Pembahasan soal fluida Statis
Tekanan Hidrostatis
1. Soal UN 2005/2006
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
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 :
Bejana Berhubungan
2. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.14
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-3
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 :
Jawaban yang benar adalah D.
Gaya Apung
3. Soal EBTANAS Fisika SMA Tahun 2000 No. 9
Sebuah 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 :
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 :
Jawaban yang benar adalah D.
Benda Terapung
4. Soal UN 2001/2002
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 kali
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 :
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. Soal UN 2005/2006
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
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 :
Massa jenis zat cair adalah 900 kg m3
Jawaban yang benar adalah D.
6. Soal UN 2006/2007
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 :
Massa jenis kayu adalah 600 kg/m3 = 6 x 102 kg/m3
Jawaban yang benar adalah C.
7. Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.11
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 : 1
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.
Gantikan x pada persamaan 2 dengan x pada persamaan 1 :
Jawaban yang benar adalah D.
8. Soal UN fisika SMA/MA 2015/2016 No.11
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 : 2
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.
Gantikan x pada persamaan 2 dengan x pada persamaan 1 :
Jawaban yang benar adalah B.
9. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.12
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 :
Massa jenis kayu adalah 640 kg/m3.
Jawaban yang benar adalah E.
10. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.12
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.