Pertanyaan

Berat sebuah benda di udara 52 N. Jika ditimbang dalam minyak tanah, beratnya menjadi 46 N. a. Hitung besar gaya apung yang dialami benda jika tercelup dalam minyak tanah: (i) 3 2 bagian; (ii) 2 1 bagian. b. Hitung berat benda ketika tercelup dalam minyak tanah: (i) 3 2 bagian; (ii) 2 1 bagian.

Berat sebuah benda di udara 52 N. Jika ditimbang dalam minyak tanah, beratnya menjadi 46 N.

a. Hitung besar gaya apung yang dialami benda jika tercelup dalam minyak tanah:

(i) $\frac{2}{3}$ bagian; (ii) $\frac{1}{2}$ bagian.

b. Hitung berat benda ketika tercelup dalam minyak tanah:

(i) $\frac{2}{3}$ bagian; (ii) $\frac{1}{2}$ bagian. $\;$

Y. Maghfirah

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Pembahasan

Diketahui : W b u W s b − min y ak = = 52 N ( berat benda di udara ) 46 N ( berat semu benda dalam minyak ) Ditanya : a. F A = ....? ketika V b f = 3 2 V b ; F A = ....? ketika V b f = 2 1 V b . b. W sb = ....? ketika V b f = 3 2 V b ; W sb = ....? ketika V b f = 2 1 V b . Catatan : V bf = volume benda yang tercelup di dalam fluida, W sb = berat semu benda ketika dicelupkan ke dalam fluida. Jawab : Konsep : Hukum Archimedes , yang berbunyi "suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya dalam suatu zat cair akan mengalami gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan (didesak) oleh benda tersebut". Dirumuskan : F A = ρ f l u i d a g V b f Gaya apung atau gaya tekan ke atas disebabkan oleh tekanan hidrostatis pada bagian bawah benda. Langkah-langkah pengerjaan : Langkah 1 , analisis soal. Kita bisa lihat bahwa berat benda ketika ditimbang di udara ( W bu ) lebih berat dibandingkan ketika ditimbang di dalam minyak ( W sb-minyak ).Hal ini karena ketika benda dicelupkan ke dalam cairan minyak, benda mengalami gaya apung/gaya angkat ( F A ) yang arahnya ke atas. Kita dapat rumuskan : W b u F A = = F A + W s b − min y ak W b u − W s b − min y ak Langkah 2 , menghitung gaya apung benda di dalam minyak. F A = = = W b u − W s b − min y ak 52 − 46 6 N Dengan demikian, gaya apung/gaya angkat yang dialami benda sebesar 6 N. Langkah 3 , analisis ketika benda mengalami gaya apung 6 N. Ketika benda mengalami gaya apung 6 N, keadaan benda adalah tercelup seluruh bagian bendanya ke dalam air. Dalam kondisi ini benda mengalami gaya apung/gaya angkat maksmimum ( F A-max ). (volum benda yang tercelup dalam fluida sama dengan volum benda keseluruhan ( V bf = V b ). F A F A − ma x = = ρ f l u i d a g V b f ρ f l u i d a g V b Langkah 4 , menghitung gaya apung pada pertanyaan a. (kita gunakan perbandingan) Pertanyaan a pertama F A = ....? ketika V b f = 3 2 V b F A F A − ma x F A F A − ma x F A 6 F A 6 6 × 3 2 4 F A = = = = = = = ρ f l u i d a g V b f ρ f l u i d a g V b V b f V b 3 2 V b V b 3 2 1 1 × F A F A 4 N Pertanyaan a kedua F A = ....? ketika V b f = 2 1 V b F A F A − ma x F A F A − ma x F A 6 F A 6 6 × 2 1 3 F A = = = = = = = ρ f l u i d a g V b f ρ f l u i d a g V b V b f V b 2 1 V b V b 2 1 1 1 × F A F A 3 N Langkah 5 ,menghitung berat semu untuk pertanyaan b. Pertanyaan b pertama W sb = ....? ketika V b f = 3 2 V b Pada langkah 4 kita sudah tau gaya apung ( F A ) yang dialami benda ketika V b f = 3 2 V b adalah 4 N. W b u 52 W s b W s b = = = = F A + W s b 4 + W s b 52 − 4 48 N Pertanyaan b kedua W sb = ....? ketika V b f = 2 1 V b Pada langkah 4 kita sudah tau gaya apung ( F A ) yang dialami benda ketika V b f = 2 1 V b adalah 3 N. W b u 52 W s b W s b = = = = F A + W s b 3 + W s b 52 − 3 49 N Dengan demikian, kesimpulannya : a. gaya apung yang dialami benda ketika benda tercelup 3 2 bagian dan 2 1 bagian berturut-turut adalah 4 N dan 3 N. b. berat benda atau berat semu benda ketika benda tercelup 3 2 bagian dan 2 1 bagian berturut-turut adalah 48 N dan 49 N.

Diketahui :

$W_{b u} W_{s b - min y ak} = = 52 N (berat benda di udara) 46 N (berat semu benda dalam minyak)$

Ditanya :

a. F_A = ....? ketika $V_{b f} = \frac{2}{3} V_{b}$ ; F_A = ....? ketika $V_{b f} = \frac{1}{2} V_{b}$ .

b. W_sb = ....? ketika $V_{b f} = \frac{2}{3} V_{b}$ ; W_sb = ....? ketika $V_{b f} = \frac{1}{2} V_{b}$ .

Catatan : V_bf = volume benda yang tercelup di dalam fluida, W_sb = berat semu benda ketika dicelupkan ke dalam fluida.

