

D. 5 kali

E. 6 kali

Pembahasan

Diketahui :

Massa jenis air laut (ρlaut) = 1,2 gr cm–3

Massa jenis es (ρes) = 0,9 gr c–3

Ditanya : volume es yang tercelup dalam air laut sama dengan….volum yang muncul.

Jawab :

Contoh soal Fluida Statis 9

Jadi volume es yang tercelup dalam air laut sama dengan 3 kali volume yang muncul (3 x 0,25 = 0,75).

Jawaban yang benar adalah B.

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

A. 1.800 kg m3

B. 1.500 kg m3

C. 1.200 kg m3

D. 900 kg m3

E. 600 kg m3

Pembahasan

Diketahui :

Bagian benda yang tercelup = 2/3

Massa jenis benda = 0,6 gr cm3 = 600 kg m3

Ditanya : Massa jenis zat cair (x)

Jawab :

Bagian benda yang tercelup sama dengan rasio massa jenis :

Contoh soal Fluida Statis 9

Massa jenis zat cair adalah 900 kg m3

Jawaban yang benar adalah D.

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

A. 2 × 102 kg/m3

B. 4 × 102 kg/m3

C. 6 × 102 kg/m3

D. 8 × 102 kg/m3

E. 10 × 102 kg/m3

Pembahasan

Diketahui :

Bagian benda yang tercelup = 3/5

Massa jenis air = 1×103 kg/m3 = 1000 kg/m3

Ditanya : Massa jenis kayu (x)

Jawab :

Bagian benda yang tercelup sama dengan rasio massa jenis :

Contoh soal Fluida Statis 10

Massa jenis kayu adalah 600 kg/m3 = 6 x 102 kg/m3

Jawaban yang benar adalah C.

7. Perhatikan gambar balok berikut!

Sebuah balok dicelupkan pada kedua cairan yang berbeda jenisnya. Saat dimasukkan ke dalam cairan A, 0,6 bagian benda tercelup. Saat dimasukkan dalam cairan B, 0,5 bagian benda tercelup. Perbandingan massa jenis cairan A dan B adalah…

A. 1 : 1Contoh soal Fluida Statis 13

B. 4 : 5

C. 5 : 4

D. 5 : 6

E. 6 : 5

Pembahasan

Diketahui :

Massa jenis balok = x

Bagian benda yang tercelup dalam cairan A = 0,6

Massa jenis cairan A = y

Bagian benda yang tercelup dalam cairan B = 0,5

Massa jenis cairan B = z

Ditanya : Perbandingan massa jenis cairan A dan B (y : z)

Jawab :

Bagian benda yang tercelup dalam cairan sama dengan perbandingan massa jenis benda terhadap massa jenis cairan.

Contoh soal Fluida Statis 18

Gantikan x pada persamaan 2 dengan x pada persamaan 1 :

Contoh soal Fluida Statis 19

Jawaban yang benar adalah D.

8. Perhatikan gambar!

Sebuah benda ketika dimasukan ke dalam zat cair P terapung dengan 1/2 bagian volume berada di bawah permukaan zat cair dan ketika dimasukan ke dalam zat cair Q benda tersebut melayang. Perbandingan massa jenis zat cair P dan Q adalah…

A. 1 : 2Contoh soal Fluida Statis 20

B. 2 : 1

C. 2 : 3

D. 3 : 1

E. 3 : 4

Pembahasan

Diketahui :

Massa jenis benda = x

Bagian benda yang tercelup dalam cairan P = 1/2 = 0,5

Massa jenis cairan P = y

Bagian benda yang tercelup dalam cairan Q = 1 (semua bagian benda tercelup)

Massa jenis cairan Q = z

Ditanya : Perbandingan massa jenis cairan P dan Q (y : z)

Jawab :

Bagian benda yang tercelup dalam cairan sama dengan perbandingan massa jenis benda terhadap massa jenis cairan.

Contoh soal Fluida Statis 24

Gantikan x pada persamaan 2 dengan x pada persamaan 1 :

Contoh soal Fluida Statis 25

Jawaban yang benar adalah B.

9. Sepotong kayu terapung dalam minyak (massa jenis = 800 kg.m-3) hingga 4/5 bagian volumnya berada dalam minyak, maka massa jenis kayu adalah….

A. 16 kg.m-3

B. 64 kg.m-3

C. 160 kg.m-3

D. 270 kg.m-3

E. 640 kg.m-3

Pembahasan

Diketahui :

Massa jenis minyak (ρ) = 800 kg.m-3

Bagian benda yang tercelup = 4/5

Ditanya : Massa jenis kayu

Jawab :

Bagian benda yang tercelup sama dengan rasio massa jenis :

Contoh soal Fluida Statis 28

Massa jenis kayu adalah 640 kg/m3.

Jawaban yang benar adalah E.

10. Sebuah balok pada saat di udara memiliki berat 50 N. Ketika ditimbang dalam air beratnya menjadi 30 N. Jika massa jenis air = 103 kg.m-3 maka massa jenis balok adalah…

A. 1500 kg.m-3

B. 2000 kg.m-3

C. 2500 kg.m-3

D. 3000 kg.m-3

E. 4000 kg.m-3

Pembahasan

Diketahui :

Berat balok di udara (w) = 50 N

Berat balok di dalam air (wair) = 30 N

Massa jenis air (ρair) = 103 kg.m-3 = 1000 kg.m-3

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Massa balok di udara (m) = w/g = 50/10 = 5 kg

Ditanya : Massa jenis balok (ρbalok)

Jawab :

Hitung gaya apung :

FA = w – wair = 50 – 30 = 20 N

Hitung volume balok yang tercelup di dalam air menggunakan rumus gaya apung :

FA = ρ g V

20 = (1000)(10) V

20 = (10.000) V

V = 20/10.000

V = 0,002 m3

Hitung massa jenis balok :

ρ = m/V = 5/0,002 = 2500 kg/m3

Jawaban yang benar adalah C.

