Pada sebuah pipa U, terdapat zat cair 1 dengan massa jenis = 1.000 kg/m3. Kemudian dimasukkan zat cair 2 hingga mengisi 8 cm bagian kanan pipa. Jika diketahui massa jenis zat cair 2 adalah 0,9 gr/cm². selisih ketinggian kedua pipa adalah ...

Soal: Pada sebuah pipa U, terdapat zat cair 1 dengan massa jenis = 1,000 kg/m³. Kemudian dimasukkan zat cair 2 hingga mengisi 8 cm bagian kanan pipa. Jika diketahui massa jenis zat cair 2 adalah 0,9 gr/cm³, selisih ketinggian kedua pipa adalah ... Pembahasan: Untuk menyelesaikan soal ini, kita dapat menggunakan prinsip keseimbangan hidrostatis. Prinsip ini menyatakan bahwa pada sistem fluida yang diam, tekanan di semua titik pada ketinggian yang sama adalah sama. Pertama, kita perlu menghitung tekanan di dasar pipa U. Tekanan ini sama dengan tekanan atmosfer (Patm). Patm = ρ₁gh₁ + ρ₂gh₂ di mana: * Patm adalah tekanan atmosfer (Pa) * ρ₁ adalah massa jenis zat cair 1 (kg/m³) * g adalah percepatan gravitasi (m/s²) * h₁ adalah ketinggian zat cair 1 (m) * ρ₂ adalah massa jenis zat cair 2 (kg/m³) * h₂ adalah ketinggian zat cair 2 (m) Karena zat cair 1 dan 2 berada pada ketinggian yang sama, maka h₁ = h₂. Kita dapat menulis ulang persamaan di atas sebagai berikut: Patm = ρ₁gh Kita dapat mengetahui nilai Patm dari tabel standar, yaitu 101325 Pa. Kita juga mengetahui nilai ρ₁ = 1,000 kg/m³ dan g = 9,81 m/s². Patm = (1,000 kg/m³)(9,81 m/s²)(h) h = Patm / (ρ₁g) = 101325 Pa / (1,000 kg/m³)(9,81 m/s²) = 10,33 m Selanjutnya, kita perlu menghitung ketinggian zat cair 2 di pipa kanan. Ketinggian ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut: h₂ = Patm / (ρ₂g) h₂ = 101325 Pa / (0,9 gr/cm³)(100 cm/m)(9,81 m/s²) = 11,15 m Selisih ketinggian kedua pipa adalah: h₂ - h₁ = 11,15 m - 10,33 m = 0,82 m Kesimpulan: Selisih ketinggian kedua pipa adalah 0,82 meter. Penjelasan gambar: Gambar menunjukkan pipa U dengan dua zat cair. Zat cair 1 memiliki massa jenis yang lebih besar daripada zat cair 2. Zat cair 2 dituangkan ke dalam pipa U hingga mengisi 8 cm bagian kanan pipa. Rumus yang digunakan: * Patm = ρ₁gh₁ + ρ₂gh₂ * h = Patm / (ρ₁g) * h₂ = Patm / (ρ₂g) Langkah-langkah penyelesaian: * Hitung tekanan di dasar pipa U. * Hitung ketinggian zat cair 1. * Hitung ketinggian zat cair 2. * Hitung selisih ketinggian kedua pipa. Jawaban: Selisih ketinggian kedua pipa adalah 0,82 meter.