Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Fluida statis

Tekanan fluida

1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.13
Perhatikan gambar berikut! Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Fluida statis 1Percepatan gravitasi 10 N/kg, jika luas penampang ikan yang tertekan oleh air di atasnya sebesar 6 cm2, maka gaya yang menekan ikan dari air di atasnya adalah….

  1. 5,1 N
  2. 85 N
  3. 8500 N
  4. 8600 N

Pembahasan
Diketahui :
Percepatan gravitasi (g) = 10 N/kg
Luas penampang ikan (A) = 6 cm2 = 6 x 10-4 m2
Massa jenis air = 1 gram/cm3 = 1 (10-3 kg) / 10-6 m3 = 103 kg/m3 = 1000 kg/m3
Ketinggian air = 100 cm – 15 cm = 85 cm = 85 x 10-2 meter
Ditanya : Gaya yang menekan ikan dari air di atasnya
Jawab :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Fluida statis 2Jawaban yang benar adalah A.

Kapilaritas dan tegangan permukaan zat cair

2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.14
Semakin kecil tetesan zat cair, bentuk tetesannya semakin mendekati bentuk bola. Untuk suatu nilai volume tertentu, dapat dibuktikan  bahwa bentuk bola memiliki luas permukaan terkecil dibandingkan dengan bentuk-bentuk lainnya. Bentuk tetesan zat cair yang mendekati bentuk bola itu berkaitan dengan konsep….

  1. Massa jenis
  2. Adhesi dan kohesi
  3. Tegangan permukaan
  4. Miniskus dan kapilaritas

Pembahasan
Bentuk tetesan zat cair yang mendekati bentuk bola itu berkaitan dengan konsep tegangan permukaan. Secara matematis, tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang. Gaya yang dimaksud adalah gaya kohesi. Kohesi adalah gaya tarik menarik antara molekul sejenis sedangkan gaya adhesi adalah gaya tarik antara molekul tak sejenis.
Adanya gaya kohesi yang lebih kuat antara molekul air dengan molekul air dan gaya adhesi yang lemah antara molekul air dengan molekul udara atau molekul benda lainnya menyebabkan semua molekul air saling tarik menarik untuk berkumpul. Molekul-molekul air di bagian dalam tetesan air, menarik molekul air di sebelah luar untuk merapat. Molekul air di sebelah luar mempunyai gaya adhesi yang lebih lemah sehingga mudah ditarik untuk merapat. Dan bentuk tetesan air yang terbentuk menyerupai bola. Pada proses ini permukaan tetesan air tampak menegang akibat adanya gaya tarik antara molekul air.
Jawaban yang benar adalah C.

3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.15
Peristiwa naiknya air pada pipa kapiler adalah karena….

  1. gaya adhesi antara air dan kaca mampu menarik air ke atas
  2. gaya kohesi antara air dan kaca mampu menarik air ke atas
  3. adanya gaya Archimedes
  4. tekanan hidrostatik di permukaan air pada pipa kapiler sangat kecil

Pembahasan
Peristiwa naiknya air pada pipa kapiler terjadi karena gaya adhesi antara molekul air dan molekul pipa kapiler lebih besar daripada gaya kohesi antara molekul air dengan molekul air. Gaya adhesi antara molekul air dan molekul pipa kapiler lebih besar sehingga mampu menarik air ke atas.
Pipa kapiler bisa berupa pipa kaca, sumbu kompor, dll.
Jawaban yang benar adalah A.

Gaya apung dan hukum Archimedes
4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.16
Sebuah kapal yang berlayar di laut memasuki sungai yang cukup lebar dan dalam. Jika massa jenis air laut 1100 kg/m3, massa jenis air tawar 1000 kg/m3, maka perbandingan gaya Archimedes yang dialami kapal di laut dan di sungai adalah….

  1. 11 : 10
  2. 10 : 11
  3. 121 : 100
  4. 1 : 1

Pembahasan
Diketahui :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Fluida statis 3Ditanya : Perbandingan gaya Achimedes yang dialami kapal di laut dan di sungai
Jawab :
Jika benda terapung maka gaya apung (FA) = gaya berat (w) :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Fluida statis 7Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada benda yang tercelup dalam fluida (air) sama dengan berat fluida (air) yang dipindahkannya. Volume benda yang tercelup dalam fluida (air) sama dengan volume fluida (air) yang dipindahkan.

Perbandingan volume benda tercelup dalam air laut dan air sungai :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Fluida statis 8Jawaban yang benar adalah B.

5. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.16
Sebuah balok kayu dicelupkan dalam air. Ternyata 25% bagian berada di atas permukaan air dan 75% berada dalam air. Bila massa jenis air 1 g/cm3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 maka massa jenis balok kayu adalah….

  1. 0,025 kg/m3
  2. 0,075 g/cm3
  3. 0,250 kg/m3
  4. 0,750 g/cm3

Pembahasan
Diketahui :
Bagian balok yang berada di atas permukaan air = 25% = 25/100 = 0,25
Bagian balok yang tercelup dalam air = 75% = 75/100 = 0,75
Massa jenis air = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3
Percepatan gravitasi = 10 m/s2
Ditanya : Massa jenis balok kayu
Jawab :
Volume balok yang tercelup di dalam air = perbandingan massa jenis balok terhadap massa jenis air
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Fluida statis 6Jawaban yang benar adalah D.

Ukuran Kertas : F4, Jumlah halaman : 74

Materi Pembahasan Soal :

  • Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting
  • Resultan vektor, besaran vektor dan skalar
  • Hukum Gerak Newton
  • Gerak Lurus
  • Usaha dan Energi Mekanik, Pesawat Sederhana
  • Fluida Statis
  • Gelombang Bunyi
  • Osilasi
  • Gelombang Mekanik
  • Alat Optik Cermin dan Lensa
  • Alat Optik Mata, Kacamata dan Teropong
  • Gelombang Cahaya
  • Pemuaian
  • Skala Suhu, Kalibrasi termometer
  • Kalor, Perubahan Wujud, Perpindahan Kalor, Asas Black
  • Muatan listrik, Gaya listrik
  • Rangkaian listrik, Hambatan listrik
  • Energi dan Daya listrik, Gerak Partikel Bermuatan
  • Hukum Ampere, GGL induksi, Transformator

error: