Pembahasan soal gaya apung

1. EBTANAS-SMP-01-07

Balok kayu yang berukuran panjang = 2,5 m, lebar = 0,5 m dan tebalnya 0,4 m. Jika kayu tersebut tenggelam dalam air, dan massa jenis air 1000 kg/m³ , maka besar gaya tekan ke atas … (g = 10 N/kg)

A. 400 N

B. 500 N

C. 4.000 N

D. 5.000 N

Pembahasan

Diketahui :

Volume balok (V) = panjang x lebar x tebal = 2,5 x 0,5 x 0,4 = 0,5 m³

Massa jenis air (ρ) = 1000 kg/m³

Percepatan gravitasi (g) = 10 N/kg

Ditanya : Besar gaya apung

Jawab :

Rumus gaya apung :

F = ρ g V

Keterangan : F = gaya apung, ρ = Massa jenis, g = percepatan gravitasi, V = volume

Semua volume benda tenggelam sehingga gaya apung dihitung menggunakan rumus di atas.

F = (1000)(10)(0,5) = (1000)(5) = 5000 Newton

Jawaban yang benar adalah D.

2. EBTANAS-SMP-03-05

Berat benda di udara 100 N, lalu dimasukkan dalam zat cair sehingga mengalami kenaikan volume 1,5 m³. Jika berat jenis zat cair 10 N/m³, maka berat benda dalam zat cair adalah…

A. 1.500 N

B. 115 N

C. 85 N

D. 6,7 N

Pembahasan

Diketahui :

Berat benda di udara (w) = 100 Newton

Kenaikan volume zat cair = volume benda yang tercelup dalam zat cair (V) = 1,5 m³

Berat jenis zat cair = 10 N/m³

Ditanya : Berat benda dalam zat cair

Jawab :

Rumus berat benda dalam zat cair :

Berat benda dalam zat cair = berat benda di udara – besar gaya apung

Berat benda dalam zat cair = 100 Newton – besar gaya apung

Terlebih dahulu hitung besar gaya apung agar bisa menghitung berat benda dalam zat cair.

Rumus gaya apung :

F_A = ρ g V

Keterangan :

F_A = gaya apung = gaya yang dikerjakan oleh zat cair pada benda yang berada di dalam zat cair

ρ = massa jenis zat cair

g = percepatan gravitasi

V = volume benda yang tercelup dalam zat cair

Percepatan gravitasi (g) sudah diketahui, volume benda yang tercelup dalam zat cair sudah diketahui, tetapi massa jenis belum diketahui. Karenanya terlebih dahulu hitung massa jenis zat cair.

Berat jenis :

Berat jenis zat cair = 10 N/m³

w / V = 10 N/m³

m g / V = 10 N/m³

m (10) / V = 10 N/m³

m / V = 1 kg/m³

ρ = 1 kg/m³

Jadi massa jenis zat cair adalah 1 kg/m³

Besar gaya apung :

F_A = ρ g V = (1 kg/m³)(10 m/s²)(1,5 m³) = 15 kg m/s² = 15 Newton

Berat benda dalam zat cair :

Berat benda dalam zat cair = 100 Newton – 15 Newton

Berat benda dalam zat cair = 85 Newton

Jawaban yang benar adalah C.