Contoh soal hukum Archimedes

6 Contoh Soal Hukum Archimedes

1. Berapa volume batu yang dimasukkan ke dalam air laut jika berat air laut yang dipindahkan batu adalah 2 Newton ? Massa jenis air laut = 1025 kg/m3.
Pembahasan

Contoh soal hukum Archimedes - 1Jawab :
Hukum Archimedes menyatakan bahwa berat air yang tumpah (air yang dipindahkan oleh besi) sama dengan besar gaya apung yang dikerjakan air pada besi.

Contoh soal hukum Archimedes - 2

Volume air yang dipindahkan = volume batu yang dimasukkan ke dalam air laut = 199,1 cm3.

2. Sebuah wadah penuh terisi air. Sepotong besi 2 cm3 ditenggelamkan ke dalam wadah sehingga sebagian air tumpah. Berapa massa air yang tumpah ?
Pembahasan 

Contoh soal hukum Archimedes - 3contoh soal hukum Archimedes - 4

3. Massa benda di udara 15 kg dan massa benda di dalam air 13,7 kg. Apakah benda terbuat dari emas murni ?
Pembahasan
Diketahui :
m = 15 kg
m’ = 13,7 kg
Ditanya : apakah benda terbuat dari emas murni ?
Jawab :
Gravitasi khusus emas murni = 19,3 atau massa jenis emas murni = 19300 kg/m3. Apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis emas murni maka benda terbuat dari emas murni.
Berapa massa jenis benda ?
Gaya apung (FA) sama dengan berat benda di udara (w) dikurangi berat benda di dalam air (w’).

Contoh soal hukum Archimedes - 5

Masukan nilai massa benda di udara dan massa benda di dalam air :
Contoh soal hukum Archimedes - 6Perbandingan antara massa jenis benda terhadap massa jenis air (/) = gravitasi khusus benda. Jadi gravitasi khusus benda = 11,3.
Masssa jenis benda = gravitasi khusus dikalikan dengan massa jenis air = (11,3)(1000 kg/m3) = 11.300 kg/m3.
Gravitasi khusus emas murni 19,3 dan massa jenis emas 19.300 kg/m3 karenanya benda tidak terbuat dari emas murni.

4. Sebuah kapal evakuasi sedang berusaha mengangkat kotak peti kemas bermassa total 4500 kg yang jatuh ke laut. Kotak tersebut berukuran panjang 2 meter, lebar 1,5 meter dan tinggi 1 meter. Massa jenis air laut saat itu 1025 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2, maka besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan adalah…

Pembahasan

Diketahui:

Massa kotak (m) = 4500 kg

Volume kotak (V) = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3 m3

Massa jenis air laut (ρ) = 1025 kg/m3

Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Ditanya: Besar gaya minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda dari dasar laut ke permukaan

Jawab:

Berat benda di udara = m g = (4500 kg)(10 m/s2) = 45000 N

Untuk mengangkat benda di darat, besar gaya minimal adalah 45000 N.

Besar gaya apung:

FA = ρF g V = (1025)(10)(3) = 30750 N

Berat benda di dalam air laut = 45000 N – 30750 N = 14250 N

Untuk mengangkat benda di laut, besar gaya minimal adalah 14250 N.

5. Sebuah benda terapung pada zat cair yang massa jenisnya 800 kg/m3. Jika ¼ bagian benda tidak tercelup dalam zat cair tersebut maka massa jenis benda adalah…
A. 600 kg/m3
B. 900 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 1200 kg/m3
E. 1300 kg/m3

Hukum Acrhimedes 1Pembahasan :
Diketahui :
Massa Jenis zat cair = 800 kg/m3
Volume benda yang tidak tercelup dalam zat cair = ¼
Volume benda yang tercelup dalam zat cair = ¾
Volume benda secara keseluruhan = 1
Ditanya :
Massa Jenis benda ?
Jawab :
Rumus hubungan antara massa jenis benda, massa jenis zat cair dan bagian benda yang tercelup dan tidak tercelup dalam zat cair, dibahas di artikel mengapa benda padat terapung :

Hukum Archimedes - 2
Jawaban yang benar adalah A.

6. Berat sebuah benda di udara 5 N. Apabila benda ditimbang di dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m3) beratnya menjadi 3,2 N. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 maka massa jenis benda adalah…
A. 800 kg/m3
B. 1000 kg/m3
C. 1500 kg/m3
D. 2500 kg/m3
E. 2780 kg/m3
Pembahasan :
Diketahui :
Berat benda di udara = Berat benda (w) = 5 Newton
Berat benda di dalam air = 3,2 Newton
Massa Jenis air = 1000 kg/m3
Percepatan Gravitasi = 10 m/s2
Massa benda : w = m g —> m = w : g = 5 N : 10 m/s2 = 0,5 kg
Ditanya :
Massa Jenis benda ?
Jawab :
Berat benda di dalam air lebih kecil karena adanya Gaya Apung.
Gaya Apung = Berat benda di udara – Berat benda di dalam zat cair
Gaya Apung = 5 Newton – 3,2 Newton = 1,8 Newton

Prinsip Archimedes 3

Massa jenis Benda :
Massa Jenis = Massa : Volume = 0,5 kg : 0,00018 m3 = 2780 kg/m3
Jawaban yang benar adalah E.

Soal hukum Archimedes

1. Berapa volume batu yang dimasukkan ke dalam air jika berat air yang dipindahkan batu adalah 5 Newton ? Massa jenis air = 1000 kg/m3     (501 cm3)
2. Sebuah wadah penuh terisi bensin. Sepotong kayu 1,2 dm3 ditenggelamkan ke dalam wadah sehingga sebagian bensin tumpah. Berapa massa bensin yang tumpah ? (816 gram)
3. Massa sebuah logam di udara 13 kg dan massa logam di dalam air 12,3 kg. Apakah logam terbuat dari emas murni ?  (Tidak, karena gravitasi khusus logam = 18,6. Gravitasi khusus emas = 19,3)

Alexsander San Lohat

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