Tekanan fluida

11.
Perhatikan gambar berikut! Contoh soal Fluida Statis 30Percepatan gravitasi 10 N/kg, jika luas penampang ikan yang tertekan oleh air di atasnya sebesar 6 cm2, maka gaya yang menekan ikan dari air di atasnya adalah….

  1. 5,1 N
  2. 85 N
  3. 8500 N
  4. 8600 N

Pembahasan
Diketahui :
Percepatan gravitasi (g) = 10 N/kg
Luas penampang ikan (A) = 6 cm2 = 6 x 10-4 m2
Massa jenis air = 1 gram/cm3 = 1 (10-3 kg) / 10-6 m3 = 103 kg/m3 = 1000 kg/m3
Ketinggian air = 100 cm – 15 cm = 85 cm = 85 x 10-2 meter
Ditanya : Gaya yang menekan ikan dari air di atasnya
Jawab :
Contoh soal Fluida Statis 32Jawaban yang benar adalah A.

Kapilaritas dan tegangan permukaan zat cair

12. Semakin kecil tetesan zat cair, bentuk tetesannya semakin mendekati bentuk bola. Untuk suatu nilai volume tertentu, dapat dibuktikan  bahwa bentuk bola memiliki luas permukaan terkecil dibandingkan dengan bentuk-bentuk lainnya. Bentuk tetesan zat cair yang mendekati bentuk bola itu berkaitan dengan konsep….

  1. Massa jenis
  2. Adhesi dan kohesi
  3. Tegangan permukaan
  4. Miniskus dan kapilaritas

Pembahasan
Bentuk tetesan zat cair yang mendekati bentuk bola itu berkaitan dengan konsep tegangan permukaan. Secara matematis, tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang. Gaya yang dimaksud adalah gaya kohesi. Kohesi adalah gaya tarik menarik antara molekul sejenis sedangkan gaya adhesi adalah gaya tarik antara molekul tak sejenis.
Adanya gaya kohesi yang lebih kuat antara molekul air dengan molekul air dan gaya adhesi yang lemah antara molekul air dengan molekul udara atau molekul benda lainnya menyebabkan semua molekul air saling tarik menarik untuk berkumpul. Molekul-molekul air di bagian dalam tetesan air, menarik molekul air di sebelah luar untuk merapat. Molekul air di sebelah luar mempunyai gaya adhesi yang lebih lemah sehingga mudah ditarik untuk merapat. Dan bentuk tetesan air yang terbentuk menyerupai bola. Pada proses ini permukaan tetesan air tampak menegang akibat adanya gaya tarik antara molekul air.
Jawaban yang benar adalah C.

13. Peristiwa naiknya air pada pipa kapiler adalah karena….

  1. gaya adhesi antara air dan kaca mampu menarik air ke atas
  2. gaya kohesi antara air dan kaca mampu menarik air ke atas
  3. adanya gaya Archimedes
  4. tekanan hidrostatik di permukaan air pada pipa kapiler sangat kecil

Pembahasan
Peristiwa naiknya air pada pipa kapiler terjadi karena gaya adhesi antara molekul air dan molekul pipa kapiler lebih besar daripada gaya kohesi antara molekul air dengan molekul air. Gaya adhesi antara molekul air dan molekul pipa kapiler lebih besar sehingga mampu menarik air ke atas.
Pipa kapiler bisa berupa pipa kaca, sumbu kompor, dll.
Jawaban yang benar adalah A.

Gaya apung dan hukum Archimedes

14. Sebuah kapal yang berlayar di laut memasuki sungai yang cukup lebar dan dalam. Jika massa jenis air laut 1100 kg/m3, massa jenis air tawar 1000 kg/m3, maka perbandingan gaya Archimedes yang dialami kapal di laut dan di sungai adalah….

  1. 11 : 10
  2. 10 : 11
  3. 121 : 100
  4. 1 : 1

Pembahasan
Diketahui :
Contoh soal Fluida Statis 34Ditanya : Perbandingan gaya Achimedes yang dialami kapal di laut dan di sungai
Jawab :
Jika benda terapung maka gaya apung (FA) = gaya berat (w) :
Contoh soal Fluida Statis 35Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada benda yang tercelup dalam fluida (air) sama dengan berat fluida (air) yang dipindahkannya. Volume benda yang tercelup dalam fluida (air) sama dengan volume fluida (air) yang dipindahkan.

Perbandingan volume benda tercelup dalam air laut dan air sungai :
Contoh soal Fluida Statis 36Jawaban yang benar adalah B.

15. Sebuah balok kayu dicelupkan dalam air. Ternyata 25% bagian berada di atas permukaan air dan 75% berada dalam air. Bila massa jenis air 1 g/cm3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 maka massa jenis balok kayu adalah….

  1. 0,025 kg/m3
  2. 0,075 g/cm3
  3. 0,250 kg/m3
  4. 0,750 g/cm3

Pembahasan
Diketahui :
Bagian balok yang berada di atas permukaan air = 25% = 25/100 = 0,25
Bagian balok yang tercelup dalam air = 75% = 75/100 = 0,75
Massa jenis air = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3
Percepatan gravitasi = 10 m/s2
Ditanya : Massa jenis balok kayu
Jawab :
Volume balok yang tercelup di dalam air = perbandingan massa jenis balok terhadap massa jenis air
Contoh soal Fluida Statis 39Jawaban yang benar adalah D.

 

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA

Soal OSN Fisika SMP

Alexsander San Lohat

Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.