6 Contoh Soalan Hukum Archimedes
1. Berapakah isipadu batu yang diletakkan di dalam air laut jika berat air laut yang disesarkan oleh batu itu ialah 2 Newton? Ketumpatan air laut = 1025 kg/m3.
Perbincangan
Jawapan:
Hukum Archimedes Negeri-negeri yang berat air yang tumpah (air yang disesarkan oleh besi) adalah sama dengan daya apungan yang besar yang dilakukan oleh air di atas besi.
Isipadu air yang disesarkan = isipadu batu yang direndam dalam air laut = 199,1 cm3.
2. Sebuah bekas berisi air. Sekeping besi 2 cm3 direndam dalam bekas supaya sebahagian daripada air tumpah keluar. Berapakah jisim air yang tumpah keluar?
Perbincangan
3. Jisim objek di udara ialah 15 kg dan jisim objek di dalam air ialah 13,7 kg. Adakah objek itu diperbuat daripada emas tulen?
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
m = 15 kg
m' = 13,7 kg
Ditanya: adakah objek itu diperbuat daripada emas tulen?
Jawapan:
Graviti khas emas tulen = 19,3 atau ketumpatan emas tulen = 19300 kg/m3Jika ketumpatan sesuatu objek adalah sama dengan ketumpatan emas tulen, maka objek itu diperbuat daripada emas tulen.
Apakah ketumpatan sesuatu objek? ?
Daya apungan (FA) adalah sama dengan berat objek di udara (w) tolak berat objek di dalam air (w').
Masukkan nilai jisim objek di udara dan nilai jisim objek di dalam air:
Nisbah ketumpatan objek kepada ketumpatan air (/) = graviti tentu objek tersebut. Jadi graviti tentu objek tersebut = 11,3.
Ketumpatan objek = graviti tentu didarab dengan ketumpatan air = (11,3)(1000 kg/m3) = 11.300 kg/m3.
Graviti tentu emas tulen ialah 19,3 dan ketumpatan emas ialah 19.300 kg/m33 oleh itu objek itu tidak diperbuat daripada emas tulen.
4. Sebuah kapal penyelamat sedang cuba mengangkat sebuah kontena dengan jumlah jisim 4500 kg yang telah jatuh ke dalam laut. Kontena tersebut berukuran 2 meter panjang, 1,5 meter lebar, dan 1 meter tinggi. Ketumpatan air laut pada masa itu ialah 1025 kg/m3 dan pecutan graviti ialah 10 m/s2 . Oleh itu, daya minimum yang diperlukan untuk mengangkat objek dari dasar laut ke permukaan ialah…
Perbincangan
Ia diketahui:
Jisim kotak (m) = 4500 kg
Isipadu kotak (V) = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3 m³
Ketumpatan air laut ( ρ) = 1025 kg/ m3
Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/ s²
Soalan: Apakah daya minimum yang diperlukan untuk mengangkat objek dari dasar laut ke permukaan?
jawab:
Berat objek di udara = mg = (4500 kg)(10 m/s² ) = 45000 N
Untuk mengangkat objek di atas darat, daya minimum ialah 45000 N.
Magnitud daya apungan:
F A = ρ F g V = ( 1025)(10)(3) = 30750 N
Berat objek dalam air laut = 45000 N – 30750 N = 14250 N
Untuk mengangkat objek di laut, daya minimum ialah 14250 N.
5. Sebuah objek terapung dalam cecair yang ketumpatannya ialah 800 kg/m3Jika ¼ daripada objek tidak direndam dalam cecair, maka ketumpatan objek tersebut ialah...
A. 600 kg/m3
B. 900 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 1200 kg/m3
E. 1300 kg/m3
Perbincangan:
Adalah diketahui bahawa:
Ketumpatan cecair = 800 kg/m3
Isipadu objek yang tidak direndam dalam cecair = ¼
Isipadu objek yang direndam dalam cecair = ¾
Isipadu keseluruhan objek = 1
Ditanya :
Ketumpatan objek?
Jawab :
Formula untuk hubungan antara ketumpatan objek, ketumpatan cecair dan bahagian objek yang direndam dan tidak direndam dalam cecair, dibincangkan dalam artikel mengapa objek pepejal terapung? :
Jawapan yang betul ialah A.
6. Berat objek di udara ialah 5 N. Jika objek itu ditimbang di dalam air (ketumpatan air = 1000 kg/m3) berat menjadi 3,2 N. Jika pecutan akibat graviti g = 10 m/s2 maka ketumpatan objek tersebut ialah...
A. 800 kg/m3
B. 1000 kg/m3
C. 1500 kg/m3
D. 2500 kg/m3
E. 2780 kg/m3
Perbincangan:
Adalah diketahui bahawa:
Berat objek di udara = Berat objek (w) = 5 Newton
Berat objek di dalam air = 3,2 Newton
Ketumpatan air = 1000 kg/m3
Pecutan Graviti = 10m/s2
Jisim objek: w = mg —> m = w : g = 5 N : 10 m/s2 = 0,5 kg
Ditanya:
Ketumpatan objek?
Jawapan:
Berat sesuatu objek di dalam air adalah lebih kecil disebabkan oleh daya apungan.
Keapungan = Berat objek di udara – Berat objek dalam cecair
Keapungan = 5 Newton – 3,2 Newton = 1,8 Newton
Ketumpatan Objek :
Ketumpatan = Jisim : Isipadu = 0,5 kg : 0,00018 m3 = 2780 kg/m3
Jawapan yang betul ialah E.
Soalan hukum Archimedes
1. Berapakah isipadu batu yang diletakkan di dalam air jika berat air yang disesarkan oleh batu itu ialah 5 Newton? Ketumpatan air = 1000 kg/m3 (501 sm3)
2. Sebuah bekas yang penuh dengan petrol. Sekeping kayu 1,2 dm3 direndam dalam bekas supaya sebahagian daripada petrol tumpah keluar. Berapakah jisim petrol yang tumpah keluar? (816 gram)
3. Jisim logam di udara ialah 13 kg dan jisim logam di dalam air ialah 12,3 kg. Adakah logam itu diperbuat daripada emas tulen? (Tidak, kerana graviti tentu logam = 18,6. Graviti tentu emas = 19,3)