Jawab :

Konsep :

Hukum Archimedes, yang berbunyi "suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya dalam suatu zat cair akan mengalami gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan (didesak) oleh benda tersebut". Dirumuskan :

$F_{A} = ρ_{f l u i d a} g V_{b f}$

Gaya apung atau gaya tekan ke atas disebabkan oleh tekanan hidrostatis pada bagian bawah benda.

Langkah-langkah pengerjaan :

Langkah 1, analisis soal.

Kita bisa lihat bahwa berat benda ketika ditimbang di udara (W_bu) lebih berat dibandingkan ketika ditimbang di dalam minyak (W_sb-minyak). Hal ini karena ketika benda dicelupkan ke dalam cairan minyak, benda mengalami gaya apung/gaya angkat (F_A) yang arahnya ke atas. Kita dapat rumuskan :

$W_{b u} F_{A} = = F_{A} + W_{s b - min y ak} W_{b u} - W_{s b - min y ak}$

Langkah 2, menghitung gaya apung benda di dalam minyak.

$F_{A} = = = W_{b u} - W_{s b - min y ak} 52 - 46 6 N$

Dengan demikian, gaya apung/gaya angkat yang dialami benda sebesar 6 N.

Langkah 3, analisis ketika benda mengalami gaya apung 6 N.

Ketika benda mengalami gaya apung 6 N, keadaan benda adalah tercelup seluruh bagian bendanya ke dalam air. Dalam kondisi ini benda mengalami gaya apung/gaya angkat maksmimum (F_A-max). (volum benda yang tercelup dalam fluida sama dengan volum benda keseluruhan (V_bf = V_b).

$F_{A} F_{A - ma x} = = ρ_{f l u i d a} g V_{b f} ρ_{f l u i d a} g V_{b}$

Langkah 4, menghitung gaya apung pada pertanyaan a. (kita gunakan perbandingan)

Pertanyaan a pertama

F_A = ....? ketika $V_{b f} = \frac{2}{3} V_{b}$

$\frac{F _{A - ma x}}{F _{A}} \frac{F _{A - ma x}}{F _{A}} \frac{6}{F _{A}} \frac{6}{F _{A}} 6 \times \frac{2}{3} 4 F_{A} = = = = = = = \frac{ρ _{f l u i d a} g V _{b}}{ρ _{f l u i d a} g V _{b f}} \frac{V _{b}}{V _{b f}} \frac{V _{b}}{\frac{2}{3} V _{b}} \frac{1}{\frac{2}{3}} 1 \times F_{A} F_{A} 4 N$

Pertanyaan a kedua

F_A = ....? ketika $V_{b f} = \frac{1}{2} V_{b}$

$\frac{F _{A - ma x}}{F _{A}} \frac{F _{A - ma x}}{F _{A}} \frac{6}{F _{A}} \frac{6}{F _{A}} 6 \times \frac{1}{2} 3 F_{A} = = = = = = = \frac{ρ _{f l u i d a} g V _{b}}{ρ _{f l u i d a} g V _{b f}} \frac{V _{b}}{V _{b f}} \frac{V _{b}}{\frac{1}{2} V _{b}} \frac{1}{\frac{1}{2}} 1 \times F_{A} F_{A} 3 N$

Langkah 5,menghitung berat semu untuk pertanyaan b.

Pertanyaan b pertama

W_sb = ....? ketika $V_{b f} = \frac{2}{3} V_{b}$

Pada langkah 4 kita sudah tau gaya apung (F_A) yang dialami benda ketika $V_{b f} = \frac{2}{3} V_{b}$ adalah 4 N.

$W_{b u} 52 W_{s b} W_{s b} = = = = F_{A} + W_{s b} 4 + W_{s b} 52 - 4 48 N$

Pertanyaan b kedua

W_sb = ....? ketika $V_{b f} = \frac{1}{2} V_{b}$

Pada langkah 4 kita sudah tau gaya apung (F_A) yang dialami benda ketika $V_{b f} = \frac{1}{2} V_{b}$ adalah 3 N. $W_{b u} 52 W_{s b} W_{s b} = = = = F_{A} + W_{s b} 3 + W_{s b} 52 - 3 49 N$

Dengan demikian, kesimpulannya :

a. gaya apung yang dialami benda ketika benda tercelup $\frac{2}{3}$ bagian dan $\frac{1}{2}$ bagian berturut-turut adalah 4 N dan 3 N.

b. berat benda atau berat semu benda ketika benda tercelup $\frac{2}{3}$ bagian dan $\frac{1}{2}$ bagian berturut-turut adalah 48 N dan 49 N.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

4.5 (2 rating)

Pertanyaan serupa

Sepotong besi di udara beratnya 100 N. Ketika dimasukkan ke dalam minyak tanah beratnya menjadi 96 N. Apabila massa jenis minyak 0,8 gr/c m 3 dan g = 10 m/ s 2 , maka volume besi yang tercelup dalam m...

5.0

Jawaban terverifikasi

Gambar di samping menunjukkan sebuah balok logam M bermassa 1,2 kg yang tergantung pada kait neraca pegas. Bacaan pada skala neraca adalah 12 N.Balok kemudian diturunkan ke dalam bejana berpancuran ya...

0.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah benda yang diukur di daratan memiliki berat sebesar 500 N. Apabila benda tersebut dimasukkan ke dalam air, lalu diangkat oleh seseorang dengan gaya 250 N. Hitunglah berat benda tersebut di dala...

5.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah benda ditimbang di udara, beratnya 8 N. Benda tersebut kemudian ditimbang lagi di dalam bensin (massa jenis bensin 700 kg/m 3 ) dan ternyata berat benda 5,9 N. Diketahui bahwa percepatan gravit...

0.0

Jawaban terverifikasi

5.0

Jawaban terverifikasi