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 yang penuh berisi air sampai M tercelup seluruhnya dalam air. Sebagian air yang meluap keluar dari pancuran ditampung pada gelas ukur. Skala neraca pada saat ini membaca 9 N. a. Berapa massa air yang didesak oleh balok? b. Berapa liter volume air yang tertampung dalam gelas ukur? c. Tentukan massa jenis logam.

Pembahasan

Diketahui : m l o g am ​ W b u ​ W s b − ai r ​ ​ = = = ​ m b ​ = 1 , 2 kg ( massa logam atau massa benda ) 12 N ( berat benda di udara ) 9 N ( berat semu benda ditimbang di air ) ​ Ditanya : a. Berapa massa air yang didesak oleh balok? b. Berapa liter volume air yang tertampung dalam gelas ukur? c.Tentukan massa jenis logam? 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 ​ = W f l u i d a d i p in d ahkan ​ 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 , menghitung gaya apungbenda. Ketika benda dicelupkan ke dalam fluida atau zat cair akan lebih ringan ketika ditimbang di udara. Hal ini karena ketika dicelupkan ke dalam fluida benda mengalami gaya apung atau gaya angkat ( F A ) yang arahnya ke atas. (yang terukur adalah berat semunya) W b u ​ 12 F A ​ F A ​ ​ = = = = ​ F A ​ + W s b − ai r ​ F A ​ + 9 12 − 9 3 N ​ Langkah 2 , menghitung berat air yang telah tertuang ke dalam gelas ukur. Dari definisi konsep hukum arcimedes, kita tau bahwa berat zat cair yang dipindahkan/tertuang dalam gelas ukur merupakan besarnya gaya apung. F A ​ 3 W f l u i d a d i p in d ahkan ​ ​ = = = ​ W f l u i d a d i p in d ahkan ​ W f l u i d a d i p in d ahkan ​ 3 N ​ Langkah 3 , menghitung massa air/fluida yang didesak/dipindahkan (pertanyaa a). W f l u i d a d i p in d ahkan ​ m ai r ​ m ai r ​ m ai r ​ ​ = = = = ​ m ai r ​ g g W f l u i d a d i p in d ahkan ​ ​ 10 3 ​ 0 , 3 kg ​ Langkah 4 , menghitung volume air yang tertampung dalam gelas ukur (pertanyaan b). Catatan:massa jenis air 1000 kg.m 3 ρ ai r ​ 1000 V ai r ​ V ai r ​ ​ = = = = ​ V ai r ​ m ai r ​ ​ V ai r ​ 0 , 3 ​ 1000 0 , 3 ​ 0 , 0003 m 3 ​ Langkah 5 , menghitung massa jenis logam. Volume logam besarnya sama dengan volume air yang tertampung dalam gelas ukur. ρ l o g am ​ ρ l o g am ​ ρ l o g am ​ ρ l o g am ​ ​ = = = = ​ V l o g am ​ m l o g am ​ ​ V ai r ​ m l o g am ​ ​ 0 , 0003 1 , 2 ​ 4000 kg / m 3 ​ Dengan demikian, kesimpulannya : a. massa air yang didesak oleh balok sebesar 0,3 kg. b. volume air yang tertampung dalam gelas ukur sebesar 0,0003 m 3 . c. massa jenis logam sebesar 4000 kg/m 3 .