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

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 :

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 :

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 (F_A) 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 (ρ_laut) = 1,2 gr cm^–3

Massa jenis es (ρ_es) = 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

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 :

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 (w_air) = 30 N

Massa jenis air (ρ_air) = 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 (ρ_balok)

Jawab :

Hitung gaya apung :

F_A = w – w_air = 50 – 30 = 20 N

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

F_A = 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.